甲基二苯并噻吩的吸附性及油藏充注途径示踪机理之Connolly分子表面计算证明

“地色层效应”是石油运移方向和充注途径示踪的理论基础,其中液-液色谱效应是可能的主要地色层效应之一.输导层中的石油相当于液态流动相,岩石矿物吸附水和束缚水相当于液态固定相.由于石油中不同结构的甲基二苯并噻吩异构体分子与输导层介质吸附作用的差异,异构体化合物的相对含量呈现出规律性的变化,从而可用来示踪石油运移的方向.本文采用Connolly分子表面算法,以半径为1.5 (A)的水分子作为探针,使其分别在目标分子1-甲基二苯并噻吩(1-MDBT)和4-MDBT表面滚动,计算出相应化合物的分子表面积和体积.计算结果表明,1-MDBT分子的表面积为200.21 (A)2,体积为184.28 (A)3;4-MDBT分子的表面积为204.32 (A)2,体积为186.34(A)3.与1-MDBT相比,4-MDBT的分子表面积和体积都较大,其与水分子接触的面积也较大.在地层中,石油与水介质之间的接触关系,与实验模拟计算中目标分子与水分子探针的接触类似.与1-MDBT相比,石油中表面积较大的4-MDBT更易于被吸附水和束缚水吸附.此外,4-MDBT的极性略强于1-MDBT,也进一步证明4-MDBT的吸附性更强.因此,随着运移距离的增加,4-MDBT/1-MDBT参数逐渐减小,Connolly分子表面计算结果进一步证明了甲基二苯并噻吩产生“地色层效应”的化学机理.