本论文将分子模拟技术结合实验技术应用于抗盐表面活性剂及聚合物驱油剂分子行为和性能的研究,以期为建立高抗盐驱油剂的构效关系和利用高盐条件调控驱油剂性能提供依据。采用全原子分子动力学(MD)、耗散颗粒动力学(DPD)、介观动力学模拟(Mesodyn)多尺度结合的模拟手段,同时与总有机碳分析、流变性质研究等实验技术相互补充验证,系统研究了高盐条件下表面活性剂在固/液界面吸附行为、抗盐聚合物的体相分子行为及其与抗盐表面活性剂的相互作用,以指导高盐油藏EOR配方设计等实际应用。1.抗盐表面活性剂在固/液界面的吸附行为研究表面活性剂在固/液界面的吸附是实际驱油过程中选择表面活性剂时需要考虑的重要因素,因为一方面降低其吸附损失是降本增效的方法之一,另一方面油藏润湿性改变也与表面活性剂在固液界面的吸附有关。高盐储藏条件使表面活性剂在固/液界面的吸附更加复杂,吸附机制尚不清晰。本文主要关注无机盐离子对表面活性剂溶度性质和其在固/液界面上吸附行为的影响,以表面活性剂在石英砂/水溶液界面的吸附为例：以分子模拟手段从能量角度分析有无多价无机离子存在下表面活性剂溶度性质,以反映抗盐表面活性剂溶解过程中水合作用和电性作用竞争,采用透光率等实验方法给出验证。将分子模拟的能量方法扩展到研究表面活性剂与固体表面基团的相互作用,发现无论无机离子存在与否电性作用在离子型表面活性剂/水/石英砂体系的吸附中都起着决定性作用。通过考察阳离子浓度及表面活性剂类型对能量变化的影响反应了表面活性剂吸附方式变化及其在固液界面的吸附趋势。分子动力学模拟分析表面活性剂界面吸附层的微观结构信息,特别是多价无机阳离子对表面活性剂分子、固体表面基团和界面上水分子中任两者之间相互作用的影响,最终导致了吸附量的减少。总有机碳分析等实验方法对表面活性剂吸附量的研究验证了模拟的结果。通过研究不同分子结构的抗盐表面活性剂的吸附行为,提出表面活性剂亲水基内部具有牵制负电基团的正电性基团或亲水型极性基团时对利用高盐条件降低吸附损失有利。结合前述表面活性剂在石英砂/水溶液界面的行为,采用自行设计的固液界面接触角测定装置,初步探索了表面活性剂溶液的pH、矿化度等条件变化时油滴自固体表面的脱附情况以及油水界面张力超低时油滴在固液界面的状态。采用总有机碳分析和原子力显微镜方法对抗盐表面活性剂在不同亲疏水性固体表面的吸附规律进行了研究,并发现磺基甜菜碱在云母表面的吸附可诱导氯化钠晶体有序排列的现象。2.抗盐聚合物的分子模拟设计及其和表面活性剂的相互作用抗盐聚合物的研究是本文的另外一个研究重点。通过对传统聚合物的疏水及电性改性探究适应高盐条件的聚合物分子结构特征：一方面以全原子分子动力学模拟分别研究了改性的丙烯酰胺聚合物与多价无机阳、阴离子(钙离子、铁离子、硫离子)的相互作用,发现阳离子与聚合物链中的丙烯酸根有较强的电性作用导致分子链蜷缩,阴离子与酰胺基团间存在相互作用也可使分子链收缩；另一方面结合耗散颗粒动力学模拟和介观动力学模拟研究聚合物分子结构对分子构象的影响及抗盐特性,分析分子结构变化对抗盐性的贡献,得到优化的抗盐型聚合物分子结构。对于抗盐聚合物与抗盐表面活性剂复配体系,分子动力学模拟分析影响溶液性质的各分子间作用类型和方式,主要包括离子-离子、离子-偶极作用和氢键、疏水相互作用。流变学性质的实验研究表明抗盐聚合物稀溶液体系在高矿化度下可以保留可观的粘度,与分子模拟结果吻合。抗盐聚合物与阴离子型抗盐表面活性剂复配的稀溶液体系无盐条件下增粘效果明显,有盐条件下粘度大幅下降。阴离子型抗盐表面活性剂与无机阳离子的电性作用使聚合物和表而活性剂电性作用减弱,疏水作用加强,破坏交联结构。本论文主要的创新点有：1.采用分子模拟方法从能量角度研究表面活性剂在盐水溶液中的溶解性质及其在高盐条件下与固体表面的相互作用,建立了一种预测表面活性剂在不同固体表面的吸附趋势的有效方法。2.分子动力学模拟和总有机碳实验分析揭示高盐条件下多价无机阳离子减少磺基甜菜碱在砂岩表面吸附的作用机制。3.结合多尺度的分子模拟方法和流变性质的实验研究,提出抗盐聚合物分子结构特征及其抗盐作用机制。4.采用自行设计的固／液界面接触角测定装置考察了pH、矿化度、油水界面张力等因素对固液界面油滴脱附的影响。