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页岩气压裂返排液生物毒性效应研究进展

应用化工 2021年第S2期50卷 294-298,313页

作者：刘宇程何维周盈陈明燕马丽丽杨冰西南石油大学化学化工学院四川成都610500 西南石油大学工业危废处置与资源化利用研究院四川成都610500

页岩气开发过程中会产生大量压裂返排液,这类废水由于具有生物毒性大、可生化性差和难处理的特点而备受广泛关注,如不经处理而回用或外排,会对环境和生态系统带来潜在危害和风险。总结分析了压裂返排液对水生生物和陆生生物的生物毒性... 详细信息

页岩气开发过程中会产生大量压裂返排液,这类废水由于具有生物毒性大、可生化性差和难处理的特点而备受广泛关注,如不经处理而回用或外排,会对环境和生态系统带来潜在危害和风险。总结分析了压裂返排液对水生生物和陆生生物的生物毒性研究进展,相关研究表明废液中盐、金属离子、有机组分是生物致毒的主要原因。未来需加强返排液特征污染物识别分析,完善致毒机理解析,重视返排液回用与生物毒性变化等实际问题,以期为治理油气田开发污水以及生态环境保护提供科学依据。

关键词：页岩气开发压裂返排液生物毒性

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围压条件下电脉冲破碎干热岩机理

天然气工业 2022年第4期42卷 117-129页

作者：刘伟吉胡海祝效华罗云旭陈梦秋西南石油大学机电工程学院西南石油大学地热能研究中心

干热岩储集层具有埋深大、温度高、岩石硬度高、研磨性强、可钻性差、地层环境复杂多变且施工难度大等特点,现有钻井技术难以满足地热资源的有效开发。利用高压电脉冲破岩技术开采干热岩热能有利于避免机械钻井过程中钻头磨损的问题,但... 详细信息

干热岩储集层具有埋深大、温度高、岩石硬度高、研磨性强、可钻性差、地层环境复杂多变且施工难度大等特点,现有钻井技术难以满足地热资源的有效开发。利用高压电脉冲破岩技术开采干热岩热能有利于避免机械钻井过程中钻头磨损的问题,但其破岩机理尚不清楚。为此,基于离散元颗粒流GBM和等离子体通道路径生成的概率发展模型建立了电脉冲破岩热—力耦合模型,并就围压—液柱压力范围介于5~25 MPa,围压—液柱压力比K介于0.05~20时的花岗岩进行电脉冲破碎后产生的裂纹类型及数量、破碎体积分数分析。研究结果表明:①电脉冲破碎花岗岩后,花岗岩内部产生了晶内拉伸、晶内剪切、晶间拉伸与晶间剪切4种微观裂纹,并以前3种裂纹为主;②当K≥1,且围压大于15 MPa时会促进花岗岩的电脉冲破碎,随围压的增大,晶间拉伸裂纹的萌生和扩展得到加强;③K化,相对于围压较大的情况电脉冲破岩效率会更高,破碎体积分数更大。结论认为,利用高压电脉冲对岩石进行破碎,是一种新型的破岩方式,围压条件下电脉冲破碎干热岩机理的揭示,为干热岩的高效钻井开发提供了理论支撑和技术参考。

关键词：干热岩 GBM 花岗岩电脉冲破岩围压液压裂纹数值模拟

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负载金属改性活性炭纤维的脱硫性能

化工环保 2018年第6期38卷 728-732页

作者：陈明燕陈洁刘宇程来安康丁悦西南石油大学化学化工学院四川成都610500 西南石油大学工业危废处置与资源化利用研究院四川成都610500

采用浸渍法将金属负载到活性炭纤维(ACF)上对其进行改性,研究了负载金属改性ACF对模型油(二苯并噻吩-正辛烷)的吸附脱硫效果,对比了不同单金属和复合金属盐改性ACF的脱硫性能。实验结果表明:Ag和Zn复合改性的ACF具有最好的脱硫性能;在... 详细信息

采用浸渍法将金属负载到活性炭纤维(ACF)上对其进行改性,研究了负载金属改性ACF对模型油(二苯并噻吩-正辛烷)的吸附脱硫效果,对比了不同单金属和复合金属盐改性ACF的脱硫性能。实验结果表明:Ag和Zn复合改性的ACF具有最好的脱硫性能;在吸附温度为40℃,吸附时间为2.5 h,油剂质量比为21.5的优化条件下,脱硫率高达97.55%,且具有良好的重复利用性。

关键词：吸附脱硫活性炭纤维金属改性二苯并噻吩模型油

高选择性快速检测Cu^(2+)的水杨酰腙型探针的合成及在逻辑门和吸附中的应用

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有机化学 2021年第7期41卷 2839-2847页

作者：何佳伟解正峰薛松松刘宇程石伟陈鑫西南石油大学化学化工学院油气田应用化学四川省重点实验室成都610500 西南石油大学工业危废处置与资源化利用研究院成都610500 西南石油大学化学化工学院计算化学与分子模拟中心成都610500

以4-溴代三苯胺、5-甲醛基呋喃-2-硼酸和水杨酰肼为原料,设计合成了一种新型的可快速识别Cu^(2+)的席夫碱类荧光探针分子(HJW-2),并通过1H NMR,13C NMR和HR-MS对其结构进行了表征.基于分子内电荷转移机理(ICT),HJW-2展现出优异的溶剂效... 详细信息

以4-溴代三苯胺、5-甲醛基呋喃-2-硼酸和水杨酰肼为原料,设计合成了一种新型的可快速识别Cu^(2+)的席夫碱类荧光探针分子(HJW-2),并通过1H NMR,13C NMR和HR-MS对其结构进行了表征.基于分子内电荷转移机理(ICT),HJW-2展现出优异的溶剂效应,对Cu^(2+)具有快速识别、高选择性和专一性,检测限低至9.8×10^(-8) mol•L^(-1),响应时间仅需10 s,通过1H NMR滴定实验和HRMS以及密度泛函理论计算,对其可能的响应机理进行了探究.HJW-2已成功用于分析不同水样中的Cu^(2+)浓度,并且利用HJW-2在乙二胺四乙酸(EDTA)存在时的可逆性,以Cu^(2+)和EDTA为化学输入,构建了分子逻辑门.在实际应用中,通过聚丙烯酰胺(PAM)掺杂HJW-2(PAM-HJW-2)能实现对Cu^(2+)的高效吸附,去除率达到99.94%,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X光微区分析(EDS)对PAM-HJW-2吸附前后的微观形貌和元素变化进行了对比.

关键词：荧光探针铜离子分子逻辑门吸附分子内电荷转移机理(ICT)

四川盆地大安区块五峰组—龙马溪组深层页岩地质特征与勘探有利区

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天然气工业 2023年第6期43卷 30-43页

作者：舒红林何方雨李季林张介辉李明隆芮昀邹辰姚秋昌梅珏李延钧中国石油浙江油田公司宜宾学院工业化城市二氧化碳捕集封存与资源利用研究院河北工业大学化工学院西南石油大学地球科学与技术学院

近年来,四川盆地渝西地区大安区块上奥陶统五峰组—下志留统龙一1亚段连续获得多口高产工业气井,展示了该区块页岩气良好的勘探开发前景。但由于该区块页岩埋藏深,勘探程度低,深层优质页岩段沉积微相类型、储层特征及其空间展布规律不清... 详细信息

近年来,四川盆地渝西地区大安区块上奥陶统五峰组—下志留统龙一1亚段连续获得多口高产工业气井,展示了该区块页岩气良好的勘探开发前景。但由于该区块页岩埋藏深,勘探程度低,深层优质页岩段沉积微相类型、储层特征及其空间展布规律不清,页岩气有利区优选依据不充分,制约了该区页岩气的深化勘探与开发。为此,通过岩心观察、扫描电镜、地球化学与物性测试、含气量测定和核磁共振等实验手段分析,结合钻测井资料,研究了大安区块五峰组—龙一1亚段各小层地质特征及储层展布规律,建立了深层页岩气有利区评价标准,优选了深层页岩气勘探有利区。研究结果表明:①高碳硅质页岩微相和高碳含黏土硅质页岩微相是最优质页岩气储层发育的沉积微相,主要发育于五峰组—龙一13小层。②龙一11—龙一14小层孔隙度平均超过4%,储集性好;五峰组—龙一13小层超大孔和裂缝较发育,所占比例分别为66%和25%。③五峰组—龙一13小层脆性矿物平均含量为55%,可压性好;含气量平均值不低于4.0 m^(3)/t,含气条件较好;龙一11—龙一13小层各层平均总有机碳含量超过3.0%,生烃条件好;地层压力系数普遍大于1.90。结论认为:①五峰组—龙一13小层页岩储层品质最优;②Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类页岩气有利区资源量分别为3775.78×10^(8) m^(3)、2970.05×10^(8) m^(3)、599.83×10^(8) m^(3);③该区深层页岩气勘探潜力大,是四川盆地重要的天然气产能接替区,其中临江向斜为下一步页岩气勘探的最有利区。

关键词：四川盆地渝西地区大安区块上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩气地质特征储层特征勘探有利区

过硫酸钠氧化脱色罗丹明B——影响因素和机理

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环境化学 2021年第2期40卷 642-652页

作者：李沁蔓杨冰陈坷铭孟永财孟元刘宇程西南石油大学化学化工学院成都610500 西南石油大学工业危废处置与资源化利用研究院成都610500 中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院广汉618300

采用过硫酸钠(PDS)直接氧化和催化活化氧化脱色罗丹明B(RhB),分别考察了PDS剂量、pH、催化剂、Cl-浓度对RhB脱色的影响.结果表明,PDS在无外加催化剂下能够有效脱色RhB,pH越低,脱色率越高;当pH 2.4,PDS用量为3.5 g·L^(-1),在120 min内Rh... 详细信息

采用过硫酸钠(PDS)直接氧化和催化活化氧化脱色罗丹明B(RhB),分别考察了PDS剂量、pH、催化剂、Cl-浓度对RhB脱色的影响.结果表明,PDS在无外加催化剂下能够有效脱色RhB,pH越低,脱色率越高;当pH 2.4,PDS用量为3.5 g·L^(-1),在120 min内RhB的脱色率可达92%;自由基淬灭实验表明,酸性条件下主要为PDS直接氧化脱色RhB,并存在小部分硫酸根自由基(SO_(4)4·-)作用.在pH 5.6、pH 8.0条件下,外加活性炭纤维(ACF)、四氧化三铁(Fe_(3)O_(4)4)、Fe_(3)O_(4)4负载型催化剂(ACF/Fe3O_(4)4)可促进PDS对RhB脱色;在pH 2.4条件下,外加ACF对RhB脱色的促进作用较小,Fe_(3)O_(4)4、ACF/Fe_(3)O_(4)4对RhB脱色有一定抑制作用.不同pH和催化剂处理下,低浓度Cl-(0.01、0.04 mO_(4)l·L^(-1))对RhB脱色速率都呈现抑制作用,高浓度Cl-(0.08 mO_(4)l·L^(-1))相对于低浓度Cl-处理都呈促进作用.不同浓度Cl-处理在反应前60 min RhB脱色速率差异较大,而反应120 min后脱色率差异较小.提出Cl-通过调控SO_(4)4·-脱色RhB途径来影响RhB脱色速率的机理,Cl-竞争消耗SO_(4)4·-降低RhB脱色速率,但经一系列反应生成的Cl2·-能与RhB快速反应而提高RhB脱色速率;Cl-对RhB的脱色反应速率的影响存在抑制-促进双重机制,且与Cl-浓度相关.研究结果为基于PDS直接氧化和催化氧化处理含盐染料废水的研究和应用提供了一定的理论依据.

关键词：过硫酸盐非自由基硫酸根自由基染料氯离子

基于BRDF可见光偏振成像技术的海面溢油油种识别研究

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海洋科学 2024年第1期48卷 11-24页

作者：刘双马毅李英超姜宗辰杜凯王斌自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 自然资源部海洋遥测技术创新中心山东青岛266061 吉林省空间光电技术重点实验室吉林长春130022 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

海上溢油事件发生后需要及时判断溢油种类,为溢油事故处置提供及时有效的应对措施。本文利用BRDF多角度测量装置和可见光偏振相机对不同油种和清洁海水进行观测,基于可见光偏振特征筛选出最佳观测Stokes参量和对应观测几何,构建了清洁... 详细信息

海上溢油事件发生后需要及时判断溢油种类,为溢油事故处置提供及时有效的应对措施。本文利用BRDF多角度测量装置和可见光偏振相机对不同油种和清洁海水进行观测,基于可见光偏振特征筛选出最佳观测Stokes参量和对应观测几何,构建了清洁海水和不同油种数据集,并建立了基于BRDF偏振特征的DBN溢油油种识别模型。研究发现,在实验室可控条件下,相对方位角–60°、0°、–30°组合时油种识别效果较好,光源天顶角和相机观测角二者在接近±50°时识别效果较好;多次重复实验显示,海水、原油、重油、汽油、柴油、棕榈油的最优识别率分别为90%、86.27%、84%、80.44%、82.08%和82%;基于可见光偏振特征所建立的油种识别模型,对于海面溢油种类区分具有较好的效果。

关键词：油种识别双向反射分布函数(BRDF) 偏振观测几何偏振度

气田高含硫污水负压气提脱硫及尾气无害化处理技术研究

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石油与天然气化工 2020年第2期49卷 115-120页

作者：吴新梅欧天雄刘宇程刘二喜中石化中原油田普光分公司采气厂西南石油大学工业危废处置与资源化利用研究院中石化中原油田普光分公司

针对目前普光气田高含硫污水气提脱硫率低的问题,通过采用“曝气+负压气提+尾气催化氧化”工艺技术,设计正交实验,优选出最优负压气提脱硫操作条件为:污水pH值4.0、温度20℃、气提真空度-0.02 MPa、空气曝气气液体积比20∶1,污水负压气... 详细信息

针对目前普光气田高含硫污水气提脱硫率低的问题,通过采用“曝气+负压气提+尾气催化氧化”工艺技术,设计正交实验,优选出最优负压气提脱硫操作条件为:污水pH值4.0、温度20℃、气提真空度-0.02 MPa、空气曝气气液体积比20∶1,污水负压气提脱硫率高达94%。各操作条件对脱硫率的影响由强到弱顺序为:空气曝气气液比、污水pH值、气提真空度和污水温度。实验优选出铁基离子液体作为尾气脱硫催化剂。结果表明,铁基离子液体中Fe 3+对H 2S氧化速率很快,净化后尾气中H 2S质量浓度为0 mg/m^3,氧化产物为单质S,同时离子液体可通过空气将Fe 2+氧化成Fe 3+,实现低成本循环利用,解决了含硫尾气燃烧的SO 2排放问题。

关键词：高含硫污水负压气提脱硫尾气处理离子液体

电解锰渣-赤泥-粉煤灰路面砖的力学性能及浸出毒性研究

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环境科学研究 2024年第2期37卷 388-396页

作者：白月娇林晔孟棒棒岳波梁宇廷沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所北京100012

针对大宗工业固废回收利用难的问题,实现多种固废减量化、无害化、资源化的目标,通过利用取自中国西南地区企业的石膏类、碱性及硅铝质三类典型大宗固废中的电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣制备环保型透水混凝土路面砖(permea... 详细信息

针对大宗工业固废回收利用难的问题,实现多种固废减量化、无害化、资源化的目标,通过利用取自中国西南地区企业的石膏类、碱性及硅铝质三类典型大宗固废中的电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣制备环保型透水混凝土路面砖(permeable concrete paving bricks,PCB),研究了水洗、掺渣量对所制备PCB的力学性能与浸出毒性的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对最佳性能PCB的物相组成与微观形貌结构进行分析.结果表明:①随着无害化渣与水洗无害化渣掺入量的提升,路面砖的劈裂抗拉强度、线性破坏荷载发生明显变化,总体呈下降趋势.当无害化渣掺入量为6%、水洗无害化渣掺入量为14%时,经28 d养护,所制备砖体的劈裂抗拉强度分别为4.09和3.46 MPa,达到了《透水路面砖和透水路面板》(GB/T 25993-2010)中规定的f_(ts)4.0与f_(ts)3.0等级.②路面砖的重金属与NH_(4)^(+)-N的浸出毒性均低于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB 30760-2014)的要求.路面砖的主要物相中方解石、石英与钙矾石是主要支撑性物质.研究显示,电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣可替代部分原材料制备透水混凝土路面砖,满足力学性能与浸出毒性相关标准,能有效促进固体废弃物的减量化与资源化,建议进一步开展砖体在实际应用场景中的环境风险试验,以期为电解锰渣、赤泥、粉煤灰的综合利用技术发展提供更明确的支撑.

关键词：电解锰渣赤泥粉煤灰透水混凝土路面砖资源化利用