تتميّز مياه الصرف الزيتية الناتجة عن استغلال حقول النفط بنظام مستحلب مستقر للغاية، لا يمكن معالجته بفعالية بالعمليات التقليدية. لقد أصبح البولي أكريلاميد (PAM) العامل السائد للمعالجة بسبب تكلفته المنخفضة وكفاءته الممتازة في فصل الزيت عن الماء. تُظهر بولي أكريلاميدات بأنواع شحنة مختلفة أداء تلبّد متباينًا اختلافًا كبيرًا في التطبيقات العملية، ويمكن لتقنية المحاكاة الجزيئية أن تكشف بصريًا قواعد التفاعل المجهرية بين العامل والملوثات النفطية لتوفير دعم نظري لتحسين العمليات الميدانية.
يمتاز البولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM) بأفضل أداء عام في التلبّد. تولد المجموعات الكاتيونية على سلاسل الجزيئات امتصاصًا كهروستاتيكيًا قويًا لالتقاط قطرات الزيت المتناثرة بسرعة وتجميعها في رواسب متخثرة كبيرة وكثيفة. تؤكد حسابات المحاكاة أن أقصى كفاءة لإزالة الزيت تتحقق عند جرعة مقدارها 35 ملغم/لتر، ودرجة حرارة محيطة 40°م، ودرجة حموضة الماء (pH) تساوي 6.6. تؤدي الجرعات المفرطة إلى تجمّع ذاتي لجزيئات الـPAM وتضعف قدرتها على امتصاص الزيت. أما البولي أكريلاميدات الأنيونية وغير الأيونية فتُظهر قدرات امتصاص أضعف؛ فالبولي أكريلاميد غير الأيوني يرتبط بقطرات الزيت فقط عبر قوى بين جزيئية ضعيفة ولا ينجح في معالجة المياه الزيتية ذات التراكيب المعقدة.
تُغيّر المواد الخافضة للتوتر السطحي في الماء مباشرة كفاءة تلبّد البولي أكريلاميدات. تتنافس بعض المواد السطحية على مواقع الامتزاز مع الـPAM وتعيق الارتباط بين العامل وقطرات الزيت، في حين أن المواد السطحية ذات بنية حلقة البنزين تسهّل تجمّع جزيئات الزيت وتحسّن كفاءة الفصل. تشير التحليلات على مستوى الإلكترونات إلى أن البولي أكريلاميد الكاتيوني يمتلك نشاطًا متفوّقًا في نقل الإلكترون، حيث تعمل مجموعات الأميد والمجموعات الكاتيونية كمواقع فعالة أساسية لامتصاص الزيت. تتصاعد صعوبة إزالة مكونات الزيت بالترتيب التالي: الزيت الخفيف، الشمع، الراتنج، والأسبالتين. يمكن تطبيق هذه النتائج المجهرية مباشرة على التعديل الجزيئي لعوامل بولي أكريلاميد جديدة وتنظيم ظروف التشغيل لمعالجة مياه الصرف النفطية في حقول النفط.