南海富CO2天然气分类利用技术

南海丰富的天然气资源普遍具有CO₂含量高(20%～80%)的特点,现有工艺只适宜于加工CO₂含量相对较低的天然气资源,且过程中均有大量CO₂排放,碳资源利用率较低,在一定程度上限制了南海大气田的大规模开发利用。本文介绍了南海富CO₂天然气脱碳后商用及尿素和甲醇等化工利用两方面的现状,基于南海天然气的组成特点,提出了按CO₂含量小于20%、20%～30%、大于30%的3种区间,分别采用脱碳+海洋封存、CO₂捕集+化工利用、CH₄-CO₂干重整+费托合成方案的分类利用新思路,并介绍了CH₄-CO₂干重整、CO₂捕集、 CO₂海洋封存、 CO₂矿化、CO₂化工利用等南海富CO₂天然气分类利用核心技术以及中国海油在这5类核心技术方面的研究进展。本文研究有助于推动富CO<...     

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...     

利用测井资料识别气藏中CO2

在南海西部油田的油气勘探中,经常钻遇大量的CO2等非烃类气。根据CO2与烃类气的物理性质差异,利用不同测井资料计算的视孔隙度差异来识别CO2,并根据图版估算CO2含量,结果得到了录井资料、取样分析资料的验证,该方法在南海西部油田取得了良好的应用效果。图2表1参3     

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海拉尔盆地自 1986年发现非烃气流以后 ,1993年在乌尔逊断陷苏仁诺尔区苏六— 3号断块部署钻探苏 2井 ,在南一段解释差气层 5层 (6 3ｍ) ,气水同层 1层 (6 5 2ｍ)。 1997年对该井 1434 0～ 144 9.0ｍ井段测试获 2 2 191ｍ3/ｄ工业气流 ,气分析ＣＯ2 占 97 5 % ,发现了ＣＯ2 工业气藏。至目前为止 ,在苏仁诺尔地区发现气藏 4个 ,预测ＣＯ2 气地质储量上百亿立方米。在乌尔逊地区发现的 11口ＣＯ2 气井中均发现氦异常 ,氦含量为 0 0 0 3 %～ 0 198% ,已达到工业品位。天然气组分中 ,ＣＯ2 气含量为 6 5 %～ 98% ,一般大于 90 % ,且烃类气与…     

CO2加氢制甲醇Cu/CeO2催化剂实验研究

考察了第二金属Ni改性对CO₂加氢制甲醇Cu/CeO₂催化剂活性的影响,并通过XRD、BET、XPS、H₂-TPR等手段对改性前后催化剂结构进行了表征。结果表明：金属负载量为20%时,Cu/CeO₂的比表面积最大;Cu与Ni质量比为3∶1时,催化剂碱度最大,氧空位含量最高,Cu-Ni协同作用最强;该催化剂在反应温度240℃、反应压力3 MPa、液时空速2 400 mL/(g·h)、H₂与CO₂体积比为3∶1时催化CO₂加氢制甲醇效果较优,CO₂转化率为18.5%,甲醇时空产率为40.43 g/(kg·h)。     

利用Box-Behnken法分析CO2置换CH4效果

基于CO2置换CH4理论,综合考虑影响CO2置换CH4效果的3个因素,运用Box-Be-hnken实验设计方法,建立CO2置换CH4的数学模型。通过Design Expert软件生成曲面反应图,并对曲面反应图进行单因素及双因素解吸效果分析,得出各参数对CO2置换CH4效应影响的强弱顺序及交互影响的显著性,其结果依次为渗透率、含水率、含气量,进而对CO2置换CH4效果进行分析。该研究为煤层气提高采收率提供了一个省时有效的分析方法。     

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我国东部含油气的裂谷盆地中常有火成岩 (包括浅层侵入岩、喷出岩和火山碎屑岩 )发育 (金强等 ,1998) ,并且形成了众多的火成岩或与火成岩有关的油气藏 (张树国 ,1988;金强 ,2 0 0 1)和高含量的CO2气藏 (戴金星等 ,1995 ;罗开平等 ,1998)。其中主力烃源岩中发育规模不等的火成岩体 ,是裂谷盆地的重要特色 (熊寿生等 ,1996 ;翟庆龙等 ,2 0 0 2 )。火山物质与括烃源岩有机质具有明显的相互作用 ,促使生油岩在较浅的深度条件下生成了较多的油气 (Jin ,etal.,1999)。除此之外 ,人们还发现侵入岩对烃源岩的烘烤作用、岩浆热液活动向盆地释放大…     

CH4和CO2偶联直接合成乙酸的研究进展

CH₄和CO₂偶联直接合成乙酸是典型的绿色化学反应之一,但是也是一个热力学不利的过程,实现该反应是化学工程与技术的巨大挑战。CH₄和CO₂作为性质稳定的化合物,在温和条件下的活化与转化是催化领域的难题。综述了近年来国内外CH₄和CO₂偶联直接合成乙酸的研究进展,重点介绍了克服热力学不利的方法、反应机理以及催化剂研发等方面的工作,分析了构建高性能催化剂可行的方向,展望了CH₄和CO₂偶联直接合成乙酸的未来发展方向,并提出了相关建议。     

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为了探索无机成因CO2成矿成藏的预测系统，选择松辽盆地北部为典型研究区，给定并探讨了CO2成矿成藏的六条预测原则和六项约束条件。其预测原则要求研究CO2成矿成藏的构造环境、母源物质、动力因素、疏导通道、组织结构、演化序列等内容；其约束条件因地而异，需从壳内高导低速体、岩浆母源、多元动力、区域深断裂、拆离滑脱层、新构造制约等加以判别。从而区分出松辽盆地北部CO2有利富集带：北西西向和北北东向共轭断裂系CO2富集带；讷河—五大连池断裂带CO2富集带；近南北向隆起带CO2富集带。初步认为，CO2成矿成藏的构造环境高不开地幔上涌和壳内高导低速体的制约；母源物质离不开岩浆母源和碳酸盐岩的约束；动力因素是多元的；疏导途径与深断裂系统有关；气藏(田)结构与反转构造乃至区域拆离滑脱相关联；气藏(田)演化的最新调整与新构造运动相一致。     

梯型BiOBr/In2S3异质结的制备及光催化CO2还原活性

近几年随着社会的发展,环境污染和能源危机等问题愈加严重。半导体光催化技术在污染物降解、环境修复、光催化产氢、CO₂还原等领域的研究受到了人们广泛的关注。本文采用原位水热法制备了梯型BiOBr/In₂S₃异质结复合材料,实验结果表明,梯型Bi OBr/In₂S₃异质结复合材料相较于任意单一的BiOBr、In₂S₃催化剂具有更高的光催化CO₂还原活性。此外,还利用XRD、TEM、紫外可见吸收光谱、光电流等实验表征技术分析了梯型BiOBr/In₂S₃异质结的光催化反应机制。     

耐CO2腐蚀磷铝酸盐固井水泥浆的研制

针对目前固井水泥石耐CO₂ 腐蚀不足的问题,根据不同特种胶凝材料水化产物耐 CO2 腐蚀性能的差异,优选出耐 CO₂ 腐蚀好的特种胶凝材料——磷铝酸盐水泥。为了进一步改善磷铝酸盐水泥石的耐腐蚀性能,基于酸基热液反应原理,在磷铝酸盐水泥中引入磷酸盐 SHP,优化其水化产物组成和改善水泥石的耐 CO₂ 腐蚀性能。同时选用复合缓凝剂 CSB 和聚合物降失水剂 AADI 来调节耐 CO₂ 腐蚀复合固井材料的性能。结果表明,复合材料的稠化性能和失水性能可调,且性能对添加剂加量的敏感程度能够满足工程要求,具有“直角稠化”的特点,失水量能控制在 50 mL以内,静胶凝强度“过渡时间”短,具有优良的耐 CO₂ 腐蚀性能。      

CO2捕集、利用与封存技术及CO2管道研究现状与发展

CO₂捕集、利用与封存(CO₂ Capture, Utilization and Storage, CCUS)技术是减少碳排放的有效手段之一,是实现中国“双碳”目标的重要技术保障,其中CO₂管道输送是最重要的一环。从CCUS技术和CO₂管道设计两个维度综述了国内外CO₂捕集、CO₂运输、CO₂封存和CO₂利用的研究进展,针对运输过程,着重从工艺设计、杂质、含水量、止裂控制和风险评估等方面梳理了CO₂管道设计的研究成果。中国目前正在大力推进CCUS技术,中国石油、中国石化和中国海洋石油等机构分别成立了相关的研究机构,聚焦CCUS发展的各个环节。虽然中国尚处于技术发展的初级阶段,但相信随着科研人员的努力会很快赶超发达国家,跻身第一方阵。研究结果旨在为中国的CCUS技术发展提供参考,促进中国CCUS技术的推广实施和CO₂管道的合理设计。     

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 ℃。     

高含CO2气井产能计算新方法

松南火山岩气藏高含CO₂,这种气体的存在对天然气的高压物性产生很大影响,使得气井产能预测与实际相差较大。在高含CO₂气体高压物性分析（PVT）实验的基础上,研究了温度、压力和CO₂含量对天然气高压物性参数的影响规律,建立了不同CO₂含量下天然气粘度和偏差因子与压力的相关关系,并结合气体渗流理论建立了考虑高含CO₂天然气高压物性变化的产能预测新模型。实例计算表明:①气井产能随着CO₂含量的增高而降低;②当CO₂含量大于20%时,气井产能评价必须考虑μZ值（天然气粘度与偏差因子的乘积）变化的影响;③开发中后期可以忽略CO₂含量对气井产能的影响。新的产能计算方法能反映CO₂含量对产能计算的影响,精确度更高,对于高含CO₂天然气田的产能评价和生产制度的制定具有重要的指导意义。     

胺分子结构与CO2反应速度常数关系的研究

收集了30种伯、仲胺,5种叔胺与CO2的反应速度数据,发现胺的质子化常数（pKa）和空间位阻系数（-Es）与反应速度有密切的关系。进而建立了BP神经网络进行计算,结果证明反应速度常数k2与pKa、-Es之间有着较好的相关性。此神经网络可作为预测反应速度常数的有效工具。     

O2/CO2气氛催化裂化催化剂再生动力学研究

在固定流化床试验装置上,分别开展催化裂化催化剂的空气气氛烧焦再生(简称常规再生)试验和O₂/CO₂气氛烧焦再生(简称O₂/CO₂气氛再生)试验,基于此进行常规再生和O₂/CO₂气氛再生的动力学研究。结果表明：O₂/CO₂气氛再生和常规再生的反应活化能相近,二者分别为108 kJ/mol和105 kJ/mol; O₂/CO₂气氛再生的表观反应速率常数大于常规再生,其烧焦性能优于常规再生,可以允许待生催化剂有更高的含碳量;对于O₂/CO₂气氛再生,随着混合气中初始O₂含量的增大,催化剂的烧焦性能显著增强。     

油气藏型储气库CO2腐蚀防护技术研究

国内外绝大多数地下储气库由枯竭油气藏改建而成,采气期采出天然气中通常含有液烃、水和CO₂。CO₂在湿气环境中具有腐蚀性,会对采气集输管线和设备造成一定程度的内腐蚀。为做好油气藏型储气库CO₂腐蚀防护,最大程度减缓CO₂腐蚀对采气系统造成的不利影响,延长储气库服役寿命,通过对储气库采气系统CO₂腐蚀规律和各种腐蚀因素进行研究分析,对比分析不同腐蚀防护技术和手段,明确了油气藏型储气库更适合通过加注缓蚀剂对CO₂腐蚀进行防护。以辽河雷61储气库第一个采气期为例,定期化验监测CO₂摩尔体积分数、计算CO₂分压,依据规范要求,及时调整缓蚀剂加注量。采气期结束对腐蚀挂片和电子监测探针数据进行分析评价,显示缓蚀剂动态加注取得了良好防护效果。该研究可为类似工艺情况提供借鉴。     

CO2在非常规油气增产领域应用研究进展

针对CO₂在非常规油气增产领域的研究现状与挑战,概述了CO₂在压裂、驱油、封存过程中的12项应用机理;分析了近年来CO₂干法压裂技术、CO₂泡沫压裂技术、CO₂混合压裂技术和CO₂驱油技术的国内外研究现状与技术需求;展望了CO₂在非常规油气增产领域的未来研究重点。     

渤海海域CO2成因与分布主控因素

通过对渤海海域高含CO2油气藏地质与地球化学特征的系统分析,深入研究了CO2成因及分布主控因素。渤海海域环渤中地区油气藏中CO2主要为幔源无机成因,辽东湾地区油气藏中CO2含量小于1%,为有机成因。新构造运动期强烈活动深大断裂空间展布和新生代岩浆活动控制了幔源无机CO2的分布,沿活动深大断裂走向方向活动较弱部位有利于幔源无机CO2聚集成藏。     

Au/Cu2O@Au可见光催化CO2还原性能

为提高光催化还原二氧化碳(CO₂)的产物产率和选择性,采用一步法在空腔氧化亚铜(Cu₂O)中引入金属Au,制备了Au/Cu₂O@Au光催化剂。通过XRD、SEM、TEM、XPS、紫外-可见吸收光谱等表征和光电化学性能测试对光催化剂进行分析,考察了Au/Cu₂O@Au光催化剂催化还原CO₂性能。结果表明：Au/Cu₂O@Au光催化剂具有优异的性能,在光照强度为20 mW/cm²的可见光照射下,该光催化剂将CO₂光催化还原为甲烷(CH₄)和一氧化碳(CO)的产率分别为4.86和42.04μmol/(g·h),选择性分别为31.62%和68.38%。与空腔Cu₂O光催化剂相比,CO产率提高了8.12倍,选择性提高了32.84百分点。一步法合成的Au/Cu₂O@Au光催化剂中的Au颗粒分布在Cu₂O的表面和空腔内部,独特的Au分布与空...