N_2作储气库垫层气的影响因素研究

在地下储气库的建设和运行总投资中,储气库垫层气的投资占了很大的比例,若用低价的惰性气体作储气库垫层气,可节省储气库建设上的高额投资。但惰性气体与天然气在储气库中会发生混气,这影响了采出天然气品质。本文运用数值模拟的方法研究N_2作由孔隙型砂岩岩性气藏改建的储气库的垫层气时,垫层气比例、N_2的比例、注N_2时的地层压力、注采周期对回采气纯度影响。     

吸附储层中CO2封存与强化采气研究展望

介绍了吸附储层中CO₂封存与强化采气的研究进展。分析了煤层气/页岩气等吸附储层的典型特点,论述了CO₂、CH₄及其与煤岩/页岩体间的相互作用特征,探讨了吸附储层中封存CO₂的前景与优势、CO₂封存与强化CH₄解吸动力学过程的模拟思路、CO₂地下封存的评价方法,展望了未来的研究发展方向。     

CO2捕集及工业应用研究进展

碳捕集纯化技术中吸收剂和吸收工艺的开发以及二氧化碳(CO₂)的高效利用是该领域的研究热点。本文从CO₂捕集吸收剂、吸收工艺、工业应用及生产市场方面进行了详细综述和分析,总结了我国当前CO₂产业的发展情况和研究进展,探讨了CO₂吸收剂研制、工艺开发以及CO₂利用技术开发的发展方向,并对我国CO₂市场进行了展望。     

CO2浓度对混溶态(CO2+正己烷)/盐水界面微观特性的影响

在CO₂以超临界状态封存于油气藏时,储层中流体间的界面性质是影响封存效率和封存量的重要因素。利用分子动力学模拟的方法,对330 K、20 MPa混溶条件下(CO₂+正己烷)/NaCl溶液系统的界面微观性质进行了研究,分析了混溶相中CO₂摩尔分数变化时,界面处CO₂和正己烷的亲水、疏水特性及其影响,为CO₂地质封存提供理论依据。研究发现,随着混溶相中CO₂摩尔分数的增加,界面厚度及粗糙度增大,分子渗透加深,热波动加剧。界面上CO₂与水之间更强的相互作用造成了CO₂注入过程中界面张力的降低。CO₂表现出类似于表面活性剂的性质,并在CO₂摩尔分数为65%(质量分数为50%)时,其界面累积量以及正己烷的驱离量最大。界面处存在特殊的分子微观结构,CO₂、水及正己烷分子呈现特殊的排布方式。     

致密油藏CO2驱油提高采收率实验研究

M致密气藏是我国典型的致密气藏，储层非均质性强、物性复杂等因素限制了气藏的开采，气藏开采难度大。通过室内物理模拟实验评价注CO₂提高气藏采收率的可行性。在模拟M气藏的地层温度85℃、地层压力25 MPa下进行了天然气衰竭后注CO₂驱替长岩心实验，分别研究了注入时机和注入速度对气藏注CO₂提高采收率的影响。结果表明：致密气藏注CO₂可以获得良好的流动率和稳定的驱替前缘。同时，由于重力分异的作用，最终可以提高致密气藏的采收率。气藏在废弃压力下注CO₂，虽然提高采收率幅度不是最高，但由于气藏大部分天然气早已采出，因此其最终采出程度反而最高；气藏衰竭后CO₂注入速度对提高天然气采出程度影响不大。M气藏注CO₂提高天然气采收率是可行的，早期衰竭开发到废弃压力后再从低处注气，是一种合理的开发方法。     

封存CO2的泄漏过程预测与泄漏速率的影响因素特性

地下封存CO₂泄漏的评估方法和风险控制是碳捕集和封存（CCS）技术亟待解决的核心问题。为了揭示封存CO₂泄漏过程的影响因素及其特性,本文建立两相流驱替过程数学模型描述封存CO₂的泄漏过程,采用COMSOL Multiphysics 3.5a软件进行数值模拟。通过对基准问题及其解的拓展,分别对注入井与泄漏通道之间距离、泄漏通道半径、泄漏通道渗透率、CO₂注入速率和CO2注入深度等因素对封存CO2泄漏过程的影响特性进行研究,通过过程模拟和数据分析得到了影响因素的定量函数关系。研究表明：封存CO₂的渐近泄漏速率与注入井与泄漏通道之间距离倒数呈对数线性关系,与泄漏通道半径呈抛物线型关系,与注入速率呈线性关系;泄漏通道的绝对渗透率是CO₂泄漏速率控制的关键因素,而CO₂注入深度的增加并不能有效地降低CO₂泄漏速率。本文的计算模型和数值模拟结果不仅揭示了地下封存CO₂泄漏过程的影响因素与泄漏速率之间的定量关联规律,还可为地下封存CO₂的封存地点选择、泄漏速率估计和泄漏风险评估提供工程分析方法和计算工具。     

多孔介质中CO2-CH4水合物置换的影响因素及强化机理研究进展

天然气水合物因其储量巨大、清洁无污染而成为未来最具潜力的清洁能源之一,CO₂置换法可实现天然气水合物的安全开采和温室气体的地层封存。然而,多孔介质中CO₂-CH₄水合物的置换过程存在反应周期长、速率慢、效率低等特点,已成为制约天然气水合物高效开采的瓶颈问题。本文全面综述了多孔介质体系中CO₂-CH₄水合物的置换特性,分析了CO₂-CH₄水合物的置换机理及其动力学过程。在此基础上,详述了不同因素对多孔介质中CO₂-CH₄水合物置换效率的影响规律及强化机理,包括热刺激、置换压力、小分子气体、化学添加剂等的作用机理及其规律。最后指出了多孔介质体系中CO₂-CH₄水合物置换过程强化技术存在的不足和未来的发展方向。对多孔介质体系中CO₂-CH₄水合物置换过程的强化机理及其动力学机制的认识仍需进一步研究。     

基于RSV流程的富气乙烷回收工艺改进

为提高乙烷回收流程的抗CO₂冻堵能力,基于RSV流程提出了一种抗冻堵能力强的富气乙烷回收工艺改进流程RSVP流程。针对3种高含CO₂且气质较富的天然气,对RSV流程和RSVP流程的总压缩功耗和CO₂冻堵裕量以及对CO₂适应性进行了对比分析。研究表明,RSV流程和RSVP流程的装置综合能耗基本相同,但RSVP流程的抗CO₂冻堵能力较强;不论原料气中CO₂摩尔分数如何变化,RSVP流程的CO₂冻堵裕量一直比RSV流程高,且对CO₂的适应性较强。对RSVP流程进行机理分析研究表明,相比脱甲烷塔顶不加重烃,加入重烃时脱甲烷塔CO₂冻堵裕量、乙烷回收率以及外输气丙烷摩尔分数均增高,脱甲烷塔上部CO₂摩尔分数下降,气相乙烷摩尔分数下降且气相甲烷摩尔分数升高,说明过冷的重烃进入脱甲烷塔顶具有吸收CO₂和冷凝乙烷组分的效果,但会导致重烃气化进入外输气中。最后对RS...     

CO2在玄武岩中矿物封存研究进展及关键问题

玄武岩分布广泛,CO₂埋存潜力巨大,为掌握玄武岩CO₂矿物封存的研究现状,推动我国玄武岩CO₂地质埋存技术发展,综述了玄武岩的储层物性、CO₂封存机理、埋存潜力、埋存方案等方面的研究进展及工程实施效果,总结了CO₂玄武岩埋存优势及亟待解决的关键问题。气水同注可以实现最快的CO₂矿物封存,冰岛的碳封存项目CarbFix已成功证明了在玄武岩开展CO₂矿物封存的可行性,但仍存在以下关键问题需解决,包括揭示地层孔隙条件下CO₂-玄武岩-地层水的相互作用特征,明确地化反应导致的固相颗粒运移、沉积以及可能引起的孔喉堵塞风险,建立完善的玄武岩储层筛选和CO₂埋存潜力评价方法,提出成本低、安全有效的CO₂快速矿物封存方案。     

超临界CO2强化页岩气开采技术研究现状及展望

介绍了页岩的储层特征,从页岩不同尺度渗流机理、CO₂/CH₄竞争吸附原理及CO₂-水-页岩相互作用机理着手,分析了超临界CO₂在强化页岩气开采技术中的作用与优势,最后指出了超临界CO₂强化页岩气开采技术在技术经济性、设备研发以及环境风险等方面面临的挑战。     

CO2催化氢化制清洁能源的研究进展及趋势

CO₂的过量排放引发了严重的温室效应,采用CO₂氢化技术在实现CO₂减排的同时又可生成高价值的产物,因此受到研究人员的广泛关注。近年来,关于CO₂氢化的研究逐渐增多,但是综合探讨多种催化技术的相关综述较少。本文将较为新型的CO₂氢化技术大致分为光催化、电催化、生物催化以及等离子体催化4种。主要从催化剂的角度,对以上4种新型CO₂氢化技术的研究现状和最新进展进行了归纳,并简要介绍了其反应机理。同时,基于研究现状的分析,指出了4种氢化技术的进一步研究方向和需要解决的相关问题,并对CO₂氢化技术的发展作出了展望。     

碳中和背景下CO2驱油技术研究进展

CCUS是指CO₂捕集、利用和封存，是解决全球气候变暖、控制CO₂排放的重要技术手段，CO₂驱油是CO₂利用的主要形式之一。本文阐述了CO₂混相驱、非混相驱和近混相驱的驱油机理、影响因素及国内外发展简况，系统整理并归纳了国内外CO₂防气窜及提高波及体积技术，重点介绍了水气交替技术、化学封窜剂、CO₂泡沫驱、碳化水驱和增稠的CO₂驱，包括基本做法、封气窜原理、研究进展等，探讨了CO₂驱油过程中存在的问题及解决对策，为碳中和背景下非常规油气的绿色开发提供理论指导和技术支持。     

己二酸对MEA吸收-解吸CO2过程的影响<

实验研究了己二酸对MEA水溶液吸收-解吸CO₂的影响。在0.4 mol·L-1 MEA的CO₂吸收富液解吸过程加入一定量的己二酸并分析了其对CO₂解吸能耗和解吸速率的影响,发现解吸速率明显升高,析出单位体积CO₂的能耗显著降低;对解吸还原后的贫液进行了CO₂二次吸收的实验,发现因加酸引起的CO₂二次吸收量变化小于7%;为去除不确定因素对CO₂相似文献   

机械化学法合成小尺寸MOF填料助力高性能CO2分离

利用金属-有机骨架UTSA-280具有特定刚性尺寸的一维孔道可以筛分CO₂、CH₄、N₂的特性,采用机械化学研磨法减小其颗粒尺寸,将UTSA-280掺入聚砜（PSf）中制备MOF基混合基质膜,用于天然气提纯和烟道气CO₂捕获。结果表明,在PSf中掺入UTSA-280不仅可以增加聚合物的CO₂渗透通量而且提高了气体分离选择性。当UTSA-280掺杂量为30%（质量）时,混合基质膜对CO₂/CH₄、CO₂/N₂的分离因子分别为56.39和53.17,CO₂的渗透通量为18.61 Barrer,相对于PSf纯膜,选择性分别提高了47.3%和63.5%,CO₂渗透通量提高了128.9%,打破了“trade-off”效应。该工作通过引进具有分子筛分效应的MOF填料,能够增加气体通量的同时提高混合基质膜对含CO₂气体的分离性能,对天然气的提纯以及烟道气的CO₂的捕获有重要意义。     

光、电催化CO2耦合有机化合物催化转化研究进展

CO₂资源化利用是降低CO₂排放,实现碳中和的重要方式。其中,CO₂与有机化合物耦合催化转化被认为是最有效的CO₂资源化路径之一。经典的热催化耦合反应由于反应条件较为剧烈,导致能耗较高且增加了碳排放,使其应用受到限制。研究表明,使用光、电催化CO₂与有机化合物耦合制备高附加值产品可直接利用清洁能源,不仅实现CO₂减排,促进可持续发展,还可获得碳酸酯及羧酸等高附加值化学品,创造更多经济价值。该类催化反应通常以有机分子活化为主,CO₂分子活化为辅,通过光或电活化底物分子,生成高能量的活性中间体,进而克服热力学障碍。从光、电催化的优势、反应效率和反应条件等方面综述近年来光、电催化CO₂与有机化合物耦合制备碳酸酯、羧酸等研究进展,详细讨论了针对不同类型有机化合物的活化策略以及各类反应的反应机理,最后提出了该领域当前仍面临的挑战并对未来进行展望。光催化多用于CO₂对C—O键、C—H键的插入,主要产物分...     

阵列凸起微通道内气液两相传质特性研究

研究了阵列凸起微通道内N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收CO₂过程的气液两相传质特性。在弹状流型下,考察了气液两相流量、MDEA浓度对体积传质系数、CO₂吸收效率、压力降以及能量损耗的影响。弹状气泡受到阵列凸起的挤压作用发生形变,促进了气液两相间的传质。与平滑通道相比,阵列凸起微通道在实验条件下具有更好CO₂吸收效率。在相同的能量损耗时,阵列凸起微通道具有更大的体积传质系数。     

钙基吸收剂循环吸收CO2技术的研究进展

阐述了对钙基吸收剂循环吸收CO₂技术的研究现状,包括各个可能因素对CaO碳酸化反应的影响,如吸收剂成分、颗粒特性、反应温度、反应时间、CO₂浓度等,并总结了各种CaO吸收CO₂反应动力学模型。同时对钙基吸收剂循环吸收CO₂技术未来的研究方向作了简述。     

Na2CO3基吸附剂颗粒制备及其脱碳性能

采用挤压-滚圆法制备Na₂CO₃基CO₂吸附剂微球颗粒,在自行设计的CO₂吸收系统中对制备的样品进行脱碳性能测试。结合相关表征测试,探明不同载体、不同负载量的Na₂CO₃基吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能的变化规律和内在原因。研究表明：不同载体的Na₂CO₃基吸附剂颗粒脱碳性能存在明显差异,其中氧化铝负载的吸附剂（Na₂CO₃/Al₂O₃）的脱碳性能最好,可达1.14mmol/g。铝酸钙水泥负载的吸附剂（Na₂CO₃/CA）机械性能较好,但其脱碳性能最差。结合吸附剂脱碳和机械性能的综合考量,Na₂CO₃/Al₂O₃是最为合适的CO₂吸附剂,并进一步研究不同Na₂CO₃负载量的影响。研究发现随着Na₂CO₃负载量的变化,吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能都存在明显的差异。虽然60%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒的机械性能和脱碳效果较好,但其成球度较差,影响其实际应用。质量分数40%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒具有良好的脱碳性能、机械性能以及成球度,CO₂脱除量为1.36mmol/g。总体而言,利用挤压-滚圆法制备的Na₂CO₃基吸附剂颗粒具有良好的流动特性、脱碳性能和机械性能,适用于电厂烟气中的CO₂脱除。     

光催化还原CO2的机理与MgO在吸附转化方面的应用

由于CO₂的过量排放而引发的温室效应已成为当今世界面临的重要环境问题,将CO₂还原转化为高附加值化学品和燃料是解决这一问题的有效途径。其步骤包括吸收入射光子;电子-空穴对的产生、分离和转移;CO₂分子在表面上的吸附、活化和转化。基于MgO可增强CO₂在表面的吸附进而促进后续的光催化还原,介绍了光催化还原CO₂的机理以及MgO在CO₂还原与吸附等方面的应用研究。MgO表面化学吸附的CO₂分子变得不稳定,其反应活性高于线性CO₂分子,因此显著提高CO₂的转化效率,可见其在CO₂吸附与转化等方面具有良好的发展前景。     

低渗砂岩油田CO2驱化学机理及提高采收率研究

针对低渗砂岩油藏进行了CO₂驱开发技术研究,分析了CO₂驱油化学机理及主要影响因素。基于目标油藏流体特征进行了PVT拟合,确定其CO₂驱最小混相压力,明确了不同压力及注入时机对CO₂驱采收率、气油比、含水率及驱动压差等的影响规律,探究了CO₂泡沫驱在提高采收率方面的效用。结果表明：24.5 MPa为目标区域CO₂驱的最小混相压力,采收率会随着压力的升高而增加,28 MPa时CO₂驱提高采收率可达30.57%。气体突破时间、总采收率与CO₂注入时机密切相关,CO₂注入越早,越有利于采收率的提高,出口含水率为60%时注入可提高采收率39.13%。CO₂泡沫驱可以在一定程度上起到提高采收率的效用。