高温超临界混合气驱提高煤层气采收率机理研究

针对国内煤层气井产量低、采收率低的问题,文章提出了一种提高煤层气采收率的新工艺—高温超临界混合气体注入煤层提高煤层气采收率。通过实验与理论分析的方法,对高温超临界CO_2、N_2混合气体注入煤层提高采收率的机理进行了研究,发现机理主要为:(1)升温、CO_2与CH_4竞争吸附、N_2降低CH_4分压等作用使CH_4在煤岩中的吸附能力降低,导致解吸气量增加;(2)升温后煤岩脱水、热应力作用以及气体解吸后基质收缩等作用使渗透率增加。     

川东龙马溪组页岩对不同气体的吸附特性实验研究

应用室内实验方法,利用高压等温吸附分析仪,以采自四川盆地边缘鄂西及川东志留系龙马溪组露头页岩样本为基础,在60摄氏度条件下,分别用CH_4、CO_2和N_2气体对同一块页岩岩样进行等温吸附实验,并绘制了页岩对CH_4、CO_2、N_2三种气体的等温吸附曲线,实验结果表明,同一页岩样本相同平衡条件下对CH_4、CO_2、N_2三种不同气体的吸附量大小顺序为CH_4CO_2N_2,表明页岩CO_2的吸附能力最强,为注CO_2提高页岩气吸附气采收率提供了理论依据。     

混相溶剂法降低CO_2驱最小混相压力研究

CO_2驱是目前国内外提高原油采收率和实现温室气体埋存的一项重要技术,开展CO_2混相驱方面的研究具有十分重要的意义。但在低渗透油藏中,受到最小混相压力值的限制,CO_2驱较难实现混相驱。本文提出了一种通过混相溶剂法实现降低CO_2最小混相压力的方法,通过细管实验法,研究了其降低最小混相压力的效果;通过室内驱油实验,研究了其提高CO_2驱油采收率的效果。实验结果表明,注入段塞尺寸为0.3%HCPV的柠檬酸异丁酯后,测得的最小混相压力值降低了2.3 MPa;当注入段塞尺寸为0.3%HCPV时,混相驱阶段采收率最大,为17.22%,较单纯注入CO_2驱油方案提高了7.97个百分点。以上实验结果均表明,利用该混相溶剂法降低CO_2驱最小混相压力具有一定可行性。     

5A沸石分子筛低温变压吸附CO2/CH4实验研究

采用静态容积法测量5A沸石分子筛对CO_2和CH_4的单组份等温吸附曲线,采用低温变压测量不同实验参数对5A沸石分子筛分离CH_4/CO_2混合气体的能力影响。静态实验表明,CO_2和CH_4吸附量随温度的降低而上升,-30℃时CO_2和CH_4在吸附剂上的饱和吸附量最高:分别为4.94 mmol/g和3.0 mmol/g;动态试验表明,增加吸附压力会降低分离效果,减小混合气体分离系数;降低吸附温度有利于CH_4/CO_2分离,提高混合气体分离系数。     

混合气体在非晶态高分子膜内的吸收机理研究

基于作者提出的纯气体吸收机理,并引入吸收竞争因子的概念,导出了混合气体在非晶态高分子膜内的吸收机理模型.针对PMMA—CO_2/CH_4、PMMA—C_2H_4/CH_4以及PS-C_2H_4/CH_4等3种系统,在308K的温度下进行了等温吸收实验.实验结果表明了上述模型能较好地描述混合气体的等温吸收数据.     

甲醇驰放气在不同吸附剂中的吸附热力学

为提高焦炉煤气制甲醇过程产生驰放气的附加值,对CO_2,CO,N_2,CH_4的4种气体在吸附剂上的吸附热力学展开了研究。测定了气体在特定温度下的吸附等温线,采用数学模型计算获得了相应的吸附焓。通过实验数据认为,随着吸附温度的提高,CO_2,CO,N_2,CH_4吸附能力逐渐降低;随着吸附压力的提高,CO_2,CO,N_2,CH_4吸附能力逐渐增强。炭分子筛对CO_2吸附能力最好,吸附过程为物理吸附;铜吸附剂对CO吸附能力最好,吸附过程属于络合吸附;N_2和CH_4的吸附焓随吸附量变化始终保持为一个定值,吸附过程为物理吸附。     

降低CO_2驱最小混相压力的方法

由于全球气候变暖,各国减排压力加大,近年来CO_2驱油技术发展迅速。该技术不仅适用于常规油藏,还适用于低渗以及特低渗透油藏,能有效提高原油采收率。CO_2混相驱的采收率明显高于非混相驱,但是中国多数油藏由于CO_2与原油的最小混相压力(MMP)过高而难以实现混相驱油。综述了国内外关于降低CO_2驱最小混相压力的方法,包括改变油藏温度,注入低分子量烃类、低碳醇、妥尔油以及近几年发展起来的表面活性剂技术等。分析了各个方法的优缺点,指出了今后CO_2驱发展的新方向。     

炭膜分离CO_2/CH_4混合气的分子模拟

针对炭膜分离CO_2/CH_4混合气体的过程,分别采用Materials Studio和Lammps软件进行分子模拟,建立与炭膜孔结构相近的Z字形孔模型,通过实验数据验证了模型的可靠性,通过对CO_2/CH_4纯组分及混合气体在膜孔内的吸附和扩散过程的模拟得到分离系数并探讨气体分离机理。综合吸附与扩散过程的模拟结果表明:适当的低温和较小的孔径有利于实现CO_2/CH_4混合气体的分离;随着温度的升高,CO_2/CH_4的分离系数减小,而且膜孔径对分离系数的排序为0.670 nm1.005 nm1.340 nm;在温度为298 K、膜孔径为0.670 nm的操作条件下CO_2/CH_4的分离系数为20.1,与实验数据较吻合。研究结果可为优化炭膜制备提供指导,并为探讨分离过程机理提供依据。     

五彩湾煤及其显微组分直接液化中的气相产物

在微型高压反应釜中,将五彩湾煤(WCW)及其镜质组(WCWV)和惰质组(WCWI)加氢液化,用气相色谱分析气体产物组成.结果表明,在380℃时,气体产率的次序为:镜质组惰质组五彩湾煤;在420℃时,气体产率的次序为:镜质组五彩湾煤惰质组;三种样品在液化过程中,C_1~C_4烷烃类气体(以下简称C_1~C_4)及CO_x气体含量随温度升高的变化趋势不同,对于WCW,C_1~C_4及CO_x气体含量随温度升高增加较明显;对于WCWI,C_1~C_4及CO_x气体含量随温度升高略有增加;对于WCWV,C_1~C_4及CO_x气体含量随温度升高反而降低;液化气体产物的分布特点为:C_1~C_4含量依次为CH_4C_2H_6C_3H_8C_4H_(10),其总量约为CO_x气体的3倍,在C_1~C_4中CH_4约占67%,C_2H_6约占22%,在CO_x气体中CO_2含量约占69%,气相产物总体呈现出"富"烷烃、"富"甲烷及"富"二氧化碳的特性.     

绥中36-1油田调驱体系控水增油效果对比研究

针对海上油田水驱开发层间矛盾问题,通过三岩心并联实验对比研究了弱凝胶、聚合物微球、CO_2泡沫和N2泡沫的调驱效果。结果表明:N_2泡沫和弱凝胶调剖分流能力较强;N_2泡沫能适应不同的渗透率,具有"平推"效果,低渗岩心采收率增幅大;弱凝胶压力升幅最大,高渗层采收率无明显增幅,跟体系很快绕流进入中低渗层有关;CO_2泡沫稳定性差,采收率增幅较小,但在高渗处出现了CO_2气驱的效果;聚合物微球效果最差。     

多孔介质内超临界CO_2流体及泡沫驱油特性的比较实验研究

CO_2混相驱替可以提高原油采收率,因此近年来得到研究者们的广泛关注。使用高温高压驱替设备,利用超临界CO_2流体、超临界CO_2泡沫及N_2泡沫作为驱替介质,对油水饱和孔隙介质中的油相驱替特性开展了比较实验研究。通过对驱替过程沿程压力及对驱替增采油量的测量,对不同驱替手段在孔隙介质内的油相增采特性进行深入研究和探讨。研究发现在温度为50℃、压力为13 MPa时,超临界CO_2流体对多孔介质内的油相驱替效果有显著提升,当压力进一步升高到23 MPa时,油相增采效果不明显。说明在本实验条件下超临界CO_2流体与油相在50℃、13 MPa时可达到混相驱替状态;而采用超临界CO_2泡沫及N_2泡沫注入工艺未能进一步提高出油量。沿程压差测量结果则显示,与N_2泡沫相比,超临界CO_2泡沫在多孔介质试样内的驱替压差较小,起泡性能较差。实验结果对于筛选及评价超临界CO_2驱油工艺具有一定的指导意义。     

低渗透油藏CO_2、水交替驱提高采收率及其影响因素分析

低渗透油藏储层致密,水驱后期,含水率逐渐增高,驱替效率也随之降低,剩余油潜力依然较大。应用CO_2驱油技术,一方面可以较大幅度的提高采收率,同时也可将一部分的CO_2封存在地下。通过室内CO_2、水交替驱油实验以及实际生产,分析了采收率提高情况以及影响采收率提高的因素。结果表明:气水交替驱最终驱油效率51.2%~62.7%,平均58.7%,比水驱油平均高10.1%;尤其以渗透率大于1.0×10~(-3)μm~2的样品采收率提高比较显著;气水交替驱,不同渗透率岩样在注入0.5 PV的气体或者水时躯替效率提高最大;驱替压差与渗透率呈反比关系,随着驱替压差的减小驱油效率增大;低渗透油藏在实际注气生产过程中,应综合考量各类因素的影响,制定合理的注采方案。     

CO_2、CH_4和N_2在不同硅铝比β沸石上的吸附分离性能

采用体积法在273 K和303 K温度下对CO_2,CH_4和N_2在不同硅/铝比的β沸石上的吸附分离性能进行了研究.实验结果表明,Langmuir-Freundlich模型能够较好地拟合吸附实验数据;同一样品上,CO_2的吸附量要大于CH_4和N_2的吸附量;随着硅铝比的减小CO_2的吸附量增加,而硅/铝比对CH_4和N_2的吸附量的影响较小.通过结合Virial方程计算CO_2、CH_4和N_2在不同硅/铝比β沸石上的亨利定律常数和吸附选择性,发现所研究样品对CO_2/CH_4和CO_2/N_2均具有很高的吸附选择性,随着样品硅/铝比的减小,CO_2/CH_4和CO_2/N_2的吸附选择性显著增加,说明较低硅/铝比β沸石有利于分离CO_2.用Clausius-Ciapeyron方程求得CO_2,CH_4和N_2在不同硅/铝比的β沸石上的吸附热与吸附量无关,表明β沸石是一种表面势场均匀的吸附剂.     

溶胶-凝胶法制备PES-SiO_2气体分离杂化膜及其表征

采用溶胶-凝胶法,利用干/湿相转换法制备PES-SiO_2气体分离杂化膜,探讨了不同二氧化硅的添加量、是否预留空气段以及不同酸作为催化剂对气体分离性能的影响。采用SEM等对膜的结构性能、力学性能进行表征。通过实验发现,用醋酸作为脱水缩合催化剂,不预留空气段,当SiO_2的添加量为2v%时,O_2、N_2、CO_2、CH_4和H_2的通量分别增加471%、596%、181%、181%和232%,O_2/N_2、CO_2/CH_4和H_2/N_2的选择性分别降低到79%、73%和39%,杨氏模量提高为原来的2倍,PES-SiO_2气体分离杂化膜放置16 d后,分离性能趋于稳定。     

苎麻麻骨掺杂餐厨垃圾堆肥对典型气体排放的影响

以纯餐厨垃圾为对照,向餐厨垃圾中掺杂20%(鲜重比)苎麻麻骨进行堆肥试验,比较掺杂前后有害气体排放的规律,并结合堆体中元素的形态转化对其机理进行初步讨论。结果表明,堆肥30 d中,苎麻麻骨掺杂使餐厨垃圾腐熟速度显著提高,且对各种气体的排放均有不同影响。(1)有害气体方面,掺杂苎麻麻骨,可使H_2S的排放量显著降低,日均减少排放量1.036 mg/m³;而NH_3与N_2O的排放量,与堆体中的N元素形态有关,在不同时期,NH_3/N_2O呈不同值;(2)温室气体方面:掺杂苎麻麻骨,CH_4和CO_2排放的最高浓度分别出现于第12 d和第4 d,堆肥全程CH_4的排放降低了62 mg/m3;而NH_3与N_2O的排放量,与堆体中的N元素形态有关,在不同时期,NH_3/N_2O呈不同值;(2)温室气体方面:掺杂苎麻麻骨,CH_4和CO_2排放的最高浓度分别出现于第12 d和第4 d,堆肥全程CH_4的排放降低了62 mg/m³,而CO_2增加了2.76 mg/m3,而CO_2增加了2.76 mg/m³;(3)养分元素保留方面,掺杂苎麻麻骨,对TN和TS的保留能力分别提高了5.48%和3.87%。主要原因在于苎麻麻骨掺杂后显著改善了堆体的物理结构,如使堆体孔隙增加,C/N增加,促进了堆体的含氧率和气体扩散速率,使堆体中的好养菌种活性显著强于厌氧菌种。此外,苎麻麻骨自身具有的较强吸附性,也是其能保留养分元素的重要因素之一。     

非烃气体对超稠油降粘效果评价实验研究

超稠油油藏原油具有粘度极大,流体不流动的特点,如何降低原油粘度是油田高效开发超稠油油藏的关键出发点。以辽河油田杜84区块为研究目标,分析非烃气体CO_2和N_2对原油粘度的影响效果。通过实验证明:对于超稠油,CO_2和N_2均有降低稠油粘度的特性,N_2的降粘率仅为6%~13%,而CO_2的降粘幅度可达15.8%~25%,相比于N_2,CO_2更易于溶解于原油中,CO_2的降粘效果更加显著;随着温度的增大,N_2和CO_2的降粘作用越来越小。低温条件下,N_2和CO_2降粘幅度较大,而高温条件下,温度成为降粘效果的主控因素;着重考虑降粘效果,对于注入非烃气体提高超稠油采收率,注入CO_2更能提高超稠油油藏的采出程度。     

流体组成对凝析气藏流体相态的影响及意义

凝析气藏流体相态的研究一直是凝析气藏研究的核心问题,流体组成是影响其流体相态最根本的因素。通过单一变量法,运用PR状态方程计算模拟了典型凝析气藏流体中CH_4、C_(2-5)、C_(7+)以及CO_2等组分对凝析气藏流体相态的影响。研究发现,随着凝析气藏中CH_4含量的增多,流体饱和压力增大而临界温度和临界压力都在降低;C_(2-5)含量上升时,临界点变化不大,但流体饱和压力降低显著,这一性质给凝析气藏提高采收率提供了新思路;C_(7+)含量的上升会导致饱和压力降低,同时临界温度和临界压力显著上升,不利于凝析气藏的开采;CO_2含量的增多不仅可以降低饱和压力,同时可以有效降低临界温度和临界压力,这对凝析气藏的开发具有重要意义。     

气相色谱法测定二甲醚成分

简要介绍了二甲醚中CO、CH_4、CO_2、C_2H_4、C_2H_2、C_3H_6、CH_3OH、CH_3OCH_2CH_3等杂质成分的气相色谱分析方法。     

溴化1-丙基-3-甲基咪唑的合成及溶解性研究

实验用0.5 mol的CH_3CH_2CH_2Br和0.5 mo L的C_4H_6N_2合成[PMIM]Br离子液体,得到无色透明的油状液体[PMIM]Br,用红IR表征了[PMIM]Br。[PMIM]Br在下列溶剂中有较好的溶解性:H_2O、C_2H_5OH、CH_3OH CH_3COOH、CH_3CN、CH_3COCH_3;[PMIM]Br在下列溶剂中不溶或难溶:CH_3CH_2OCH_2CH_3、CH_3COOCH_2CH_3、CH_3Cl、CCl_4、C_6H_(12)。     

气氛及甲烷催化活化对流化床煤热解的影响

为了提高煤热解焦油的产率和品质,在小型流化床实验台上分别考察了N_2,N_2+H_2,CH_4+N_2,CH_4+H_2等气氛及前置Ni/Al_2O_3催化剂对流化床煤热解的影响,结果表明:H_2气氛会减少半焦产率,增加焦油产率;CH_4气氛在800℃时反而会增加半焦产率,同时高温下CH_4的分解对焦油产率的增加有促进作用,相比于N_2气氛,焦油产率提高了35.8%;CH_4+H_2气氛下半焦焦油产率的总体趋势同H_2气氛下相同.还原性气氛有利于焦油的轻质化:H_2,CH_4+N_2,CH_4+H_2气氛下800℃时,轻质焦油的占比分别较N_2气氛提高了29.1%,15.2%,24%.在CH_4+N_2和CH_4+H_2气氛下,采用前置Ni/Al_2O_3催化剂后,焦油产率都得到不同程度的提升.CH_4+N_2气氛下600℃时,催化剂可以使焦油产率较无催化剂时提高40%;CH_4+H_2气氛下800℃时,催化剂对CH_4的催化效果更好,热解气中CH_4含量明显减少,而焦油产率较无催化剂时提高了37%.Ni/Al_2O_3催化剂可以进一步提高焦油的品质,并且有利于焦油中芳香烃的生成.