超临界CO2中烷基聚醚的溶解规律研究

通过浊点压力实验考察了温度、聚合度、烷基链长度以及烷基聚醚含量对烷基聚醚在超临界CO₂中溶解度的影响,采用分子动力学模拟计算分析了烷基聚醚分子间相互作用、烷基聚醚和CO₂之间的相互作用,并探索了烷基聚醚与CO₂的微观相溶规律。实验结果表明,温度升高,烷基聚醚在超临界CO₂中的溶解度减小,烷基聚醚与CO₂之间的亲和性降低;在分子中引入聚氧丙烯基团有利于提高烷基聚醚在超临界CO₂中的溶解度,但存在最佳聚合度范围。十二烷基聚氧丙烯醚比十二烷基聚氧乙烯醚的溶解度参数小,分子间相互作用更弱,且在超临界CO₂中更分散,与CO₂的相互作用能更大,使其与CO₂亲和性更强,浊点压力更低,溶解度更好。     

高温高压条件下CO2驱稠油微观运移特征

为深入探究高温高压(70℃,8 MPa)条件下,CO_2驱稠油的微观运移特征及其对采收率的影响,利用高温高压微观可视化模拟系统,模拟不同区域不同阶段的CO_2驱稠油过程,研究CO_2驱稠油的微观运移特征,并定量分析该过程中CO_2对稠油采收率的影响。研究结果表明:CO_2驱稠油过程可分为油气互溶、沥青质析出和气体携带部分沥青质颗粒运移3个部分。一次气驱阶段,CO_2先以小气泡自由移动,随后发生变形、合并或分裂,最后以连续相运移为主;关井阶段,CO_2气体溶解于稠油且伴随沥青质析出;二次气驱阶段,CO_2携带部分沥青质颗粒呈连续状运移,扩大波及面积。此外,调整CO_2驱稠油过程中的反应条件可以平衡气体降黏和沥青质析出的相互影响,促进油气有效运移,提高采收率。     

输送工艺参数对密相/超临界CO2管道止裂韧性的影响

为了研究密相/超临界CO₂输送管道的止裂性能,以密相/超临界CO₂长输管道断裂控制为研究目标,针对实际工况,基于GERG-2008状态方程、BTC双曲线模型和X65管道,计算分析了燃烧后捕获、燃烧前捕获和富氧燃烧捕获三种捕获方式下CO₂气质组分、初始温度、初始压力、管径和设计系数等对压力温度(P-T)状态、减压波曲线、止裂韧性的影响。结果发现,杂质组分的增加以及提高初始温度、增大管径、增大设计系数会导致密相/超临界CO₂输送管道止裂韧性增加;而提高初始压力会导致密相/超临界CO₂输送管道止裂韧性降低;燃烧后捕获产生的CO₂混合物输送管道所需的止裂韧性最小,富氧燃烧捕获产生的CO₂混合物输送管道所需的止裂韧性最高。该结果可为CO₂管道设计和工程应用提供理论依据。     

累积工况下CO2对稠油热采水泥石的修复作用

根据稠油火烧水泥石在井下先经历蒸汽吞吐、蒸汽驱,再经历稠油火烧的实际工况,利用超高温水泥石养护装置及高温高压腐蚀釜,研究累积工况下CO₂对水泥石抗压强度及腐蚀深度的变化规律;同时,利用XRD和SEM等技术探明了CO₂对水泥石化学结构及微观形貌的影响。实验结果表明,水泥石经常温及高温养护后呈现高孔渗、低强度的特征,但累积工况下经CO₂腐蚀釜养护后,抗压强度不减反增,到28 d时已升至53.4 MPa,较蒸汽驱后提高了54.87%;而随着CO₂腐蚀龄期的延长,水泥石腐蚀深度逐渐加深,结构更为致密,且28 d后已被完全碳化。究其原因,水泥石经CO₂腐蚀后,腐蚀产物CaCO₃溶解度较低,并在孔隙中沉淀结晶,堵塞毛细孔或将大孔分割成小孔,使水泥颗粒密实度提高。该研究结果可进一步丰富业界对CO₂腐蚀的认识,同时也为稠油火烧水泥浆体系的性能评价、配方优化提供参考。      

CO2混相压裂技术在G区块的应用

针对J油田G断块的低渗、强水敏、能量不足及原油凝固点高,开发难度大的问题,从储层特征及生产动态分析出发,提出了CO 2复合化学剂混相压裂技术。该技术利用CO 2配合增溶剂蓄能压裂补充地层能量,通过不返排酸及缩膨剂解除地层堵塞,应用降凝剂提高原油低温流动性,实现储层改造,增大泄油面积,提高产量。该技术在J油田G、L两个相似断块的9口井开展了现场试验,措施后单井平均日产量与措施前相比增加了4.7~6.5倍。该技术的成功应用,打开了J油田提高单井产量的突破口,为类似非常规油气藏增产提供了重要的技术支持和保障。     

人工裂缝参数对CO2-ESGR中CO2封存和CH4开采的影响

目的 页岩储层中的裂缝系统对CH₄产量和CO₂封存量有着重要的影响,不同的储层地质特征有其对应的最优压裂方案。对鄂尔多斯盆地延长组页岩储层人工裂缝参数对CO₂封存和CH₄开采的影响进行分析。方法 基于鄂尔多斯盆地延长组页岩储层地质条件建立了页岩基质-裂缝双孔双渗均质模型,分析CO₂增强页岩气开采技术(CO₂-ESGR)中人工裂缝半长、裂缝宽度、裂缝高度、裂缝间距和裂缝数量对CO₂封存量和CH₄产量的影响。结果 CO₂封存量和CH₄产量与裂缝半长、裂缝宽度和裂缝高度呈正相关,其中裂缝宽度的影响最大,从5 mm增加到25 mm时,最多可使CO₂封存量和CH₄产量分别增加112.69%和87.11%。裂缝间距和裂缝数量增加可提高CO₂封存量和CH₄产量,但水平井长度相同时裂缝数量增加对CO...     

密相/超临界CO2管道全尺寸爆破试验综述

密相/超临界CO₂管道止裂韧性预测是世界范围内研究的热点和难点问题,目前已有的止裂韧性预测模型尚不能准确预测密相/超临界CO₂管道的止裂韧性。超临界CO₂管道全尺寸爆破试验是确定超临界CO₂管道止裂韧性的最佳方法,目前全球范围内仅有11次超临界CO₂管道全尺寸爆破试验,国内尚属空白。从基本情况、试验工况和参数、试验目的和结果等几个主要方向细致分析、总结和对比现有CO₂管道全尺寸爆破试验,为后续国内CO₂管道全尺寸爆破试验的开展提供理论指导和数据支撑,为CO₂管道设计和工程应用提供有力的参考依据。     

CO2凝析气田碳钢管道穿孔失效分析

某CO2凝析气田集输工艺采用气液混输,站场内管道采用碳钢+缓蚀剂方案。气田地面集输试运行后,产气量剧增,在碳钢管网中的部分流场突变区域发现了穿孔泄漏。通过对材料理化检验、腐蚀特征分析,并结合管输介质的流速和流态对碳钢管道的失效原因进行了综合分析,结果表明:流动加速腐蚀是碳钢管道壁厚减薄穿孔破坏的主要原因,流速、流态是影响流动加速腐蚀的重要因素。现场失效案例说明即使流速按APl 14E规定进行控制,仍不能完全确保管道不遭受流动加速腐蚀,在工程设计中还应考虑一些其他的措施和手段来降低流动腐蚀风险。     

CO2对稠油油藏的物性调控及辅助蒸汽驱提高采收率

为提高稠油油藏蒸汽驱后期开发效率,聚焦“双碳”背景下CCUS-EOR(碳捕集利用和封存体系提高采收率)技术的应用,以克拉玛依油田J6区为研究对象,通过对CO₂作用前后的稠油四组分分析,测试饱和压力、膨胀系数、黏度和密度变化情况,探究CO₂对稠油物性的调控效果;通过并联岩心物理模拟实验研究CO₂辅助蒸汽驱提高采收率效果。研究结果表明：稠油黏度主要受胶质和沥青质含量影响,稠油随着CO₂溶解气量的增加,饱和压力由2.08 MPa上升至11.11 MPa,膨胀系数总体呈上升趋势,上升7.6%;同时,黏度降低30.5%,密度减小3.5%。表明CO₂在提高饱和压力的同时,通过优化膨胀系数、黏度和密度,有效改善了稠油物性。此外,采用CO₂辅助蒸汽驱后,在CO₂溶解降黏、破乳的作用下,稠油采收率从38.55%提高至46.46%,相比纯蒸汽驱提高了7.91%。为CO₂辅助蒸汽驱提高稠油采收率的应用提供了理论和实验基础,可为同类型稠...     

利用PR状态方程确定CO2驱最小混相压力

CO2与原油接触时会发生传质现象直到两相组成相似,此时界面张力消失,即达到混相。最小混相压力(MMP)是CO2混相驱的重要参数之一,目前主要采用细管实验法来确定其大小,但该方法费时费力,而经验公式法又存在较大的局限性。利用PR状态方程确定了气、液达到平衡时的各组分组成,并结合混相函数计算出了此时的MMP值。实例表明:与经验公式法相比,由PR状态方程计算出的MMP值最接近细管实验值;混相函数的迭代精度对计算出的MMP值影响较大。     

基于广义回归神经网络的CO2驱最小混相压力预测

针对传统的最小混相压力预测方法应用不便或误差较大等问题,提出利用广义回归神经网络进行CO2驱最小混相压力预测。以油藏温度、C5+分子量、中间组分摩尔分数、挥发组分摩尔分数为输入变量,以最小混相压力为输出变量,建立广义回归神经网络预测模型,对CO2驱最小混相压力进行预测,将结果与其他预测方法进行对比,并做误差分析。实例计算结果表明,广义回归神经网络用于CO2驱最小混相压力预测是可行的,且具有精度高、收敛快、适用范围广、使用简便等特点。     

准噶尔盆地东部北10井区中深层稠油CO2非混相驱油技术

准噶尔盆地东部北10井区头屯河组油藏具有埋藏深、原油黏度大、储层强水敏的特点，自探明以来一直未获得有效动用。为了解决油藏难动用的难题进行了CO₂-稠油实验，在实验结果的基础上，根据试验区生产现状提出“非混相驱+吞吐”措施，利用数值模拟手段优化生产参数得到最优方案并预测出生产指标。结果表明：地层稠油注入CO₂后原油体积膨胀和黏度降低的能力大幅增强，是提高采收率的主要机理；井区稠油CO₂驱替方式为非混相驱，驱替过程中CO₂先以溶解和扩散作用为主，待建立驱替通道后才开始产出原油，采收率为29.60%；试验区非混相驱初期见效慢，为加快受效提出“油井吞吐”措施，数值模拟预测非混相驱配合3轮油井吞吐生产，最终采收率可达21.0%，解决了研究区油藏难动用的难题。研究成果对中深层强水敏稠油油藏的动用具有一定的借鉴意义。     

稠油油藏注CO2提高采收率影响因素研究

与稀油注CO₂提高采收率机理不同,CO₂与稠油无法达到混相,因此影响其开发效果的主要因素差别很大,特别是在热化学复合采油过程中,注入的CO₂主要发挥隔热、降黏、增能的作用。为了进一步研究不同因素对稠油油藏注CO₂驱替效果的影响,在稠油样品物性分析的基础上,利用正交实验方法研究了原油黏度、温度、压力和渗透率对稠油油藏注CO₂提高采收率的影响。温度对采收率影响最大,其他因素由大到小依次为：渗透率、压力、油样类型。根据实验结论及认识,综合考虑地层温度、油藏渗透率等因素,在胜利油田开展了稠油油藏注CO₂吞吐提高采收率矿场试验。从矿场实际生产结果来看,油藏温度增加以及油藏渗透率提高,都有利于注CO₂吞吐开发,都能够有效提高油井产量。     

高温高盐油藏CO2混相调节剂效果因素室内评价

针对国内高温高盐油藏陆相沉积气驱混相压力高、不能实现混相驱的问题,开展了CO₂驱混相压力调节剂的研究,如增加CO₂溶解度、提升CO₂萃取轻烃能力、降低原油黏度、降低气液表面张力。通过室内实验,量化了17种调节剂4个方面混相因素,明确了调节剂对CO₂驱混相压力的影响。研究表明,对开展CO₂驱的某个油藏来说,不同调节剂混相因素的效果差异显著：乙二醇丁醚以原油降黏和增加CO₂萃取的能力为主,正丁醇增加CO₂的萃取能力最强,石油醚类降低原油黏度和油气表面张力的效果显著,苯类主要是促进CO₂在原油中溶解,柠檬酸酯类增加CO₂在原油中溶解度和提高CO₂萃取抽提烃类的能力。研究的认识和成果有利于提高高温高盐油藏CO₂驱的采出程度,同时为混相调节剂的改进、研发新型混相调节剂提供理论和实验数据支撑,进而扩大高温高盐油藏混相驱的适用范围。     

超临界CO2管道破裂泄漏影响探讨

近年来,随着碳捕集与封存的需求不断提高,CO₂输送管道成为关键支撑,大规模发展趋势明显。相比气态输送,长距离CO₂输送管道采用超临界输送模式经济性更好,但具有泄漏后压力台阶较高、管道止裂韧性要求较高、泄漏后果与油气介质不同等显著特点。尤其对于超临界CO₂管道泄漏问题,受CO₂密度大于空气、具有窒息性等特性影响,泄漏后果分析日益受到关注,值得深入研究。目前,国内外已经发布了相关CO₂管道输送技术规范,但未见对泄漏后果定量分析方法与临界阙值指标的明确要求,对工程设计的详细指导尚显不足,且鲜有与实验测试结果分析比对的探讨。基于CO₂相态特点,结合超临界CO₂输送特点,探讨了超临界CO₂泄漏后果的安全阙值选取问题,开展了国外超临界CO₂管道破裂实验的深度调研,比对性地开展了超临界泄漏后果模拟分析。研究表明,推荐选择摩尔浓度4%作为CO₂线路管道破裂影响范围评价浓度值;国外大规模...     

用界面张力法测定CO2与原油的最小混相压力

采用悬滴法,测定了在模拟地层温度为356.5K、压力为8.54~23.43MPa时的CO₂与原油间的界面张力.实验发现,CO₂与原油间的界面张力随压力的增加近似呈线性下降趋势.对该数据进行了线性回归,并用外推法计算出当界面张力为零时的最小混相压力为24.17MPa,与实验观测达到一次接触混相状态时的压力(23.43MPa)相比,相对误差为3.16%.采用界面张力确定CO₂与原油间的最小混相压力,既可通过直接观测接触混相状态确定,也可利用所测界面张力数据进行估算,操作简单易行,且耗时少.     

水对无水相变吸收剂捕集CO2性能的影响

二氧化碳(CO₂)化学吸收法成熟度高,是有效的工业碳捕集技术。无水相变吸收剂具有高吸收速率和低解吸能耗。然而,在工业CO₂吸收过程中,气源中的水会被无水相变吸收剂吸收,影响后续的吸收效果。研究了典型的无水混合胺相变吸收剂(二甘醇胺-五甲基二乙烯三胺-乙二醇,P-T-EG)捕集模拟含水烟气CO₂过程中的性能变化;探讨了水分的引入对富相比(体积比)、CO₂负载量,以及分相后贫相和富相水分含量(质量分数,下同)的影响。结果表明,水分的引入有利于降低富相黏度,增大富相比;随着循环次数的增加,富相比增大,贫相水分含量比富相低;水分的引入对解吸平衡的影响微弱。使用Aspen Plus,计算了不同水分含量P-T-EG吸收富相的解吸过程,发现解吸塔再沸器温度100℃、冷凝温度35℃时,P-T-EG+10%H₂O(10%为水分含量)可以达到吸收水分和解吸水分进出平衡,此时解吸塔中胺的质量损失为1.05×10^-10(质量比)。     

利用CO2生产聚合物的新工艺

利用CO₂生产一种通用聚合物聚丙烯碳酸酯（PPC）多元醇首次开始工业生产。利用美国Novomer公司聚合工艺生产的PPC多元醇已被德国Jowat公司用作聚氨酯热熔型胶粘剂的原料。PPC除作为一种"绿色"替代产品用作替代传统石油基聚合物外,还可用于胶粘剂,利用PPC水解稳定性和化学稳定性好的特点。聚丙烯碳酸酯（PPC）是用CO₂与环氧丙烷和专用钴基催化剂通过间歇反应生产的。PPC在休斯     

CH4- CO2体系固体CO2形成条件的预测模型

采用膨胀机制冷工艺回收天然气中的乙烷时,膨胀机出口与脱甲烷塔顶部的温度较低,容易发生CO₂冻堵,影响装置的正常运行。准确预测固体CO₂的形成条件,有助于及时采取相应的措施调整凝液回收装置的操作工况,避免CO₂冻堵。为此,分析了CO₂固体的形成条件,根据相平衡原理,采用标准形式的Peng Robinson状态方程建立了液固平衡模型（LSE）和气固平衡模型（VSE）,据此分别对CH₄-CO₂2气相体系和CH₄-CO₂2液相体系中的固体CO₂形成温度进行了计算,并与用HYSYS软件预测的固体CO₂形成温度进行了比较。结果表明：该计算模型的准确度较高,与实验数据的误差在2 ℃以内;而HYSYS软件预测的CH₄-CO₂气相体系的固体CO₂形成温度较实验数据偏高1～5 ℃,预测的CH₄-CO₂液相体系的固体CO₂形成温度较实验数据偏低1～6 ℃。     

液固相变吸收剂的CO2吸收性能及相分离行为机理研究

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)+哌嗪(PZ)水溶液作为复合吸收剂的化学吸收法是捕集二氧化碳(CO₂)的重要手段之一,但该复合吸收剂再生能耗较高,限制了其在碳捕集领域的应用。为克服该缺点,在该复合吸收剂中加入某种溶剂形成相变吸收剂,可减少吸收剂进入解吸单元的总量,从而降低再生能耗。设计了一种组成为MDEA+PZ+N-甲基吡咯烷酮(NMP)+水(H₂O)的液固相变吸收剂,并考察了其吸收CO₂的性能,测定了NMP、PZ质量分数对液固相变吸收剂CO₂溶解度的影响,分析了相分离行为机理。结果表明,该吸收剂的CO₂溶解度随着NMP质量分数的增加而降低,随着PZ质量分数的增加而增加;当吸收剂中NMP、PZ的质量分数分别达到50%、3%及以上时,吸收CO₂后生成PZ-氨基甲酸酯达到饱和析出形成固相,固相先随CO₂溶解度增加而增加,后随着CO₂溶解度继续增加,生成更易溶于水的PZ-二氨基甲酸酯,导致固相减少。