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含杂质CO ₂物性变化规律及其机理研究

高飞, 辛建旭, 郭志强, 李欣欣, 孙广宇

石油化工高等学校学报 2022, 35 (4): 18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.04.003

摘要（388）

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在国家“双碳”战略背景下，利用CO₂提高油田采收率是封存CO₂的重要手段，但液态CO₂的安全储存、输送仍存在挑战，其中杂质气体对液态CO₂热力学物性的影响非常大。对现场取样的CO₂进行分析，确定了常见的7种杂质气体，并利用HYSYS、分子动力学模拟方法对含杂质CO₂的物性变化进行模拟计算，绘制物性版图并将其与纯CO₂的物性进行比较。研究表明，7种杂质均能使CO₂相图的气液共存两相区范围扩大，但不同杂质使气液共存两相区范围的扩大幅度不同；杂质主要通过泡点线的变化扩大气液共存两相区，而对露点线的变化影响不大；在含C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄杂质的CO₂混合气体中静电势能占据主导作用，因此相比于含H₂、CO、CH₄、羰基硫（OCS）的混合气体，其宏观物性受温度、压力波动的影响较小。

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溶气原油乳状液的溶气特性与稳定性研究

李传宪，李桐宇，杨爽，由佳，李晓腾，杨飞，孙广宇

石油化工高等学校学报 2019, 32 (5): 69-75. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2019.05.012

摘要（422）

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利用带压溶气原油乳化装置在不同溶气环境（CO2、CH4、N2）下对长庆原油进行带压乳化，并通过溶解度测定装置、溶气原油乳液稳定性分析装置、界面张力仪、高压流变仪测得不同气体的溶解度Rs、分水率fv、界面张力γ、界面膜弹性模量εd、溶气原油黏度μ，溶气原油乳状液表观黏度μap。结果表明，油水界面膜的存在会在一定程度上抑制气体从外相向内相的迁移，使溶气原油乳状液的溶解度小于内外相各自的溶解度之和；在溶CO2的环境下，由于其油/水界面张力最小，使其乳化效果最好，形成的带压W/O型乳状液乳滴最为细密，同时由于其油水界面弹性模量最大，形成的带压乳液体系最为稳定，乳液体系较原油体系的增黏率最明显；与之相反，在溶N2的环境下，带压乳液体系的稳定性较差，易于破乳。

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POA分子在纳米SiO ₂颗粒表面吸附的分子动力学模拟

李传宪，王璐，姚博，郭策，程浩，杨飞，孙广宇

石油化工高等学校学报 2018, 31 (5): 84-92. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2018.05.013

摘要（510）

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采用分子动力学方法（MD）研究模拟含蜡原油环境中聚丙烯酸十八酯（POA）分子在甲基改性纳米SiO2颗粒表面的吸附行为，构建了包含POA分子的模拟含蜡原油体系在三种不同甲基改性程度的纳米SiO2颗粒表面的吸附模型，分析了吸附能、密度分布、均方位移、径向分布函数等参量。结果表明，未改性的颗粒表面最先吸附沥青质等极性较强的物质；100%甲基改性的颗粒表面最先吸附烷烃；50%甲基改性的颗粒表面最先吸附芳香烃、POA，且50%甲基改性表面更有利于POA分子的稳定吸附，有利于POA分子形成侧链伸展更好的吸附构型。研究也发现，在50%甲基改性的颗粒表面，POA分子与蜡分子（C24H50）之间的相互作用最强，C24H50分子的分布最聚集。此研究为纳米杂化降凝剂中纳米颗粒的有机实验改性提供了理论指导，为聚合物/纳米颗粒降凝剂的作用机理研究提供了方法。

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利用搅拌测黏法研究CO ₂ 溶解对稠油黏度的影响

李传宪,魏国庆,马晓斌,孙广宇,杨飞

石油化工高等学校学报 2017, 30 (6): 66-71. DOI: :10.3969/j.issn.1006-396X.2017.06.013

摘要（403）

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CO ₂在原油中的溶解度能够显著改变原油的流变性质，从而使其在驱油、降黏输送等领域具有广泛应用前景。基于搅拌测黏原理设计了一套带压溶气原油搅拌测黏装置并制定了相应的搅拌测黏方法，从而可在模拟管输条件下对溶CO ₂稠油体系的黏度进行测量。在此基础上，探讨了溶CO ₂压力、剪切率以及温度对CO ₂稠油混合体系黏度的影响。通过研究发现，CO ₂稠油混合体系的黏度随着压力的上升呈指数方式降低，只需2 MPa的溶气压力就可使稠油体系的黏度大幅降低。同时，随着溶解CO ₂压力的增加，CO ₂稠油混合体系的剪切稀释性增强。此外，在同样的溶解压力时，CO ₂的降黏幅度随着温度的降低而增大。该研究结果为CO2降黏输送稠油的可行性提供了技术支撑。