检索结果-南通市图书馆

基于径向井压裂复合降压法的天然气水合物开采产能数值模拟

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天然气工业 2022年第12期42卷 152-164页

作者：惠程玉张逸群张潘潘武晓亚李根生黄浩宸 “油气资源与探测”国家重点实验室·中国石油大学(北京)

压裂是提高天然气水合物(以下简称水合物)开采效率的潜在方法之一,但当前在径向井压裂降压开采水合物时,径向井分支数与裂缝参数对水合物压裂后产能的影响规律研究相对较少,水合物增产缺乏理论基础。为此,基于开源程序HydrateResSim对... 详细信息

压裂是提高天然气水合物(以下简称水合物)开采效率的潜在方法之一,但当前在径向井压裂降压开采水合物时,径向井分支数与裂缝参数对水合物压裂后产能的影响规律研究相对较少,水合物增产缺乏理论基础。为此,基于开源程序HydrateResSim对具有渗透性边界的第三类水合物藏储层进行了径向井压裂复合降压法开采水合物产能模拟,对比了不同位置、数量的裂缝及不同径向井分支数影响下开采过程中压力场、温度场、水合物饱和度、甲烷饱和度分布及产能变化,并分析了水合物的增产规律。研究结果表明:①裂缝在水合物储层中构建了高导流能力通道,显著降低了近井区域渗流阻力,提高了压力降传播速度,扩大了水合物分解范围;②压裂裂缝距离主井筒越近,开采初期压力降传播效果越好;③裂缝总缝长相等时,增加裂缝数量有利于提高产能;④径向井分支数增加,产气速率及生产气水比均有明显提高。结论认为,径向井压裂复合降压法可以提高水合物开采效率,是一种实现水合物商业化开采的潜在新方法,将有助于推进我国南海水合物产业化进程,研究结果对于南海天然气水合物的实地化开采具有重要的指导意义。

关键词：天然气水合物神狐海域径向井水力压裂降压法增产规律数值模拟裂缝开采效率

超临界CO_(2)压裂迂曲裂缝内支撑剂运移特征

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天然气工业 2022年第3期42卷 71-80页

作者：郑永王海柱李根生田港华杨兵刘铭盛油气资源与探测国家重点实验室·中国石油大学(北京)

在“双碳”目标引领和水力压裂受水资源影响下,超临界CO_(2)压裂是发展的主要趋势。为了明确支撑剂在超临界CO_(2)致裂裂缝内的运移特征,利用激光形貌扫描技术对超临界CO_(2)压裂后的岩石裂缝面进行重构,结合CFD—DEM方法建立了迂曲裂... 详细信息

在“双碳”目标引领和水力压裂受水资源影响下,超临界CO_(2)压裂是发展的主要趋势。为了明确支撑剂在超临界CO_(2)致裂裂缝内的运移特征,利用激光形貌扫描技术对超临界CO_(2)压裂后的岩石裂缝面进行重构,结合CFD—DEM方法建立了迂曲裂缝内超临界CO_(2)携砂运移模型,对比平板裂缝分析了迂曲裂缝内支撑剂的运移和铺置特征,研究了支撑剂密度、携砂液注入速度和砂比等关键参数对支撑剂在裂缝内输送和分布的影响。研究结果表明:(1)相较于平板裂缝,迂曲裂缝中的超临界CO_(2)携砂液流动路径具有曲折和多变的特点,支撑剂运移时在横向和纵向上具有更强的波动性和跳跃性;(2)支撑剂在迂曲裂缝内的铺置形态呈现出波浪状甚至簇团状的非均匀分布特征;(3)低密度支撑剂在迂曲裂缝内具有更好的通过性,高注入速度能够降低迂曲裂缝结构对支撑剂堵塞的影响;(4)迂曲裂缝中过低的注入砂比并不能够获得好的裂缝支撑效果,模拟条件下最优值在3%附近。结论认为,模拟实验研究结果对认识超临界CO_(2)压裂携砂液泵注过程中砂堵发生机制以及优化现场压裂设计具有重要的理论和工程意义。

关键词：非常规油气储层改造压裂支撑剂运移超临界CO_(2)迂曲裂缝 CFD—DEM 裂缝面重构

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碳化钼的结构、制备及应用研究进展

材料导报 2024年第5期38卷 120-137页

作者：邓开鑫刘澄虎于志庆黄文斌魏强周亚松中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

将碳原子引入钼的晶格中形成碳化钼时,形成的间充结构具有独特的物理和化学性质,在加氢反应和制氢反应等领域具有优异的催化性能,可与贵金属铂、钯相媲美。碳化钼化学性质活泼,合成方法和实验条件都密切影响着最终产品的物化性质,任何... 详细信息

将碳原子引入钼的晶格中形成碳化钼时,形成的间充结构具有独特的物理和化学性质,在加氢反应和制氢反应等领域具有优异的催化性能,可与贵金属铂、钯相媲美。碳化钼化学性质活泼,合成方法和实验条件都密切影响着最终产品的物化性质,任何一种反应原料和实验条件发生微小变化,都可能造成碳化钼的晶相结构、晶粒大小、比表面积等产生较大变化,从而改变材料的催化性质。本文对几种典型碳化钼的晶相类型及空间结构分别进行了介绍,分析了影响碳化钼结构的电子性质和几何因素,系统总结了碳化钼的合成策略并指出了不同制备方法的优劣势。以程序升温还原法为例,分析了碳化钼的生长机理,并从碳化终温、升温速率、碳源浓度三方面着重讨论了制备条件对材料的影响。然后总结了碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域的应用,详细阐述了碳化钼在电催化析氢和CO_(2)加氢转化反应中的催化机理及改进策略,最后基于目前存在的挑战进一步提出碳化钼材料未来的发展方向。

关键词：碳化钼晶体结构程序升温还原法合成策略电解水析氢三维材料

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CaO调质含油污泥干燥特性及数学模型

化工学报 2023年第7期74卷 3018-3027,F0004页

作者：刘春雨周桓宇马跃岳长涛中国石油大学重质油国家重点实验室北京102249 中国石油大学油气光学探测技术实验室北京102249

热干化技术是一种污泥预处理技术,为提高干燥效率,降低能耗,向含油污泥中添加CaO,观察微观结构变化,分析温度和添加剂CaO对含油污泥干燥特性的影响,建立CaO调质含油污泥的干燥模型。结果表明:添加的CaO集中于含油污泥孔隙结构内,使含油... 详细信息

热干化技术是一种污泥预处理技术,为提高干燥效率,降低能耗,向含油污泥中添加CaO,观察微观结构变化,分析温度和添加剂CaO对含油污泥干燥特性的影响,建立CaO调质含油污泥的干燥模型。结果表明:添加的CaO集中于含油污泥孔隙结构内,使含油污泥孔道结构增加,水分更容易从孔道中析出;水分蒸发主要集中在快干阶段,干燥温度100℃能最大限度保留CaO调质含油污泥中有机物质;添加CaO后总干燥时间显著降低,CaO最佳添加比例为10%~12%;Page模型可用于描述CaO调质含油污泥干燥过程,通过Fick第二定律得到有效水分扩散系数Deff为0.9581×10^(-8)~3.3395×10^(-8)m^(2)/s,在CaO含量10%时达到最大;综合考虑含油污泥干燥速率和经济效益,干燥温度100~120℃,CaO添加量10%~12%是CaO调质含油污泥干燥的最佳条件。

关键词：含油污泥干燥氧化钙显微结构模型

TBAB水溶液体系中半笼型水合物的相平衡预测模型

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化工学报 2023年第1期74卷 408-415页

作者：蔡进王晓辉汤涵陈光进孙长宇中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

四丁基溴化铵(TBAB)是一种广泛使用的水合物促进剂,可以显著降低水合反应的形成条件。针对TBAB水溶液中离子与溶剂间较强的相互作用力,采用电解质NRTL方程确定液相组分的活度系数,结合含TBAB水合物的晶体结构特征和Chen-Guo水合物模型,... 详细信息

四丁基溴化铵(TBAB)是一种广泛使用的水合物促进剂,可以显著降低水合反应的形成条件。针对TBAB水溶液中离子与溶剂间较强的相互作用力,采用电解质NRTL方程确定液相组分的活度系数,结合含TBAB水合物的晶体结构特征和Chen-Guo水合物模型,建立了TBAB水溶液体系中水合物形成热力学条件的预测模型。与TBAB质量分数为5%~60%的221个实验数据点进行对比分析,结果显示温度平均相对误差为0.112%,预测值与实验数据具有较好的一致性。通过关联混合电解质体系下盐-溶剂间的交互作用参数,该模型还可进一步扩展到TBAB+NaCl复合盐体系下水合物相平衡条件的预测。在TBAB质量分数范围为5%~20%、NaCl质量分数为3.5%~10%的复合盐溶液体系中,CO_(2)形成半笼型水合物的相平衡条件的实验值与预测值的温度偏差范围为0.01~1.17 K,二者比较吻合。本模型可以为水合物法气体分离、气体储运等技术的实际应用和工艺包开发提供理论基础。

关键词：半笼型水合物相平衡 TBAB 活度系数 Chen-Guo模型

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渣油及其组分黏度的分子层次组成关联研究

化工学报 2023年第8期74卷 3226-3241页

作者：刘爽张霖宙许志明赵锁奇中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

渣油由于自身的黏度大和流动性差制约其加工和运输,所以渣油高黏度的来源成为探究的关键。本研究把不同渣油分离成SARA(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)四个组分并进行黏度和分子组成的关联研究。研究结果表明:从组分含量来看,渣油黏度... 详细信息

渣油由于自身的黏度大和流动性差制约其加工和运输,所以渣油高黏度的来源成为探究的关键。本研究把不同渣油分离成SARA(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)四个组分并进行黏度和分子组成的关联研究。研究结果表明:从组分含量来看,渣油黏度影响的灰色关联顺序为:沥青质>饱和分>胶质>芳香分。饱和分黏度远小于渣油的黏度,说明饱和分是渣油体系主要的稀释剂。从组分分子层次来看,发现饱和分的黏度贡献主要来源于环烷烃的贡献,环数越多对饱和分黏度影响越大。芳香分的黏度贡献主要来源于N1O1类和N1类化合物的分布。除了金属元素Ni及Fe元素,胶质黏度很大程度受O1类化合物的影响。

关键词：渣油石油分离 SARA 分子组成黏度灰色关联分析

离心力场-移动床耦合气固分离装备的研究进展

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化工学报 2023年第1期74卷 157-169页

作者：范怡平卢春喜中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

气固分离装备的发展对于实现高温烟气的高效除尘净化具有重要意义。基于单一气固分离机制的除尘装备难以实现精细除尘的目标。将离心分离和移动床分离耦合在同一装备中,实现两种分离机制的协同强化无疑是一种解决方案。在该耦合装备中,... 详细信息

气固分离装备的发展对于实现高温烟气的高效除尘净化具有重要意义。基于单一气固分离机制的除尘装备难以实现精细除尘的目标。将离心分离和移动床分离耦合在同一装备中,实现两种分离机制的协同强化无疑是一种解决方案。在该耦合装备中,旋风壳体和移动床内气相、捕集颗粒、粉尘的运动较之常规单体旋风分离器、移动床均具有一些独特的特性。通过压降-时间响应曲线发现该新型耦合分离装备具有自清洁功能。该装备对黏附性微细粉尘的捕集效率在95%以上;旋风壳体分离了10μm以上颗粒物,而内置颗粒床捕集到的粉尘粒径在10μm以下,验证了二者在同一装备中的协同强化。但是,强化自清洁效应和提高捕集效率构成了一对矛盾。研究表明,该新型耦合分离装备仍具有很大的性能提升空间。

关键词：气固分离旋风分离器移动床过滤器耦合流场优化

一种封闭罩内顺流多旋臂气液分离器的分离特性研究

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化工学报 2023年第7期74卷 2957-2966页

作者：高金明郭玉娇鄂承林卢春喜中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

为了解决多旋臂气液旋流分离器(GLVS)中旋臂上方存在的小液滴夹带逃逸现象,设计了一种封闭罩内顺流多旋臂气液分离器(D-GLVS)。通过大型冷模实验,从压降和分离效率角度考察了其分离性能,实验结果表明,D-GLVS通过增加封闭罩,分隔了分离... 详细信息

为了解决多旋臂气液旋流分离器(GLVS)中旋臂上方存在的小液滴夹带逃逸现象,设计了一种封闭罩内顺流多旋臂气液分离器(D-GLVS)。通过大型冷模实验,从压降和分离效率角度考察了其分离性能,实验结果表明,D-GLVS通过增加封闭罩,分隔了分离空间和排气空间,使排气压降占比较大,约为总压降的60%,但其阻力系数仍在常规旋风分离器的范围内;且其分离效率随气速增大,表现为先升高后降低的变化趋势,并在14.69 m/s附近达到最大值,同时发现偶数个喷嘴数对应进液质量的分离效率明显比奇数个喷嘴更高,这一结果在逆流式多旋臂气液分离器(B-GLVS)中同样得以证实。进一步对比了D-GLVS和B-GLVS间分离性能差异,结果表明封闭罩的引入可以极大地改善B-GLVS中小液滴被气流夹带逃逸的现象,使气液分离效率有明显提升,同时使D-GLVS分离效率随气速的变化规律与常规旋风分离器更为相似。在低气速下,二者的总压降几乎相同,当旋臂喷出口气速较大时,D-GLVS的总压降略大于B-GLVS,增幅均值约为5.04%。

关键词：离心分离气液两相流压降分离效率气液顺流

ZSM-5分子筛酸性能和孔结构的协同作用对C5烯烃催化裂解性能的影响

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化工学报 2023年第1期74卷 438-448页

作者：白宇恩张彬瑞刘东阳赵亮高金森徐春明中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

采用不同浓度碱液处理制备了具有不同酸性质的多级孔HZSM-5分子筛,并考察其酸性能与孔结构变化对催化裂化(FCC)汽油中C_(5)烯烃催化裂解性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附脱附、氨气程序升温脱附技术(NH_(3)-TPD)、吡啶红外(Py... 详细信息

采用不同浓度碱液处理制备了具有不同酸性质的多级孔HZSM-5分子筛,并考察其酸性能与孔结构变化对催化裂化(FCC)汽油中C_(5)烯烃催化裂解性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附脱附、氨气程序升温脱附技术(NH_(3)-TPD)、吡啶红外(Py-IR)和扫描电镜(SEM)等表征手段研究了HZSM-5分子筛的结构、形貌、酸性质和孔道性能。研究结果表明,适宜浓度的碱液处理可以提高HZSM-5分子筛的强Bronsted(B酸)酸量和介孔体积,显著提高C_(5)烯烃转化率和乙烯、丙烯的收率。当碱液浓度为0.2 mol·L^(-1),HZSM-5分子筛强B酸中心和介孔体积之间的协同作用促进了C_(5)烯烃的高效转化,转化率为84.8%(质量分数),乙丙烯总收率为86.0%(质量分数),分别比未处理的HZSM-5分子筛增加4.4%和15.5%。

关键词：碱处理 ZSM-5分子筛催化裂解低碳烯烃