随着全球能源系统向可再生能源转型的加速推进,电化学储能器件在确保电力供应稳定性与促进能源高效利用方面扮演着愈发关键的角色。然而,低温环境成为制约电化学储能器件性能的一大挑战,特别是对应用广泛的锂离子电池而言,其充放电容量显著下降、内阻增加及循环寿命缩短等问题尤为突出,严重限制了其在寒冷地区等场景的商用化进程。为应对这一挑战,系统综述了当前针对低温环境下电化学储能器件性能的研究进展。首先,围绕核心研究焦点——电池正极材料及电解液体系的改性与优化,通过分析温度对电池材料性能的影响,系统阐述了低温条件下电池性能劣化的作用机制,包括导体材料电阻率升高、活性材料反应活性降低、电解液黏度增大等。其次,回顾并分析了提升低温条件下电池性能的电解液改性策略。此外,还阐述了优化储能器件低温性能的其他有效方式及其对改善电化学性能的作用机理。
高分子复合材料因其优异的耐磨性、低摩擦系数、耐水性和耐腐蚀性,成为水润滑轴承的主要材料选择;其性能直接影响轴承的安全性、可靠性及运行成本。系统综述了常用高分子水润滑轴承材料的性能及近年来的研究进展,重点分析了不同材料在承载能力、耐磨性和摩擦性能等方面的表现;比较了各类材料的优缺点,并针对现有材料存在的问题,提出了高性能水润滑轴承材料的研究方向和发展建议。研究结果为相关材料的优化设计与工程应用提供了技术参考。
海上化学驱过程中井网加密后水驱井网和聚驱井网共存,对开发效果具有重要影响。为定量表征海上聚合物驱油田水聚扰动程度,提出了考虑注入水和注入聚合物驱替体积动态变化的水聚扰动系数,结合水聚扰动系数分析了不同驱替方式下的生产特征和规律,并讨论了调控策略。结果表明,水聚同驱过程中注入水会压缩聚合物驱替区域,对聚合物前缘产生一定的干扰;水聚扰动系数与阶段净增油曲线具有较好的相关性,根据水聚扰动系数可以将水聚同驱过程划分为5个典型阶段;水聚同驱方式的初期产油量高于纯聚合物驱方式,但整体产油量低于纯聚合物驱方式,通过水聚交替的方式可均衡驱替前缘,改善开发效果。研究成果对分析水聚同驱过程、定量表征水聚扰动程度以及制定后续调控措施具有一定的指导意义。
为确保渤海海上油田多轮次调剖效果,对一种增阻型就地凝胶调剖剂的油藏适应性进行了系统研究。采用黏度法、流变分析、扫描电镜等分别表征了调剖剂的成胶性、热稳定性及成胶后的微观形貌;通过填砂管实验,系统评价了调剖剂的色谱分离行为、注入性、封堵性、选择性及提高采收率效果。结果表明,该调剖剂初始黏度低,注入性及深部运移性能良好,且油藏中的色谱分离行为弱;在油藏温度为65 ℃的条件下,调剖剂成胶时间长,成胶黏度高,热稳定性良好,成胶后呈以微球为交联节点的三维网络结构,在剪切速率为4~12 s-1时具有剪切增稠特性;调剖剂具有优良的选择性封堵性能,能优先进入油藏窜流区域形成封堵,对油层的堵油率低;该调剖剂提高采收率效果明显,注入1.000 PV后,原油采收率增幅达15.0%~23.0%。总之,增阻型就地凝胶调剖剂能较好地适应渤海海上油田油藏特征,可实现油藏深部调剖。
混合润湿毛细管静态渗吸前缘特征及其演化规律对预测复杂润湿致密油藏渗吸采油效果至关重要。通过建立混合润湿静态渗吸采油模型,研究了空间混合润湿分布和混合润湿程度对静态渗吸前缘距离变化以及界面变形特征的影响规律,明确了混合润湿毛细管内发生高效静态渗吸采油的临界条件。结果表明,水润湿分数越大,稳定静态渗吸前缘距离差值越小,达到最佳渗吸采油效果所需时间越短;两润湿侧壁接触角余弦差值越大,稳定静态渗吸前缘距离差值越大;基于模拟数据建立的静态渗吸前缘距离差值拟合公式,结合静态渗吸前缘距离解析解,可定量表征不同混合润湿毛细管静态渗吸前缘距离变化规律及界面变形特征。研究结果可为混合润湿致密油藏高效低碳开采提供理论指导。
随着储罐向大型化方向发展,基础沉降、结构变形等影响大型储罐运行的结构安全问题已成为设备管理和检验人员关注的重点,开展大型储罐基础沉降检测和结构完整性评价研究对保障大型储罐安全运行具有实际意义。基于储罐的基础沉降类型及其典型损伤形式研究,结合储罐在设计建造、定期检验等不同储罐服役阶段的特点,提出了储罐基础沉降检测要求,明确了不同类型沉降的检测和评价方法;针对罐壁不均匀沉降,开展分级评价方法研究,提出包含沉降差评价、偏离平面沉降幅度评价、局部非均匀平面沉降评价、应力分析评价的基础不均匀沉降4级评价方法,为技术人员开展储罐罐壁沉降安全评价工作提供了科学依据。
在J-Y成品油管道停输期间,输送油品温度与外界土壤温度存在显著差异,导致停输后管内压力下降。当管道高点的压力降至低于饱和蒸汽压时,管内因出现气阻现象无法保压,进而对管道系统的安全运行构成潜在威胁。利用SPS软件建立管道模型,模拟了沿线当量土壤温度分布,通过模拟分析有效修正末站进站温度误差,从而得出管道沿线土壤温度平均值及停输后的温降范围;利用拟合方程揭示了当量土壤温度随时间的变化关系;结合泵前温度测量值与模拟获得的当量土壤温度值,在系统运行一段时间后进行停输操作,并通过SPS软件模拟了停输后温度与压力的变化趋势。结果表明,停输后发生汽化的时间与油品和土壤之间的温差有关;如果停输前油品与土壤的温差足够小,则停输后全线不易发生汽化;如果停输前油品与土壤的温差为负值,则停输后管内压力升高。
与碎屑岩储层相比,碳酸盐岩储层具有极强的非均质性,储集空间类型多,孔、洞、缝发育不均,如何表征强非均质性碳酸盐岩气藏的三维储集空间是储层精细描述的关键。基于地质、测井、地震及生产动态等数据与资料,在气藏精细描述与储层评价认识的基础上,以合川区块茅口组缝洞型碳酸盐岩储层为研究对象,采用随机建模结合确定性建模方法,逐步构建构造框架、沉积相分布、储层分类及孔隙度、渗透率及含气饱和度等多种属性的储层精细地质模型,定量表征储层属性分布特征;采用地质统计学结合多属性协同模拟技术,建立多尺度融合的缝洞体模型,定量刻画储层储集空间展布特征,形成了一套基于沉积相-储层类型分级控制与多尺度信息融合的缝洞型碳酸盐岩精细储层建模方法。
为解决Aspen化工模拟中自带催化剂数据库的局限性,提出一种PL(Power Law)型双速率动力学模型,将动力学模型导入Aspen Plus进行制氢多过程模拟,考察了在模拟过程中引入催化剂对反应的影响,旨在实现更真实的化工过程模拟。结果表明,该双速率动力学模型可以反映真实的制氢状况;提高温度和降低液时空速,均有利于提高甲醇转化率,但同时增大CO的选择性;水碳物质的量比(水碳比)对反应的影响较小,考虑能源消耗选择水碳比1.0~1.4为宜;当反应温度为280 ℃、进料流速为1.5 mL/min时,经甲醇水蒸气重整、水汽变换和CO催化氧化后,产物中CO的体积分数仅为6.89 μL/L,产物可用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的应用中。