油／水界面超低界面張力是提高原油采收率中表面活性劑配方篩選的一個重要依據(jù)，深入研究超低界面張力體系產(chǎn)生規(guī)律及途徑具有重要意義．本文針對烷醇酰胺，石油磺酸鹽，生物表面活性劑鼠李糖脂等在強(qiáng)化采油中具有重要應(yīng)用前景的表面活性劑，通過表面活性劑復(fù)配，添加非極性分子烷烴及極性分子醇等手段提高體系的界面活性，得到一系列具有超低界面張力的體系，采用分子動力學(xué)ＭＤ，耗散顆粒動力學(xué)ＤＰＤ等分子模擬方法與動態(tài)界面張力，界面流變等實(shí)驗(yàn)手段相結(jié)合，從分子水平考察各體系油／水界面層內(nèi)各分子間的相互作用及界面層組裝規(guī)律，為驅(qū)油過程中配方設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)．

本文主要分為三個部分：第一部分主要采用界面張力等實(shí)驗(yàn)手段考查烷醇酰胺ＦＦＡ單獨(dú)存在體系及不同提純程度工業(yè)品的界面活性，將分子模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，考察不同組分在界面層內(nèi)的作用，研究結(jié)果表明烷醇酰胺中少量二乙醇胺，甲脂及單胺脂，雙胺脂等弱極性分子的存在對體系具有高界面活性及油相適應(yīng)性有重要影響．向ＦＦＡ溶液中增溶烷烴，可使溶液聚集行為由囊泡變?yōu)槿苊浤z束，增溶烷烴體系的界面行為與所增溶烷烴碳鏈長度有關(guān)：當(dāng)油相碳鏈長度大于增溶烷烴碳鏈長度時，增溶烷烴存在于界面層內(nèi)，降低了油相對體系界面行為的影響，使得體系界面張力值迅速降至一較低值，體系油／水界面活性提高；當(dāng)該油相碳鏈長度小于增溶烷烴碳鏈長度時，增溶烷烴存在于界面層內(nèi)油相一側(cè)，并由于其向油相的擴(kuò)散將表面活性劑及水帶入油相，在油／水界面形成乳狀液層，體系油／水界面張力值升高．第二部分采用界面張力等實(shí)驗(yàn)手段與耗散顆粒動力學(xué)ＤＰＤ，分子動力學(xué)ＭＤ相結(jié)合，考察石油磺酸鹽及其模型物烷基苯磺酸鹽單獨(dú)存在，與非離子型表面活性劑復(fù)配及復(fù)配體系中加入醇后體系的界面活性．

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過向復(fù)配體系中加入己醇或辛醇，得到一系列在較短時間內(nèi)將體系界面張力值降至超低且具有較高油相適應(yīng)性的體系．模擬結(jié)果表明，醇加入后界面層內(nèi)表面活性劑尾鏈伸展性及有序性提高，界面層厚度增大，界面生成能降低，體系界面活性增強(qiáng)．醇分子增溶于溶液形成溶脹膠束，并隨膠束擴(kuò)散至界面層，釋放出的表面活性劑和醇分子組裝形成新的界面層，由于避免了表面活性劑尾鏈插入油相的過程，體系降低界面張力的速度提高，同時由于界面層內(nèi)油相含量較少，其最低界面張力值降低且對不同油相都具有高的界面活性．第三部分采用耗散顆粒動力學(xué)考察不同結(jié)構(gòu)生物表面活性劑鼠李糖脂在油／水界面行為差異及其與不同類型表面活性劑復(fù)配體系的界面行為，給出不同結(jié)構(gòu)鼠李糖脂界面行為特點(diǎn)及與常用表面活性劑在油／水界面的相互作用規(guī)律，為實(shí)際應(yīng)用中鼠李糖脂生產(chǎn)菌種及配方設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)．本論文采用分子模擬和實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合的研究路線，考察油／水界面層內(nèi)烷醇酰胺，石油磺酸鹽及生物表面活性劑鼠李糖脂的界面行為及影響因素，通過向表面活性劑溶液中添加非極性及弱極性有機(jī)物質(zhì)作為助劑提高體系界面活性及油相適應(yīng)性，得到一系列在較短時間內(nèi)快速降低體系油／水界面張力的且具有油相適應(yīng)性的超低界面張力體系，為實(shí)際應(yīng)用配方設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)．

本論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)：１．將不同尺度的分子模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，從分子水平考察油／水界面表面活性劑的界面行為２．采用不同提純手段提純烷醇酰胺并考察其界面活性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分子模擬結(jié)果相結(jié)合，確定體系中弱極性組分在提高體系油／水界面活性方面的作用，提出新的具有油相適應(yīng)性的高界面活性體系設(shè)計(jì)路線．３．向烷醇酰胺中增溶烷烴，向石油磺酸鹽中增溶醇，均得到具有較強(qiáng)界面活性并能在較短時間內(nèi)迅速降低油／水界面張力的體系，通過體系界面生成能的考察確定其在界面層內(nèi)的位置，并解釋其增效機(jī)理，提出超低界面張力體系界面層分子組裝規(guī)律，為驅(qū)油體系配方設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)．４采用耗散顆粒動力學(xué)考察生物表面活性劑鼠李糖脂及復(fù)配體系界面活性，為實(shí)際應(yīng)用中菌種選擇及配方設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)．