以木质素磺酸钠和二水合氯化铜为原料,在N2氛围及不同的合成条件下,采用浸渍活化法煅烧制备了活性炭改性材料;通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)等测试手段研究了所制备样品的结构和表面形貌;以质量浓度为20 mg/L的K2Cr2O7溶液为研究对象,通过二苯碳酰二肼显色法,检测溶液中的Cr(Ⅵ)质量浓度并计算了所制备的活性炭改性材料的吸附容量。结果表明,当Cu质量分数为20%、煅烧温度为700 ℃时,样品的吸附性能最好,吸附容量为72.2 mg/g;吸附过程符合Langmuir单层吸附和准二级动力学。
盐酸四环素(TC)对环境的污染引起了广泛关注,通过光催化降解TC已经成为一种有效的方法。使用共沉淀法制备CeO2,溶剂热法合成CeO2@UiO-66复合催化剂,对制备的催化剂分别采用FT-IR、XRD、SEM、EDS等手段进行表征,同时研究了CeO2物质的量、催化剂质量浓度和H2O2质量分数对TC的光催化降解效果的影响。结果表明,成功地合成了CeO2@UiO?66;当CeO2物质的量为25 mmol、TC溶液质量浓度为20 mg/L、催化剂质量浓度为0.2 g/L、H2O2质量分数为2%时,CeO2@UiO?66光催化效果最佳,在紫外灯照射70 min,TC降解率达到98%以上。通过自由基捕获实验可知,空穴和·OH是光催化过程中的主要贡献者。此外,经过6次循环,复合光催化剂对TC降解率仍能保持85%以上,表明其具有良好的稳定性。
利用表面活性剂复配产生的协同效应降低油水界面张力和原油黏度,是近年来提高石油产品采收率的重要方法。不同油田开采的原油各组分质量分数不同,需要根据组分质量分数筛选适合的表面活性剂。研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和月桂基葡糖苷(APG1214)与辽河稠油的界面张力及其乳化性能;通过改变复配比、矿化度、pH研究界面张力,并对乳状液进行了黏度测量。结果表明,在表面活性剂复配体系中,加入适量的无机盐可以降低油水界面张力,形成较稳定的稠油乳状液。
微生物作用于原油除蜡是一种高效简约的方法。为进一步提高微生物的石蜡降解率,混合两种菌株L和K配制了石蜡降解混合菌;通过正交实验和单因素实验确定了影响混合菌降解的因素(培养温度、培养基初始pH、盐质量分数、V(L菌)/V(K菌));采用Box-Behnken方法设计四因素三水平实验及响应面优化,并建立数学模型,探究了混合菌降解石蜡的最佳条件。结果表明,4种单因素的影响大小顺序为V(L菌)/V(K菌)>培养温度>盐质量分数>培养基初始pH,其中一次项、二次项以及个别交互项对石蜡降解率影响显著;混合菌降解石蜡的最优条件:培养温度为37.2 ℃、培养基初始pH=7.3,培养基盐质量分数为1.2%,V(L菌)/V(K菌)=1.0∶1.6,石蜡降解率可达58.67%;混合菌在优化条件下作用于原油,生物降解率为41.38%,有良好的应用前景。
采用生物降解高分子材料聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)增韧聚乳酸(PLA),制备了全生物降解高抗冲PLA/PBAT复合材料;为改善PBAT与PLA之间的界面相容性,采用熔融接枝的方法制备了PBAT接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)(PBAT-GMA)相容剂;研究了相容剂质量分数对PLA/PBAT复合材料性能的影响。结果表明,随着PBAT-GMA质量分数的增加,复合材料的冲击性能大幅提高;当PBAT-GMA质量分数为30%时,复合材料的冲击强度达到64.8 kJ/m2,断裂伸长率为289.9%;PBAT-GMA上的环氧基团与PLA的端基发生反应,可有效改善PLA与PBAT之间的界面相容性。
通过简单的一锅共沉淀法,以双氰胺、葡萄糖和硝酸钴为原料,最终获得了Co@CNT/CN纳米复合材料;利用X射线衍射(XRD)、电化学测试等手段,研究了碳纳米管(CNTs)对Co单质催化活性的影响。结果表明,Co@CNT/CN纳米复合材料可以在煅烧温度为850 ℃的条件下得到;具有碳纳米管的Co@CNT/CN材料存在特殊的导电性,可促进Co单质的分离,降低团聚现象的发生,从而获得较高的电催化活性,其电催化活性明显高于其他样品。
深层-超深层碳酸盐岩油气资源因其储量丰富、潜力巨大,已成为全球能源供应的重要战略资源。然而,高温高压环境、复杂的孔喉结构,以及微观孔隙、宏观孔隙、溶蚀孔洞和裂缝等多介质的共存,使传统的勘探和开发技术难以应对其复杂性。随着勘探开发的深入,储层描述和渗流研究面临精确表征、复杂渗流实验和建模等难点。为此,详细阐述了深层-超深层碳酸盐岩储层的特征表征与渗流特征研究的最新进展和关键难点;系统总结了储层微观结构的精细刻画方法和基于人工智能的多属性地震表征技术;探讨了多尺度表征在复杂储层中的应用与成效,并梳理了当前储层识别与描述的主要技术路径及其发展趋势;重点汇总了高温高压条件下深层-超深层碳酸盐岩储层的渗流特性研究,涵盖了多尺度渗流理论和气-水两相渗流机理,并分析了国内外研究的实验数据和理论模型;讨论了渗流研究中面临的挑战与未来发展方向,为深层?超深层油气藏开发研究提供了重要参考。
在油气开采过程中,连续管作业因具有作业速度快、对地层伤害小、劳动强度低等优势而备受行业关注,连续管作业的研究是一个系统工程,涉及多个方面。从国内外文献发表的情况以及主要研究学者开始论述,回顾了连续管作业的发展过程,并对目前国内现有的相关成果进行了归纳总结。目前,连续管作业正处于快速发展阶段,但针对连续管在超深井应用进行的研究很有限。阐述了在超深井连续管下入性、连续管水平段延伸、连续管作业施工参数优化、连续管作业井下安全评估等方面开展的相关研究。根据超深井连续管作业研究现状,建议开展基于数智技术的连续管疲劳寿命实时预警技术、牵引器带动连续管延伸能力、耐高温工具和液体研发等方面的研究,解决连续管在超深井作业的技术难题。
渤海X区块Y构造存在多套压力系统,沙河街组及上部地层为沉积欠压实性地层,采用dc指数的地层压力监测方法监测了地层压力;中生界潜山广泛分布中酸性火山岩,为非沉积欠压实地层,采用Sigma指数的地层压力监测方法监测了地层压力。实钻结果表明,在砂泥岩为主的地层剖面压力监测中,dc指数的地层压力监测方法具有较好的适用性;在非砂泥岩为主的地层剖面压力监测中,Sigma指数的地层压力监测方法具有良好的应用效果,两者的配合应用为钻井的顺利进行提供了有效的技术支持。Sigma指数的地层压力监测方法在深层?超深层井中的应用,有效地提升了深层?超深层井随钻地层压力监测的准确性。实际应用结果表明,随钻地层压力监测结果与实测地层压力结果相吻合,Sigma指数的地层压力监测方法在深层?超深层井具有推广应用价值。
川东北地区须家河陆相气藏储量超1 000亿m3,前期主要采用小规模加砂压裂或酸压改造投产,未获得大的产能突破。由于须家河储层致密、高破裂压力导致施工排量受限,加砂难度大,改造效果差。通过开展挖潜井井筒作业保障技术研究,开发了须家河挖潜井井筒治理及精细控压技术,解决了原测试层共存、地压系数差异大导致井筒作业时井控难的问题以及施工作业承压问题。提出了一趟管柱多层挖潜思路,形成了大通径油管组合配套封隔器分段压裂管柱,140.0 MPa与105.0 MPa井口交互式作业可满足超高压大规模加砂作业以及后期生产要求;在YB6、YL15、YL171井应用,成功实现了三口老井的挖潜作业;在YL171井一趟管柱完成须四储层的分层压裂,在71.0 MPa的油压下日产量达到32.5万m3。
金属腐蚀是普遍存在且无法逆转的破坏性行为,随着服役环境越来越苛刻,金属部件的腐蚀问题日益突出,特别是其耐久性已无法满足工程应用的实际要求。因此,设计兼具不同功能的长期防护涂层、提升金属部件服役的耐久性迫在眉睫。涂层的最初属性是为金属基体提供强有力的阻隔性能,随后涂层逐渐被赋予了自修复功能。在阻隔/自修复涂层的研究快速发展的基础上,又出现了离子交换、疏水性和智能自预警等具备双/多功能特点的涂层。综述了作为研究主流的阻隔/自修复双功能涂层、其他型双功能涂层(离子交换/自修复涂层、疏水/自修复、自预警/自修复)以及多功能型防腐涂层的研究进展,并展望了双/多功能涂层智能化、绿色化的发展方向。
卡套接头广泛应用于油气管道等液压气动设备的连接中,其连接可靠性对油气管道安全具有重要影响,但针对外部工况对油田地面管线卡套接头螺纹受力特性影响的研究未见报道。采用SolidWorks软件,建立了双卡套接头三维模型;应用ANSYS有限元软件,对卡套接头的最大等效应力(Von Mises应力)进行了数值分析。结果表明,在屈服极限内,轴向力越大,卡套接头的密封性越好,而内压对管接头密封影响很小,可以忽略螺纹处因应力过大发生粘扣的风险;螺纹参数对密封性能的影响很大;对外径为12 mm、内径为9 mm的卡套接头,最佳螺距为1.5 mm,最佳螺纹圈数为7。研究结果可为卡套接头的结构性能优化及装配过程中的科学操作提供理论依据和参考,具有重要的工程意义。
针对工业生产过程中因烟气排量大且温度较高、烟气出口温度过低而易造成工业管道腐蚀等问题,提出了一种卡琳娜循环与三级有机朗肯联合的动力循环(KC-TORC)模型。以工业烟气为热源、液化天然气(LNG)为冷源,利用热力学仿真的方法构建循环系统,改变烟气出口温度,分析了卡琳娜循环蒸发温度、LNG泵后压力和三级有机朗肯循环(ORC)透平入口温度对热力学性能的影响。结果表明,当烟气出口温度为30 ℃、卡琳娜循环蒸发温度为112 ℃时,最大?效率为62.89%;当烟气出口温度为120 ℃、三级ORC透平入口温度为160 ℃时,最大热效率为32.09%,净输出功可达2.04 MW,年度净资产值可达5.773×106美元;KC?TORC在热力学及经济方面具有优势,对环境保护具有重要的意义。