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甲醇液相重整制氢研究进展

现代化工 2024年第1期44卷 78-82页

作者：廖逸飞商辉杨捷李军中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 中国石油规划总院北京100083

围绕甲醇液相重整制氢技术展开,介绍了甲醇液相重整反应机理,对比了不同甲醇重整制氢技术,讨论了不同工艺下的适用场景。总结发现了工艺温度在250~350℃的水蒸汽重整技术更适合在分布式加氢站中采用,液相重整技术在氢燃料电池体系中更... 详细信息

围绕甲醇液相重整制氢技术展开,介绍了甲醇液相重整反应机理,对比了不同甲醇重整制氢技术,讨论了不同工艺下的适用场景。总结发现了工艺温度在250~350℃的水蒸汽重整技术更适合在分布式加氢站中采用,液相重整技术在氢燃料电池体系中更具应用潜力。针对液相重整技术低温､高选择性的工艺特点,对液相重整制氢使用的催化剂进行了综述和展望。

关键词：液相重整甲醇制氢储氢

基于纳米红外光谱技术表征页岩中有机质的分子结构

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天然气地球科学 2024年第7期35卷 1249-1260页

作者：赵生辉赵建华刘可禹胡钦红王齐鸣陈扬于孟想深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580

纳米红外光谱技术(Nano-IR)是一种结合原子力显微镜与红外光谱的新技术,可以对页岩内的有机质进行纳米尺度分子结构的研究,这项技术在微观地质领域有着广泛的发展前景。以Fort Worth盆地不同成熟度Barnett页岩为研究对象,基于总有机碳(T... 详细信息

纳米红外光谱技术(Nano-IR)是一种结合原子力显微镜与红外光谱的新技术,可以对页岩内的有机质进行纳米尺度分子结构的研究,这项技术在微观地质领域有着广泛的发展前景。以Fort Worth盆地不同成熟度Barnett页岩为研究对象,基于总有机碳(TOC)含量测试、镜质体反射率测试、Rock-Eval分析、光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察,明确Barnett页岩内显微组分类型、含量和赋存特征,在此基础上通过Nano-IR技术对不同显微组分分子结构之间的差异与演化程度开展研究。结果表明:Barnett页岩有机质主要由无定形有机质、藻类体、固体沥青与惰质体4种显微组分构成。无定形有机质与藻类具有较强的C=O吸收峰与脂肪链吸收峰,固体沥青的脂肪链吸收峰较为明显,惰质体内C=C吸收峰最强。同一显微组分微米—纳米尺度也存在分子结构的非均质性,其中藻类、无定形有机质和固体沥青较为明显,惰质体的非均质性并不显著。不同成熟度Barnett页岩样品中藻类、无定形有机质和固体沥青基本遵循着Ⅱ型干酪根的演化趋势,表明固体沥青的生烃母质主要来源于藻类和无定形有机质。

关键词：页岩有机质纳米红外光谱

块体搬运沉积在大陆边缘深水区的发育——来自晚第四纪珠江陆缘地层正演模拟的启示

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沉积学报 2024年第4期42卷 1309-1325页

作者：齐昆龚承林金振奎中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

【目的】作为大陆边缘地层的重要组成部分,块体搬运沉积(Mass-Transport Deposits,MTDs)一直受到国内外学者的广泛关注,而前人研究中却很少将其与大陆边缘沉积层序的建造建立成因上的联系。【方法】以晚第四纪珠江陆缘的SQ4和SQ5层序为... 详细信息

【目的】作为大陆边缘地层的重要组成部分,块体搬运沉积(Mass-Transport Deposits,MTDs)一直受到国内外学者的广泛关注,而前人研究中却很少将其与大陆边缘沉积层序的建造建立成因上的联系。【方法】以晚第四纪珠江陆缘的SQ4和SQ5层序为研究对象,综合利用地震资料解释以及地层正演模拟方法,探究了不同层序建造背景对于MTDs发育的影响。【结果】地震资料解释结果表明,MTDs主要在SQ4内发育而在SQ5内鲜有发育,且SQ4中高位体系域发育程度相较于SQ5明显较高。根据晚第四纪珠江陆缘的实际情况,设计了45组Dionisos地层正演模拟实验分析深水MTDs在不同层序建造背景下的发育。在晚第四纪珠江陆缘充足的沉积物供给以及大幅度海平面波动的背景下,深水MTDs对层序建造过程中高位体系域的发育极其敏感;在高位体系域持续时间较长从而进行充分发育的情况下,深水MTDs普遍较容易形成,这与深水MTDs在SQ4和SQ5中的实际发育情况一致。【结论】在SQ4建造过程中,高位体系域充分发育,相应的三角洲—滨岸沉积体系越过了陆架坡折,形成了高起伏和高坡度的斜坡前积体,其具有很大的不稳定性,极易发生斜坡垮塌,从而导致深水MTDs的发育。然而,在SQ5建造过程中,高位体系域发育相对有限,相应的三角洲—滨岸沉积体系只进积到外陆架,形成低起伏和低坡度的斜坡前积体,不利于斜坡垮塌的发生以及深水MTDs的发育。

关键词：块体搬运沉积沉积层序建造地层正演模拟珠江陆缘晚第四纪

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推进剂管路系统深低温垫片密封性能数值分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 578-590页

作者：蔡鲲鹏臧晓蓓陈升山郭飞中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室青岛266580 清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084

为解决运载火箭在常规和极端服役工况下的密封泄漏问题,该文提出一种可预测深低温接管系统接头连接密封性能的方法。首先借助有限元仿真方法分析求解接触界面力学的宏观接触压力分布;之后利用真实粗糙表面形貌,结合接触压力分布,计算微... 详细信息

为解决运载火箭在常规和极端服役工况下的密封泄漏问题,该文提出一种可预测深低温接管系统接头连接密封性能的方法。首先借助有限元仿真方法分析求解接触界面力学的宏观接触压力分布;之后利用真实粗糙表面形貌,结合接触压力分布,计算微观接触形貌,进而求解泄漏通道的平均高度;考虑介质流动特性,采用栅格模型构建泄漏率量化计算模型,最终得到作为评判密封性能标准的泄漏率。基于数值计算方法,从理论上研究了不同温度、载荷和介质压力等参数对垫片密封性能的影响规律;同时通过简化接头-接管系统结构,设计了一种可重复使用且操作方便的模拟工装实验结构,进而开展了不同载荷下的垫片密封泄漏率测试,结果表明:泄漏率的仿真值和实验值误差在一个数量级内,吻合度较高。该研究对接头-接管垫片密封结构的设计优化及工程应用具有一定的指导意义。

关键词：垫片密封栅格泄漏模型深低温泄漏率量化

MTO副产C5+混合烯烃催化裂解制乙丙烯流程模拟

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过程工程学报 2024年

作者：苟荣恒殷梦凡郑涛朱家伟张睿刘海燕刘植昌孟祥海中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室国能新疆化工有限公司

甲醇制烯烃（MTO）是生产乙烯和丙烯的重要方式之一，混合烯烃是MTO工艺的主要副产物。MTO副产C5+混合烯烃在国能新疆化工有限公司目前仅低值售卖，未得到有效利用。为探寻MTO副产C5+混合烯烃的高值利用途径，本文对混合烯烃进行组成和... 详细信息

甲醇制烯烃（MTO）是生产乙烯和丙烯的重要方式之一，混合烯烃是MTO工艺的主要副产物。MTO副产C5+混合烯烃在国能新疆化工有限公司目前仅低值售卖，未得到有效利用。为探寻MTO副产C5+混合烯烃的高值利用途径，本文对混合烯烃进行组成和物性测试，发现混合烯烃中C5～C8烯烃的含量在80wt%以上，此外还含有少量烷烃、芳烃和含氧化合物。利用固定床实验装置开展混合烯烃催化裂解实验，在0.1 MPa、620℃、质量空速3.53 h-1的条件下，乙烯和丙烯收率分别为15.31wt%和26.94wt%。结合MTO工业装置流程，本文设计了混合烯烃催化裂解制乙丙烯的工艺流程，基于Aspen Plus软件进行流程模拟，并对能耗较高的精馏塔进行操作参数优化。发现凝液汽提塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为24, 12, 1.2，脱丙烷塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为20, 10, 0.4，脱乙烷塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为28, 9, 3.4，乙烯精制塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为50, 21, 7.5，丙烯精制塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为54, 29, 5.7，轻烃分离塔最佳塔板数、进料位置和回流比分别为12, 7, 0.8，最终得到产品纯度为99.9wt%的乙烯和产品纯度为99.6wt%的丙烯。经济潜力分析结果表明，与直接低值售卖相比，混合烯烃进行催化裂解所得产品收入为初始收入的1.3倍。

关键词： MTO 混合烯烃高值利用催化裂解模拟优化

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杏子川地区长6储层压裂液原位置换原油

钻井液与完井液 2024年第3期41卷 396-404页

作者：柏浩周福建吴俊霖丁志远杨飒飒盛连奇姚二冬中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249

杏子川地区延长组长6储层具有含油饱和度低、油湿性强,非均质性强(渗透率为0.10~1.0 mD)等特征。常规压裂液体系润湿改性能力弱、渗吸置换效果差,亟需研究具有渗吸提采功能的压裂液。借助了核磁共振T_(2)谱手段,测试了不同组成和配比的... 详细信息

杏子川地区延长组长6储层具有含油饱和度低、油湿性强,非均质性强(渗透率为0.10~1.0 mD)等特征。常规压裂液体系润湿改性能力弱、渗吸置换效果差,亟需研究具有渗吸提采功能的压裂液。借助了核磁共振T_(2)谱手段,测试了不同组成和配比的化学剂对长6储层岩心内微-纳孔径原油的动用能力,并探究了压裂液原位置换原油的影响因素及其渗吸机理。结果表明:带负电的阴离子试剂AX-2更适合动用长6低含油饱和度储层,0.10%AX-2渗吸采收率大于30%,纳米小孔与微米大孔动用程度分别为42.08%与22.62%;将表面活性剂AX-2复配成为10 nm尺寸的纳米乳液AX-1,抗吸附能力更强,动用效果更佳,纳米孔与微米孔动用程度可提升至58.26%与29.70%;界面张力为1.5 mN/m时AX-1最适合动用长6储层原油,此时液体具有较高的渗吸动力与原油剥离能力。优选体系复配后现场压裂稳定,试油效果良好,平均日产油量超过26 t。

关键词：低含油饱和度纳米乳液核磁T2谱渗吸置换长6砂岩

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细粒沉积岩测井评价研究进展

石油与天然气地质 2024年第4期45卷 954-978页

作者：庞小娇王贵文岳大力李栋李红斌王重阳匡立春赖锦油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京) 北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

细粒沉积岩是致密油气、页岩油气的烃源岩层和储集层,是石油地质研究的重点和前沿领域,测井评价细粒沉积岩在非常规油气勘探开发中具有非常重要的意义。通过系统分析国内外细粒沉积岩测井评价技术进展,研究认为:细粒沉积岩在常规测井基... 详细信息

细粒沉积岩是致密油气、页岩油气的烃源岩层和储集层,是石油地质研究的重点和前沿领域,测井评价细粒沉积岩在非常规油气勘探开发中具有非常重要的意义。通过系统分析国内外细粒沉积岩测井评价技术进展,研究认为:细粒沉积岩在常规测井基础上结合新技术测井开展了岩性、物性、电性、含油性、可动性、润湿性、脆性、烃源岩特性和地应力各向异性等“七性+”特性评价。进一步发展为细粒沉积岩储集性、含油性、可动性和可压性“新四性”评价方法。依据岩性、岩相、孔隙类型和微观孔隙结构、页理、总孔隙度和有效孔隙度等参数评价细粒沉积岩储集性。根据黏土矿物分布、TOC、游离烃含量、含油饱和度、赋存状态及可动油量等参数评价细粒沉积岩含油性。通过成熟度、地层压力、原油密度、原油黏度及气/油比等参数评价细粒沉积岩油可动性。依据黏土矿物成分和含量、脆性矿物成分和含量、杨氏模量、泊松比及最大和最小主应力等参数评价细粒沉积岩可压性。通过成像测井切片技术实现细粒沉积岩米级、毫米级甚至微米级纹层的人工识别与评价。用测井资料开展细粒沉积岩岩相识别与评价。细粒沉积岩测井从常规测井法、新技术测井法向基于数学统计的人工智能法发展。

关键词：甜点分级测井评价非常规油气储层细粒沉积岩

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渤海湾盆地干热岩开发利用前景评估——基于开采优化数值模拟的认识

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煤田地质与勘探 2024年第1期52卷 93-103页

作者：江晓雪朱传庆丁蕊谢芳邱楠生中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)北京102249

渤海湾盆地的大地热流高,5000 m埋深地层平均温度为175℃,热储岩性以低孔低渗的变质岩、火成岩为主,具备形成干热岩资源的条件。基于大地热流、岩石热导率、生热率等热参数,利用COMSOL软件建立三维水热耦合的干热岩开采模型、分析不同... 详细信息

渤海湾盆地的大地热流高,5000 m埋深地层平均温度为175℃,热储岩性以低孔低渗的变质岩、火成岩为主,具备形成干热岩资源的条件。基于大地热流、岩石热导率、生热率等热参数,利用COMSOL软件建立三维水热耦合的干热岩开采模型、分析不同井间距、注采速率、布井方式等差异开采方案下在100 a内对热储层温度的影响随开发时间的变化,选取最优方案并估算干热岩资源。结果表明:注采速率一定时,随着开采时间的增加,开采井水温度下降速率与井间距成反比;当注采井间距一定时,注采速率越大,开采井水温度下降越快,发生“热突破”的时间越早;其他条件相同的情况下,“两采两注”布井方案比“一采一注”布井方案获得的热量更多,开采效率更高。基于上述认识,确定研究区最优开采方案为:年限50 a、井间距400 m、注采量90 m^(3)/h、“两采两注”方式。此方案下,可获得开采井水平均温度为172℃,对应全渤海湾盆地可采资源量为3.28×10^(19)J/a。以河北任丘市为例,按照民用住宅热负荷指标100 W/m^(2)计算,利用最优方案进行干热岩的开采,仅需157.75 km^(2)干热岩有利区即可满足全市居民供暖需求。因此,开发利用研究区干热岩资源,可增强华北地区能源供应保障能力,打造可持续发展的绿色低碳能源体系。

关键词：干热岩数值模拟有利区圈定开发方案优化地热资源估算渤海湾盆地

基于Unet++网络的数字岩心图像分割泛化能力

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 118-125页

作者：赵久玉蔡建超油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

图像分割是数字岩心技术的重要组成部分,深度学习为数字岩心图像分割提供了新方法。在优选的深度学习模型的基础上确定网络结构、训练数据量来平衡计算效率,进一步在不同类型的岩心数据集上讨论网络的泛化能力及其影响因素。结果表明:U... 详细信息

图像分割是数字岩心技术的重要组成部分,深度学习为数字岩心图像分割提供了新方法。在优选的深度学习模型的基础上确定网络结构、训练数据量来平衡计算效率,进一步在不同类型的岩心数据集上讨论网络的泛化能力及其影响因素。结果表明:Unet、Segnet和Unet++网络中,Unet++网络可以在保证分割精度的同时具有最好的物性参数预测效果;Unet++网络在训练数据量和预测数据量为1∶1,网络结构设计2次采样的条件下,Unet++网络的分割精度可以达到98%;基于多类岩心训练的Unet++网络分割不同岩心图像的平均分割精度达95%,相较于岩心的类型,岩心图像的质量更能影响Unet++网络的识别效果。

关键词：数字岩心图像分割深度学习 Unet++ 泛化能力