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不同单体配比的Fe_(3)O_(4)@CPAM对稠油微波破乳的促进效应

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石油学报 2024年第8期45卷 1257-1269页

作者：孙娜娜马玉丽胡建波董红妹西安石油大学石油工程学院陕西西安710065 陕西省油气田特种增产技术重点实验室西安石油大学陕西西安710065

为了进一步深入研究化学驱高效破乳机理,合成了不同单体配比(丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵所占的质量分数)的新型磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@CPAM,并通过X-射线衍射分析、傅里叶红外光谱分析、热重分析、磁性分析等实验验证了... 详细信息

为了进一步深入研究化学驱高效破乳机理,合成了不同单体配比(丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵所占的质量分数)的新型磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@CPAM,并通过X-射线衍射分析、傅里叶红外光谱分析、热重分析、磁性分析等实验验证了合成效果。通过对比分析Fe_(3)O_(4)、Fe_(3)O_(4)@CPAM(单体20%)、Fe_(3)O_(4)@CPAM(单体25%)浓度对稠油微波破乳的影响规律可以发现:浓度过高会抑制破乳效果,唯有浓度适宜,微波才会协同磁性纳米粒子进行破乳。此外,从油滴分布以及Zeta电位两个角度揭示了磁性纳米粒子对微波破乳的促进机理。研究结果表明:单独应用磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@CPAM(单体20%),在质量浓度为175 mg/L、沉降时间为30 min时,乳状液的分水率可以达到95.24%;单独应用磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@CPAM(单体25%),在质量浓度为200 mg/L、沉降时间为10 min时,乳状液的分水率可以达到100%。在微波辐射功率为200 W、辐射时间为20 s的条件下,磁性纳米粒子Fe_(3)O_(4)@CPAM(单体20%)、Fe_(3)O_(4)@CPAM(单体25%)的质量浓度分别为75 mg/L、50 mg/L,沉降时间分别为30 min、20 min时,乳状液的分水率分别可以达到96.49%、99.10%。由此证实微波与新型磁性纳米粒子之间存在耦合协同作用,可显著降低磁性纳米粒子的用量。

关键词：微波磁性纳米粒子合成分水率油滴分布 Zeta电位

植物精油成分气相色谱保留指数的全息定量构效关系

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色谱 2024年第4期42卷 380-386页

作者：郭锐焦龙胡祖彪王清臣钟汉斌景明利西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 中国石油川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司陕西西安710016 西安石油大学电子工程学院陕西西安710065

气相色谱保留指数(RI)是色谱分析中的重要参数,但通过实验获取RI值的过程较为繁琐,需要建立一种简便、高效、准确的模型来预测RI值。本文搜集了60种植物精油成分的RI实验值,构建了精油成分化合物的结构性质与RI值之间的全息定量构效关系... 详细信息

气相色谱保留指数(RI)是色谱分析中的重要参数,但通过实验获取RI值的过程较为繁琐,需要建立一种简便、高效、准确的模型来预测RI值。本文搜集了60种植物精油成分的RI实验值,构建了精油成分化合物的结构性质与RI值之间的全息定量构效关系(HQSAR)模型。当碎片大小(fragment size)、碎片特征(fragment distinction)和全息长度(hologram length)模型参数分别设置为“1~4”、“C,Ch”和199时,可以建立最优HQSAR模型。利用外部测试集验证和留一交叉验证对模型进行检验,经外部测试集验证的预测均方根误差(RMSEP)、预测决定系数(Q_(F3)^(2))、一致性相关系数(CCC)和平均相对误差(MRE)分别为40.45、0.984、0.968和2.20%;经留一交叉验证的交叉验证均方根误差(RMSECV)和MRE分别为72.56和4.17%。此外,HQSAR模型的分子贡献图表明,芳香族化合物的烷基链在连接了羟基基团后,其RI值会增大;脂肪族化合物中存在的长链烷基也会导致RI值增大。研究结果表明,所建立的HQSAR模型能够用于预测植物精油成分的RI值,并为其他精油成分RI值的预测提供可靠依据。

关键词：全息定量构效关系气相色谱保留指数植物精油分子贡献图

湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究

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表面技术 2024年第20期53卷 82-93页

作者：李金灵马文骏朱世东屈撑囤付安庆西安石油大学化学化工学院、陕西省油气田环境污染控制技术与储层保护重点实验室西安石油大学油气田化学陕西省高校工程研究中心西安710065 西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 西安石油大学油气田腐蚀防护与新材料陕西省高等学校重点实验室西安710065 油气钻采输送装备全国重点实验室中国石油集团工程材料研究院有限公司西安710077

目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。

关键词： CO_(2)-H_(2)S Cl^(-) 第一性原理 α-Fe(110)密排面吸附特征腐蚀机理

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基于回归模型的掺氢天然气压缩因子计算方法

化学工程 2024年第4期52卷 52-57页

作者：刘祖旺王力路天玥金卫栋王寿喜西安石油大学石油工程学院陕西西安710065 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

压缩因子回归模型结构简单、计算快捷,在常规天然气压缩因子计算中更易程序化。文中研究掺氢天然气的应用并与其他模型对比。回归模型包括三次方、幂指数等多种形式,如HY(Hall-Yarborough)、RK(Redlich-Kwong)模型等,各模型适用的压力... 详细信息

压缩因子回归模型结构简单、计算快捷,在常规天然气压缩因子计算中更易程序化。文中研究掺氢天然气的应用并与其他模型对比。回归模型包括三次方、幂指数等多种形式,如HY(Hall-Yarborough)、RK(Redlich-Kwong)模型等,各模型适用的压力和温度范围各不相同。采用文献391组掺氢天然气压缩因子实验数据,对比分析7种回归模型在不同掺氢比例、压力和温度范围下的计算精度,并与GERG-2008状态方程进行对比。其中压力范围为0.1—10 MPa、温度为210—350 K、掺氢摩尔分数0—100%。结果表明:RK的平均相对误差为1.36%、HY为1.46%,均小于GERG-2008(1.47%);在T>298.15 K时,HY模型的误差最小;在T<298.15 K时,RK模型的计算误差最小;在不同掺氢比例下,HY和RK的最大平均相对误差分别为2.73%和1.58%,小于GERG-2008(3.54%)。相较于其他回归模型,建立的HY-RK组合回归模型更适用于掺氢天然气的压缩因子计算。

关键词：掺氢天然气压缩因子组合回归模型 Hall-Yarborough Redlich-Kwong HY-RK 计算精度

TC4钛合金在O2+CO2气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的钝化膜研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第6期 1518-1528页

作者：张雅妮王思敏樊冰西安石油大学材料科学与工程学院

采用高温高压腐蚀实验及电化学测试手段研究了TC4钛合金在O2+CO2气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的膜层情况。TC4钛合金在实验条件下具有良好的耐蚀性。在O2+CO2气氛中，TC4钛合金表面膜层为n型半导体型，主要由TiO2和Al2O3组成... 详细信息

采用高温高压腐蚀实验及电化学测试手段研究了TC4钛合金在O2+CO2气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的膜层情况。TC4钛合金在实验条件下具有良好的耐蚀性。在O2+CO2气氛中，TC4钛合金表面膜层为n型半导体型，主要由TiO2和Al2O3组成。随着膜层中Al2O3含量的增加，膜层对基体的保护性减弱。循环极化测试结果显示，阳极极化可以改善钛合金表面膜层的质量；但随着腐蚀系统中O2含量的降低，膜层中的缺陷增多，致密性变差，膜层对基体的保护性减弱。

关键词： TC4钛合金钝化膜层 O2+CO2气氛电化学

TC4在O+CO气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的钝化膜研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：张雅妮王思敏樊冰西安石油大学材料科学与工程学院

油套管等井下工具的严重腐蚀已成为制约注空气驱进一步发展的卡脖子问题。本文采用高温高压腐蚀实验及电化学测试手段研究了TC4钛合金在O2+CO2气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的膜层情况。TC4钛合金在实验条件下具有良好的耐蚀性... 详细信息

油套管等井下工具的严重腐蚀已成为制约注空气驱进一步发展的卡脖子问题。本文采用高温高压腐蚀实验及电化学测试手段研究了TC4钛合金在O2+CO2气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的膜层情况。TC4钛合金在实验条件下具有良好的耐蚀性。在CO2+O2气氛中，TC4钛合金表面膜层为n型半导体型，主要由TiO2和Al2O3组成。随着膜层中Al2O3含量的增加，膜层对基体的保护性减弱。循环极化测试结果显示，阳极极化可以改善钛合金表面膜层的质量；但随着腐蚀系统中O2含量的降低，膜层中的缺陷增多，致密性变差，膜层对基体的保护性减弱。

关键词： TC4钛合金钝化膜层 O +CO 气氛电化学

温度对5Cr钢在模拟油田高温高压环境中CO_(2)腐蚀行为的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第1期44卷 175-186页

作者：赵国仙刘冉冉丁浪勇张思琦郭梦龙王映超西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 西安摩尔石油工程实验室股份有限公司西安710065

采用丝束电极技术、形貌表征和EIS测试相结合,研究5Cr钢在不同温度条件下的CO_(2)腐蚀特性。利用XRD、SEM和EDS等技术表征不同条件下腐蚀产物,利用高温高压电化学中阻抗测试技术对5Cr钢CO_(2)腐蚀行为进行研究,并采用丝束电极(WBE)技术... 详细信息

采用丝束电极技术、形貌表征和EIS测试相结合,研究5Cr钢在不同温度条件下的CO_(2)腐蚀特性。利用XRD、SEM和EDS等技术表征不同条件下腐蚀产物,利用高温高压电化学中阻抗测试技术对5Cr钢CO_(2)腐蚀行为进行研究,并采用丝束电极(WBE)技术分析腐蚀产物/金属界面局部腐蚀电位、腐蚀电流的分布规律。结果表明,电极腐蚀电位整体随腐蚀温度的增加有不同程度的负移,5Cr钢发生腐蚀的倾向增加,腐蚀速率随温度的增加而变大。5Cr钢的电化学阻抗谱中形成半径较大的容抗弧,腐蚀产物膜覆盖程度和致密性增加,等效电路中电荷传递电阻呈变大趋势,电化学反应阻力明显增加。5Cr钢表面局部阳极区形成、扩展使其有产生点蚀的倾向,且形成于腐蚀初期产物膜空隙通道处。腐蚀产物逐渐沉积在点蚀坑内壁,在坑内壁形成了有明显的Cr富集的保护性表面层,原发生点蚀区域由原阳极活性点位转变为阴极区,对其发展起抑制作用。被腐蚀产物膜覆盖下的5Cr钢区域电流发生由阴极向阳极的极性转变现象,产物膜存在孔隙使得5Cr钢基体金属被腐蚀,从而导致阳极电流的出现。

关键词： 5Cr钢 CO_(2)腐蚀高温高压电化学电化学阻抗谱丝束电极

聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)多功能润滑油添加剂的合成

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 155-162页

作者：丁丽芹张彦平刘思凡苏碧云梁生荣西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 西安石油大学陕西省绿色低碳能源材料与过程工程技术研究中心陕西西安710065 西安石油大学西安市高碳资源低碳化利用重点实验室陕西西安710065 西安石油大学现代分析检测中心陕西西安710065

以桐油(TO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用Schlenk装置合成了聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)(PTOM)共聚物。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定了共聚... 详细信息

以桐油(TO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用Schlenk装置合成了聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)(PTOM)共聚物。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定了共聚物的相对分子质量及其多分散性指数,利用热重分析仪(TGA)测定了共聚物的热稳定性,并对共聚物的降凝、增黏和抗磨性能进行了评价。结果表明:当桐油与甲基丙烯酸甲酯质量比为1.5∶8.5、引发剂用量为1.0%(在单体中的质量分数)、反应温度为80℃、反应时间为6 h时,共聚物的收率较高(44.99%),其重均相对分子质量为28289。润滑油馏分(350~395℃)中添加质量分数0.8%的共聚物时,可将其凝点(T_(SP))降低6℃,将磨斑直径降低0.314 mm;添加质量分数0.5%的共聚物时,可将其黏度指数(VI)提高69。所合成的聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)可作为一种具有良好降凝、增黏和抗磨性能的多功能润滑油添加剂。

关键词：桐油甲基丙烯酸甲酯共聚多功能润滑油添加剂

西湖凹陷西次凹古近系花港组—平湖组深层油气成藏过程

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地质学报 2024年第1期98卷 231-246页

作者：刘春锋蒋一鸣李宁郭小波马剑张武熊志武中海石油(中国)有限公司上海分公司上海200335 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065 核工业北京地质研究院北京100029

西湖凹陷西次凹古近系花港组和平湖组深层油气资源丰富,是东海陆架盆地勘探开发新领域,受储层差异致密化影响,油气成藏机理复杂。为了厘清西次凹深层油气成藏过程,本文通过流体包裹体岩相学特征、显微测温、激光拉曼光谱、包裹体所含油... 详细信息

西湖凹陷西次凹古近系花港组和平湖组深层油气资源丰富,是东海陆架盆地勘探开发新领域,受储层差异致密化影响,油气成藏机理复杂。为了厘清西次凹深层油气成藏过程,本文通过流体包裹体岩相学特征、显微测温、激光拉曼光谱、包裹体所含油气地球化学等实验分析,结合构造演化、地层埋藏史、热史等,开展了系统的储层特征、油气成藏期次、成藏过程研究。结果表明,花港组深层(>4000 m)和平湖组储层均已致密化,溶蚀孔隙是主要的储集孔隙类型;花港组和平湖组均发育两期油气包裹体,早期含油包裹体较多,晚期以天然气包裹体为主,成藏时间分别为龙井运动期和冲绳运动期,以晚期天然气成藏最为关键。包裹体中油气地球化学特征类似,反映生烃母质以高等植物生源为主,低等生物为辅,与平湖组煤系烃源岩特征一致。冲绳运动叠加平湖组生气增压是晚期天然气成藏的主要动力,此时H10段及以上储层未致密化。根据储层致密化与成藏时序匹配关系可将西次凹M构造深层油气藏类型划分为常规型、先成藏后致密型、先致密后成藏型和边成藏边致密型4种。本文成果可为研究区下一步致密砂岩气的勘探开发部署提供重要的理论依据。

关键词：致密砂岩气花港组平湖组成藏期次油气成藏过程西湖凹陷西次凹