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改性Cu-BTC基混合基质膜在CO_(2)分离中的应用

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化工进展 2024年第6期43卷 3240-3246页

作者：王涛高翔高继峰邓海全余显涌周振华唐玲吕航中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院新疆克拉玛依834000 中石化中原石油工程设计有限公司技术发展中心河南郑州451000 中国石化天然气分公司重庆天然气销售中心重庆450002

金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)作为一种有潜力的分离材料,其孔道结构独特,具有高度可调性和选择性,在膜分离领域具有广阔的应用前景。然而,MOFs在潮湿的环境下易损坏,这严重限制了其在膜分离领域的应用。因此,提高M... 详细信息

金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)作为一种有潜力的分离材料,其孔道结构独特,具有高度可调性和选择性,在膜分离领域具有广阔的应用前景。然而,MOFs在潮湿的环境下易损坏,这严重限制了其在膜分离领域的应用。因此,提高MOFs的水稳定性,是实现其在膜分离领域应用的重要问题之一。本文通过柠檬酸铵(ammonium citrate,AC)功能化制备了具有高水稳定性的Cu-BTC-AC填料,并将其与Pebax 1657聚合物共混制备了系列不同掺杂量的MMMs,并考察了25℃饱和水蒸气下所制备Cu-BTC-AC/Pebax膜的CO_(2)/N_(2)分离性能。与纯Pebax膜相比,本工作中制备的MMMs具有更优异的CO_(2)渗透性和CO_(2)/N_(2)选择性,在CO_(2)渗透通量为776.5GPU时CO_(2)/N_(2)选择性为46.7。此外,AC功能化改性赋予填料的高水稳定性使得本工作中制备的MMMs具备了应用于实际工业气体分离的潜力。

关键词：金属有机骨架柠檬酸铵水稳定性混合基质膜气体分离

稠油油藏SAGD开发后腔体储氢潜力数值模拟

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天然气工业 2024年第8期44卷 178-190页

作者：于春生彭良儒蒋琪蒲万芬蒲军吴芳杰西南石油大学石油与天然气工程学院天府永兴实验室中国石化石油勘探开发研究院

氢气作为一种清洁能源有望替代化石燃料成为主要能源载体,地下储氢是实现氢气大容量长期存储的有效途径,是近年来新兴研究领域。为此,在目前盐穴、枯竭油气藏及含水层3种传统地下储氢地质体外,探索了一种新的储氢方法,即利用稠油油藏蒸... 详细信息

氢气作为一种清洁能源有望替代化石燃料成为主要能源载体,地下储氢是实现氢气大容量长期存储的有效途径,是近年来新兴研究领域。为此,在目前盐穴、枯竭油气藏及含水层3种传统地下储氢地质体外,探索了一种新的储氢方法,即利用稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)后形成的腔体进行储氢。首先对比了稠油油藏SAGD开发后储层储氢与常规地层储氢的优缺点,进而采用数值模拟方法对其建立地下储氢库的可能性进行论证,最后明确了不同注采方案的氢气储量及回收率,揭示了储层注采氢气阶段氢气与地层原有气体的流动特征。研究结果表明:①相较于常规枯竭油气藏储氢库,利用稠油油藏SAGD开发后的枯竭腔储氢具有储气量大、氢—油过渡带导致的氢损更低、无需注入或仅需注入少量的垫气、可降低氢脆风险、可提前监测闭圈盖层稳定性及气体密封性等优点;②典型单井组SAGD开发后的枯竭腔可储存约490 t氢气,回收率约为90%,且随着注采周期增多,采出的氢气纯度越高,第4个采氢周期后氢气采出纯度高达99%;③氢气存储方式的差异会导致甲烷在枯竭腔中的聚集位置发生变化,长期存储方式在氢气注入结束后,甲烷主要聚集在枯竭腔的底部,而短期存储方式下甲烷只会被氢气挤压到枯竭腔顶部的左右两侧,导致产氢过程中甲烷的产出规律不同。结论认为,利用稠油油藏SAGD开发后的储层进行高纯氢气的储存在储氢量、氢气回采纯度和建库成本方面都具有显著优势,是一种解决大规模储氢的高经济效益储氢技术,该研究成果能够为中国地下储氢技术的选址和建设运行提供指导和参考。

关键词：稠油油藏 SAGD 地下储氢库大规模储氢数值模拟甲烷产出氢气回收率多轮注采

高含水气液两相流中水合物成核—生成—堵塞规律研究

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中国造船 2024年第3期65卷 151-163页

作者：孔庆文牟婕季鹏庞振力张剑波王志远中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 中石化天然气分公司山东实华天然气有限公司青岛266061 中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津300451 油气钻完井技术国家工程研究中心青岛266580

在海域水合物开采和深水油气钻井过程中,排水管线和井筒中易出现高含水气液两相流。在低温高压的环境中水合物在管线中生成后会出现聚集、沉积等情况,严重时会形成堵塞,威胁生产安全。基于自主搭建的高压流动环路进行试验,探究高含水条... 详细信息

在海域水合物开采和深水油气钻井过程中,排水管线和井筒中易出现高含水气液两相流。在低温高压的环境中水合物在管线中生成后会出现聚集、沉积等情况,严重时会形成堵塞,威胁生产安全。基于自主搭建的高压流动环路进行试验,探究高含水条件下水合物成核、快速生成和堵塞阶段的特征,在不同初始流速和降温速率条件下分析宏观诱导时间、水合物生成量和堵塞时间的变化规律,建立了流动系统完全堵塞时水合物浓度的预测模型。结果表明,当初始流速在0.46~1.12 m/s范围内,宏观诱导时间和水合物堵塞浓度均随初始流速的升高先增大后减小,而随降温速率的增大而减小;水合物堵塞时间与初始流速呈正相关,而与降温速率呈负相关;在水合物成核和生成阶段,由传质主导转换为传热主导的特征流速为0.86±0.14 m/s;建立的水合物浓度预测模型的误差小于±15%。

关键词：水合物高含水体系流动环路试验水合物生成水合物堵塞浓度预测模型

油气管道用超声辅助AlO/Ni-W-Fe化学镀层组织及腐蚀性能

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热加工工艺 2024年

作者：刘博江苏大学能源与动力工程学院中国石化天然气分公司

通过超声辅助技术在油气管道用Q195钢表面制备纳米Al2O3颗粒添加的Ni-W-Fe镀层，采用实验测试手段研究其微观组织和腐蚀性能。结果表明：Ni-W-Fe镀层组织具有明显的非晶态特征，呈现出紧密相连的连续胞状分布；加入纳米Al2O3颗粒复合镀... 详细信息

通过超声辅助技术在油气管道用Q195钢表面制备纳米Al2O3颗粒添加的Ni-W-Fe镀层，采用实验测试手段研究其微观组织和腐蚀性能。结果表明：Ni-W-Fe镀层组织具有明显的非晶态特征，呈现出紧密相连的连续胞状分布；加入纳米Al2O3颗粒复合镀层中存在大量的弥散小颗粒，加入Al2O3颗粒还可以作为镀膜生长的形核点，促进晶粒长大，最终形成细小的组织晶粒。采用超声辅助处理的复合镀层硬度和孔隙率均低于磁力搅拌处理的复合镀层。采用磁力搅拌和超声辅助均可降低镀层的腐蚀速率，添加Al2O3颗粒后复合镀层耐蚀能力明显提升。镀层表面生成了Ni3S2产物，能够对基体组织发挥优异的保护作用。镀层腐蚀区有微裂纹形成，凸起结构消失，腐蚀后镀层与基体组织间依旧呈现紧密结合状态。Ni、Si、W三种元素含量基本一致，可以推断腐蚀后镀层依旧能够对基体组织发挥优异的保护作用。

关键词：化学镀层颗粒增强超声辅助磁力搅拌微观组织腐蚀性能

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鄂尔多斯盆地西南缘浅埋藏储层致密化成因

中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 24-36页

作者：张英男白青林束青林路智勇张戈窦祥骥李真何之明青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 中国石化胜利油田分公司现河采油厂山东东营257068 中国石化胜利油田分公司山东东营257061 中国石化江汉油田分公司湖北潜江433100 常州大学石油与天然气工程学院江苏常州213164

鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区三叠系延长组8段细粒砂岩在较浅的埋藏条件下便发生了致密化。综合利用岩心分析、铸体薄片、扫描电镜与图像分析等技术,对其孔喉及成岩特征进行分析。结果表明:储层的成分及结构成熟度较低,孔隙结构以细孔—... 详细信息

鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区三叠系延长组8段细粒砂岩在较浅的埋藏条件下便发生了致密化。综合利用岩心分析、铸体薄片、扫描电镜与图像分析等技术,对其孔喉及成岩特征进行分析。结果表明:储层的成分及结构成熟度较低,孔隙结构以细孔—微细喉型为主,压实作用强烈,并且具有多期胶结与多期溶解的特征。以储层的“埋藏史-油气充注史-成岩演化序列-孔隙结构”为约束条件对储层的致密化定量表征发现,长8段在稳定的构造背景与辫状河三角洲环境的控制下,形成了细粒、富含塑性颗粒且高杂基含量的沉积,配合其后的快速埋深造成了强烈压实,其对储层致密化的贡献值为85%。成岩环境的多期变化造成了富集不同盐类的孔隙流体对储层的强烈胶结作用,对储层致密化贡献值为40.8%。早期绿泥石膜对颗粒的保护、稳定的构造背景及顶底板围岩处的硅质与钙质胶结层对孔隙流体活动的限制、过早的低渗和远离盆地生烃中心造成的缺乏酸性流体持续性注入等导致了溶蚀作用较弱,对储层致密化的抑制值仅为26.1%,且形成的次生孔喉易被后期胶结物充填。构造、沉积、成岩作用及其与油气充注在时空的耦合关系造成了长8段储层在浅埋藏条件下的致密化。

关键词：镇原地区延长组8段致密砂岩致密化定量表征成岩环境

天然气地下储气库智能化建设关键技术及其发展趋势

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石油与天然气地质 2024年第2期45卷 581-592页

作者：糜利栋曾大乾刘华郭艳东李彦峰李遵照孙旭东张广权鲁春华王佩弦中国石化石油勘探开发研究院北京100026 山西能源学院山西太原030600 中国石化大连石油化工研究院辽宁大连116045 中国石化石油工程技术研究院北京100026

中国储气库在数字化转型和智能化建设方面已经取得了重要成果,储气库智能化建设发展了油气藏-井筒-管网一体化耦合模拟和数字孪生等关键技术。搭建了智能储气库云平台框架,采用“数据+平台+应用”的建设模式,充分利用数据中心、物联网... 详细信息

中国储气库在数字化转型和智能化建设方面已经取得了重要成果,储气库智能化建设发展了油气藏-井筒-管网一体化耦合模拟和数字孪生等关键技术。搭建了智能储气库云平台框架,采用“数据+平台+应用”的建设模式,充分利用数据中心、物联网和工业互联网等新型基础设施,支撑各业务板块管理、研究、生产和服务等需求。储气库智能化建设研发了储气库信息化管理平台、储气库一体化综合管理平台、基于数字孪生一体化仿真的决策系统和储气库全生命周期数字化平台。智能储气库未来建设将重点发展地质体数字孪生、高精度建模、可视化动态展示、智能运营、实时智能风险预警、工业软件国产化以及北斗卫星导航系统、卫星互联网等新技术。

关键词：数字孪生协同优化工业物联网地理信息系统智能储气库天然气

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冷端管径对高压节流型涡流管性能影响分析

低温工程 2024年第1期 65-71,80页

作者：王杰田园陆梅陈长江刘渊中国石化西北油田分公司采油一厂轮台841604 重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆401331 中国石化西北油田分公司采油二厂轮台841604

冷端管径(D_(c))是影响涡流管性能的重要因素之一,基于12 MPa的高压节流工况,以CH_(4)为计算工质,建立物理模型,改变D_(c)为36、38、40、42和44 mm。对比发现:随着D_(c)增大,冷端内旋气体温度逐渐下降,制冷效果提升;热端外旋气体温度先... 详细信息

冷端管径(D_(c))是影响涡流管性能的重要因素之一,基于12 MPa的高压节流工况,以CH_(4)为计算工质,建立物理模型,改变D_(c)为36、38、40、42和44 mm。对比发现:随着D_(c)增大,冷端内旋气体温度逐渐下降,制冷效果提升;热端外旋气体温度先增加后下降,D_(c)=40 mm时制热效果最佳。反映出D_(c)与制冷效果呈正相关,但对制热效果存在最佳值。当D_(c)增大时,内旋气体总压下降幅度逐渐平缓,利于节流;在D_(c)≥40 mm时,外旋气体总压下降幅度变大,且变化不规律,节流时有损调节阀使用寿命。另外D_(c)=44 mm时,外旋气体速度变化规律异常。所以根据工况需求,可控制D_(c)尺寸来调节涡流管制冷制热效果。

关键词：涡流管冷端管径制冷制热节流降压流动分析

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非均质稠油油藏火驱开发特征对比研究

油气地质与采收率 2024年

作者：陶磊丁雨辰张霞徐正晓胡子伟史文洋白佳佳张娜朱庆杰姜龙宇班晓春常州大学石油与天然气工程能源学院中国石油勘探开发研究院中国石化胜利油田分公司河口采油厂

针对稠油油藏内部储层非均质性复杂，常规火驱技术很难有很好的开发效果等问题，提出了非均质油藏添加助燃剂进行化学点火，与均质油藏火驱开发特征进行对比，揭示该技术对火驱开发效果的改善。通过三维物理模型开展了有无物性遮挡条件... 详细信息

针对稠油油藏内部储层非均质性复杂，常规火驱技术很难有很好的开发效果等问题，提出了非均质油藏添加助燃剂进行化学点火，与均质油藏火驱开发特征进行对比，揭示该技术对火驱开发效果的改善。通过三维物理模型开展了有无物性遮挡条件下的火驱实验，分别探究了温度场的发育情况以及结焦带的形成、扩展规律，并通过火驱后的生产效果分析以及剩余油分布进一步揭示了2种储层条件下的火驱开发特征。结果表明：储层非均质性影响燃烧前缘的推进，尤其是在物性遮挡处具有一定的屏蔽作用，并产生局部高温，添加助燃剂后进行中继点火可协同火驱前缘突破遮挡，此时温度腔持续扩展，最高温度可达583.2℃；与均质油藏不同，其形成的结焦带呈不连续状分布，中继点火后物性遮挡产生应力断裂，燃烧前缘穿过断裂条带继续向生产井推进，燃烧腔迅速扩展；均质油藏火驱过程中，燃烧稳定阶段保持高速产油，最终采收率为53.27%，非均质油藏中继点火后开始稳定产油，进入产油主力期，大量原油被驱替，仅少量原油存在非流场波及范围内，最终采收率为51.46%;2种储层的剩余油分布在高温区都趋近于0，非均质油藏中继点火前物性遮挡影响的区域含油饱和度较高，中继点火后整个区域含油饱和度大幅度降低，2种储层下部由于燃烧最剧烈，因此该区域的含油饱和度最低。

关键词：稠油油藏火驱三维物理模型物性遮挡助燃剂结焦带

融合PSO-模糊Petri网的室内燃气泄漏风险研究

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安全与环境学报 2024年第2期24卷 440-449页

作者：张新琪陈国明黄佳伟王朝阳刘康乔千哲中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心山东青岛266000 中国石化天然气分公司北京100029

近年来室内燃气事故多发,而燃气用户风险意识淡薄、户内安全检查难度大。针对现行室内燃气安全管理技术多为静态主观评估的局限性,构建了基于模糊Petri网(Fuzzy Petri Net,FPN)的风险计算规则,提出了结合粒子群优化算法(Particles Swarm... 详细信息

近年来室内燃气事故多发,而燃气用户风险意识淡薄、户内安全检查难度大。针对现行室内燃气安全管理技术多为静态主观评估的局限性,构建了基于模糊Petri网(Fuzzy Petri Net,FPN)的风险计算规则,提出了结合粒子群优化算法(Particles Swarm Optimization,PSO)和FPN的室内燃气泄漏动态风险评估模型。首先,应用Petri网的直观图像描述和异步并发处理能力建立室内燃气泄漏事故风险演化的拓扑结构模型,借助FPN的模糊推理能力处理风险传播的不确定性;然后,根据燃气运维数据,融合PSO动态更新初始参数,提高风险评估的准确性。结果表明,基于PSO-FPN的室内风险评估方法可弱化燃气公司安检人员分析的主观不确定性,更为准确地量化风险因子演化过程,实现室内燃气泄漏风险的动态分析,有效支持户内燃气泄漏风险管控。

关键词：安全工程室内燃气风险评估模糊Petri网(FPN) 粒子群优化算法(PSO)