页岩吸附性能及作用规律

页岩气(主要组分为甲烷)作为一种新兴的非常规天然气,其对于优化能源消费结构、缓解能源对外依存度具有重要意义。相关研究表明,吸附态是页岩气的主要赋存形态,因此明确页岩吸附性能及作用规律是页岩气有效开采的重要前提。为此,本文结合国内外相关研究工作,分析了页岩的吸附特性,归纳了影响页岩吸附能力的因素,指出了页岩及页岩气后续研发方向。分析表明:页岩储层内部页岩气的赋存形态主要包括游离态、溶解态和吸附态,其中吸附态页岩气含量至少占页岩气总含量的40%;页岩气吸附量与页岩储层理化性质、储层温度和压力均有关。虽然国内外已对页岩气开展大量研究工作,但是相比于煤层气等非常规天然气研究仍显不足。为此,关于页岩吸附性能及作用规律需要在以下方面开展研究工作:①进一步探明页岩储层地质特征;②深入明确甲烷和页岩之间的流固作用关系;③利用页岩对甲烷和CO₂吸附性能的差异,推进注入CO₂强化页岩气采收率技术。     

页岩气藏的渗流机理

为了很好的了解页岩气藏的生产动态特征,应对页岩气藏渗流机理进行研究。页岩气藏属于非常规气藏,它最主要的特点就是有吸附解吸现象。在研究水平井的渗流特征时一般使用点源函数的方法,页岩气水平井主要是在点源函数中考虑到一些页岩气所具有的特性,如吸附解吸现象。由于页岩气藏一般都采用水力压裂方法来进行开采,且页岩层较易破碎形成裂缝,近年提出了一种三线性流模型来描述页岩气垂直裂缝水平井的流动规律。随着对页岩储层结构的进一步了解和研究,我们可以对三线性流模型做进一步的深化研究。     

页岩气及其吸附与扩散的研究进展

随着当前能源消费的迅速增加,常规天然气资源短缺,很难满足日益增长的能源需求。页岩气作为一种非常规天然气,具有资源潜力大和低碳排放等优点,加之美国和加拿大成功实现商业化开采,因此页岩气资源勘探开发近年来备受世界瞩目。中国作为重要的页岩气开采国家,近几年发展势头良好,部分页岩气田也已经实现商业化生产。由于页岩的致密和低渗特性,导致页岩气的开采难度较大。页岩的孔隙结构和气体吸附扩散研究,对于气藏产能的评估及其高效开采有至关重要的作用。本文介绍了国内外页岩气勘探开发现状以及页岩的孔隙结构,综述了储层中页岩气吸附、扩散与渗流的研究进展,总结了分子模拟方法在页岩气研究中的应用,并对页岩气相关研究的前景进行了展望。     

页岩气吸附模型的研究进展

为了更好地拟合页岩气吸附实验,研究了经典的langmuir模型,发现其局限性。为了弥补langmuir模型的局限性,相继列举了数个页岩气吸附模型如EL模型、双langmuir模型、BET模型和D-R模型等,各个模型都有其优势与不足。我们需要根据特定的条件,选择合适的页岩气吸附模型才能更精准地拟合页岩气吸附实验。     

页岩气储存及渗流特征分析

本文主要论述页岩气研究目的和意义,并对页岩气藏的基本特征进行初步分析。首先,和常规天然气藏不同,页岩气成因较为复杂。其次,对页岩气的储存机理进行了研究,页岩气的吸附过程与解吸过程对页岩气在页岩中的储存有较大影响,在温度相同时,页岩气的吸附与解析曲线不重合,且过程不可逆。再次,研究了页岩气的存在方式,主要有游离在基质中的气体,溶解在地层流体中得气体和以吸附状态存在于页岩气中的气体。页岩气以游离体态和吸附状态两种形式存在于页岩中,其中吸附状态所占比例较大,而且不同的地质条件,页岩气的存在形式不同。     

基于页岩气微观赋存特征对储量计算方法的改进

页岩气主要赋存在页岩孔隙中,页岩发育着大量纳米级孔隙,页岩气微观的赋存特征是深入认识页岩气富集和开发规律的关键。采用了Accelrys公司的Materialsstudio分子模拟软件,建立在能够表征页岩气藏孔隙结构的有机纳米孔隙结构,用分子动力学(MD)和蒙特卡罗方法对页岩气在纳米孔隙中的赋存状态进行模拟,超临界条件下甲烷表现出明显的单分子吸附特征,游离气比例随孔径增大而增大。基于分子模拟的赋存特征从绝对吸附量与相对吸附力的差异和吸附相占据孔隙体积两方面对储量计算方法进行改进,结果表明:在含气量一定的条件下,游离气和吸附气所占比例明显受比表面积和压力的控制,对页岩气勘探开发具有一定的指导意义。     

页岩气压裂的地质因素和技术发展

页岩气是指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的没有完全排出的天然气,页岩气主要缺失二次运移,其主要游离和吸附在页岩层上,页岩气开采中主要采用压裂开采,其中页岩气压裂相关的储层地质因素为:岩性及矿物组分、孔隙度和渗透率和裂缝,笔者也论述了页岩气压裂技术的发展。     

涪陵页岩气井压裂后返排及生产特征研究

涪陵页岩气储层孔隙度、渗透率极低,必须依靠大型水力压裂来实现措施增产的目的。压裂后普遍存在压裂液返排率低的现象。生产过程中,页岩气以孔隙中游离气渗流、吸附气解吸附及扩散和页岩储层自吸等机理进行产气。采用套管生产,依靠气体的临界携液速度进行排水采气,产气产水较为稳定,能实现页岩气稳定生产。     

页岩气钻井取心技术

页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气,在勘探开发中,对钻取高质量的岩心样品提出了更多的需求。针对页岩气油气藏基本特性和页岩气钻井技术,在取心工具、取心钻头、取心工艺、岩心保形、气体采集、岩心地面处理等方面进行了系统研究,完善了页岩气钻井取心技术。现场应用表明,新技术的应用缩短了取心周期,减少了岩心损害,保持了岩心的原始结构,提升了岩心实验分析的准确性和可靠性,为页岩气后期开发提供了重要支持。     

页岩气脱除二氧化碳技术及其利用开发

页岩气脱除二氧化碳技术在页岩气管输及液化储运过程中至关重要,本文主要论述了页岩气脱碳技术应用开发进展,包括:物理吸收法、化学吸收法、变压吸附(PSA)法和膜分离法等。页岩气革命将改变世界能源战略格局,本文分析了页岩气资源的深加工利用路线及其产品开发前景。     

基于环糊精的纳米功能组装体的研究进展

通过分子自组装形成稳定和结构可控的材料是现在功能材料学、生物学的焦点,构筑纳米尺寸的功能性分子自组装体更是接近生命现象和过程的本质。基于环糊精的超分子组装以其选择性、可调控性和生物相容性等优势引起了广泛关注。本文就近十年来基于环糊精的纳米尺寸的功能组装体的研究进展进行简要综述,包括修饰环糊精的软连接自组装,环糊精轮烷、聚轮烷、纳米线、纳米管、纳米笼的设计、构筑及其更高级组装,以及环糊精与纳米粒子的分子组装和基于环糊精的分子机器。     

钴基催化剂上氢解反应的研究

制备了一系列不同金属含量的Co/SiO2加氢催化剂,考察了催化剂非原位还原条件、进料空速、氢分压变化对其氢解反应影响。结果发现,钴基催化剂在非原位还原后进行反应时有氢解反应伴随发生。催化剂上金属含量越高、还原温度升高和还原时间延长,氢解反应越明显;较高的进料空速及较高的氢分压有助于抑制氢解反应的发生。     

Studies on oxidative dehydrogenation of n-butane on bismuth molybdate on alumina

Oslefins and diolefins are important intermediates in the petrochemical industry and the future promises a further substantial increase in demand. While several catalysts have been formulated in the past for the abstraction of hydrogen from butenes and propylene, these catalysts are inefficient in the abstraction of first hydrogen from butane. Bismuth molybdates (β and γ-phases) containing iron oxide and supported on alumina are used as catalysts in the present investigation on the oxidative dehydrogenation of n-butane. Effects of catalyst content, temperature and oxygen: n-butane ratio on conversion and selectivity to butadiene and (C₄H₈ + C₄H₆) are studied in the following ranges of experimental conditions: β-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 3–9; γ-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 5-20; temperature, 400–500°C; O₂: butane ratio, 0.6:1.7.     

Micro-viscometer based on electrowetting on dielectric

A viscometer used to measure the viscosity of 10 μl of a liquid, must be miniaturized down, and the liquid velocity gradient in the channel used to determine the viscosity coefficient. Two major factors that affect the liquid velocity are the mechanical forces exerted by the mechanical motors and electromagnetic forces. In this study, electrowetting on dielectric (EWOD) is adopted to drive liquids. Variously sized electrodes on a chip, and two shapes of channel are employed to measure the velocity gradient to determine the viscosity coefficient. The device is fabricated by microelectromechanical system (MEMS) technology. The dielectric layer used in EWOD has a high dielectric constant, BST (Ba_0.7Sr_0.3TiO₃), to reduce the required applied voltage; its surface is coated with hydrophobic polymer, polytetrafluoro-ethylene (PTFE, Teflon^® AF DuPont). Experimental results demonstrate that liquids can be pulled at 660 μm/s in linear channels by applying a voltage of 15 V.     

表面活性剂对钙指示剂影响的研究

由于钙指示剂（又称NN指示剂）的水溶液不稳定,通常将其配制成固体指示剂使用,但是存在着生成的络合物不够稳定、终点变色不敏锐、准确度不高等问题。研究了固体钙指示剂的最佳使用条件,以及表面活性剂对钙指示剂稳定性、灵敏度的影响等问题。实验结果表明：固体钙指示剂的最佳配比是钙指示剂与氯化钠的质量比为1∶100、液体钙指示剂中钙指示剂-十二烷基硫酸钠,以及钙指示剂-乳化剂OP-10-苦味酸效果最佳,终点变色更加敏锐,精密度以及准确度都有显著提高,体系稳定性好。     

株洲化工集团管理改革经验探讨

探讨了株化集团在企业管理及改革等方面的经验。该公司为适应市场经济的变革制订了科学的发展规划、思路和目标;确定了目标管理实施方案和各项制度;强化销售工作和质量管理,加大科技投入,加强科技创新活动;理顺各种关系,做好各项有关工作,使企业的经济效益和对社会的贡献逐年增大。     

基于四氢呋喃聚醚聚氨酯弹性体力学性能的研究

以四氢呋喃聚醚（PTMG）、二异氰酸酯（TDI、或MDI）和扩链剂（MOCA、或BDO）为原料,制备了浇注型和热塑型聚氨酯弹性体。研究了预聚体的NCO基质量份、PTMG的分子量和硬段质量份数对PU弹性体力学性能的影响。结果表明：PU弹性体的硬度和模量随NCO含量和硬段质量份数增加而增加。逐渐提高PTMG的分子量,PU弹性 的拉伸强度降低,而拉断伸长率增加。2000分子量的PTMG－PU弹性体的冲击弹性比1000分子量的PTMG－PU好。     

轮胎滑水特性的CFD分析

以205/50R16子午线轮胎为研究对象,建立带有纵向花纹沟的轮胎有限元模型(FEM)和计算流体动力学(CFD)模型。基于流固耦合的FEM模拟轮胎滑水产生的过程,采用重整规化群和流体体积组分方法的CFD模型得到轮胎接地区域内的水膜流场分布。两种模型计算结果对比表明,CFD模型能够用来分析胎面微花纹沟内流体流动特性。随着水膜厚度的增大,轮胎受到的流体压力也变大,容易出现滑水现象。     

漆酶用于木质纤维板结合的研究

研究了温度和pH值对漆酶酶活以及漆酶处理纤维压制纤维板性能的影响。结果表明,pH较低、温度较高时漆酶酶活较高,压制的纤维板强度性能较好。但温度太高(60～80℃),延长加热时间,漆酶稳定性变差,酶活明显降低,压制纤维板的强度下降。     

工艺参数对沉降斑影响的实验研究

采用实验方法考察工艺参数对沉降斑的影响。基于一个带凸台的平板模具,采用L27(313)正交矩阵进行实验,研究了几何尺寸、熔体温度、注射时间、保压压力及保压时间对厚度突变处沉降斑形成的影响,同时还考虑了熔体温度和注射时间以及保压压力和注射时间之间的交互作用影响;通过性噪比分析和F检验优化成型工艺条件并对工艺参数的影响进行显著性分析。结果表明,对于厚度突变的平板制品,厚度突变的程度对其沉降斑形成的影响最大,其次为熔体温度,保压压力,保压时间等;采取减小厚度变化,降低熔体温度或增加保压压力和保压时间等措施,可以减小厚度突变处沉降斑,从而减少其对外观质量的影响;因素之间的交互作用对制品沉降斑的形成有一定的影响,熔体温度B和注射时间C之间的交互作用影响较为明显,而保压压力D和注射时间C之间的交互作用对该质量指标的影响最小,可以并入误差。