含下伏气的第一类天然气水合物藏开发实验与模拟研究进展

第一类天然气水合物藏由上部含水合物沉积层和下伏气-液两相流层组成,是目前天然气水合物开采的首选目标。本文对第一类天然气水合物藏特征及试采情况进行了介绍,并回顾了相关实验和数值模拟研究进展。实验研究方面总结了第一类水合物储层的重塑方案和该类水合物藏的产气特性。指出第一类水合物藏在储层塑造方面存在一定的局限性,多数实验研究中合成的水合物储层其下伏气是没有多孔介质的纯气体,不能模拟实际带有下伏气层的水合物储层的传质过程。而且,不同产气阶段的产气速率差异明显,初始阶段产气速率明显更快。此外,适用于经典的第三类水合物藏分解特性的建模思路,即将甲烷水合物的分解描述为移动边界问题,假设水合物分解发生在尖锐界面上,不适用于第一类水合物藏分解的数值模拟研究,因为该类水合物储层在分解阶段同时出现多个分解前沿。文中同时提出了有关第一类水合物藏开发未来的研究方向,即扩大研究尺度和模拟自然海洋环境水合物储层受力情况,以更贴近自然水合物成藏环境,提高研究结论的可参考性。

ZIF-8浆液法分离CH_(4)/N_(2)的双吸收-吸附塔工艺流程建模与模拟

由于ZIF-8浆液独特的可流动性,可以借鉴传统的吸收-解吸工艺,实现煤层气中甲烷的多级连续高效富集。在单吸收-吸附塔工艺的基础上,为了进一步降低能耗,提出了高低压双吸收-吸附塔新型分离工艺,并对该工艺进行了全流程建模及模拟。采用平衡级法,建立了工艺流程中各单元传质设备的数学模型,包括吸收-吸附塔、闪蒸罐、解吸塔。此外,还进行了灵敏度分析,探究了平衡级数、进料位置、气液比、解吸压力等因素对产品气中甲烷浓度以及回收率等工艺性能的影响。模拟结果表明,当产品气中甲烷浓度达到90.13%(mol)时,回收率为90.25%。并且单位原料气能耗为0.445 kW·h∙m^(-3)(原料气),低于单塔能耗(0.510 kW·h∙m^(-3))。由此,改进的双塔工艺在满足甲烷纯度和回收率的同时,相较于单塔工艺进一步降低了能耗。

ZIF-8纳米流体天然气乙烷回收工艺的产品纯度关键影响因素分析

天然气乙烷回收可为乙烷裂解制乙烯提供优质的原料。多孔纳米流体吸收-吸附耦合分离是一种新兴的气体分离技术,基于ZIF-8/水-乙二醇纳米流体,利用传统的吸收-解吸流程,可高效低耗地回收天然气中的乙烷。利用平衡级法对多孔纳米流体天然气乙烷回收工艺建模,提高乙烷产品纯度是流程模拟的一个重要目标,而模拟结果表明吸收-吸附塔理论板数和闪蒸压力是影响乙烷产品纯度的关键因素。随着吸收-吸附塔理论板数增加,乙烷产品纯度先明显升高,后趋于稳定。通过绘制y-x图可知,乙烷产品纯度难以持续升高的原因是操作线趋近了相平衡线。随着闪蒸压力降低,乙烷产品纯度升高,其原理为闪蒸压力影响了吸收-吸附塔的闪蒸再沸比,而闪蒸再沸比与乙烷产品纯度呈正相关。

TBAB水溶液体系中半笼型水合物的相平衡预测模型

四丁基溴化铵(TBAB)是一种广泛使用的水合物促进剂,可以显著降低水合反应的形成条件。针对TBAB水溶液中离子与溶剂间较强的相互作用力,采用电解质NRTL方程确定液相组分的活度系数,结合含TBAB水合物的晶体结构特征和Chen-Guo水合物模型,建立了TBAB水溶液体系中水合物形成热力学条件的预测模型。与TBAB质量分数为5%~60%的221个实验数据点进行对比分析,结果显示温度平均相对误差为0.112%,预测值与实验数据具有较好的一致性。通过关联混合电解质体系下盐-溶剂间的交互作用参数,该模型还可进一步扩展到TBAB+NaCl复合盐体系下水合物相平衡条件的预测。在TBAB质量分数范围为5%~20%、NaCl质量分数为3.5%~10%的复合盐溶液体系中,CO_(2)形成半笼型水合物的相平衡条件的实验值与预测值的温度偏差范围为0.01~1.17 K,二者比较吻合。本模型可以为水合物法气体分离、气体储运等技术的实际应用和工艺包开发提供理论基础。

甲烷水合物分解动力学

根据两种测量水合物分解动力学的方法———恒定分解压力法及压力变化法 ,采用气体水合物静力学实验装置测定了甲烷水合物的分解动力学数据 .由建立的分解动力学模型计算了甲烷水合物的分解速率 ,较好地拟合了所测得的实验数据 .实验数据验证了分解速率和水合物平衡压力下的逸度与实验压力下的逸度之差有关 ,计算的分解活化能为 73.3kJ·mol-1(甲烷 ) .

注CO_2油气藏流体体系油/水和油/气界面张力实验研究

采用高压界面张力装置测定了某油田在油藏温度下,原油中不同CO2注入量时油藏流体/地层水的界面张力,并考察了压力的影响。实验发现,随着原油中CO2注入量的增加,油藏流体/地层水界面张力不断减小。相同CO2注入量时,随着压力升高,油藏流体/地层水界面张力增大;当CO2摩尔分数达到0.650时,测得的油藏流体/地层水界面张力随压力的升高已变化很小,同时,从测得的PVT关系中也已很难分辨出泡点压力,体系接近一次接触混相的状态。当CO2摩尔分数为0.578时,油藏流体/CO2界面张力随着压力的升高而降低。研究表明,对某油井采用注CO2降低油藏流体/地层水、油藏流体/CO2间的界面张力的方法是可行的,注CO2方法在降低界面张力的同时,还增加了地层压力,对提高油井的采收率有利。

水合物成核动力学研究现状

概述了水合物对石油天然气工业及环境、气候、能源等方面的影响。对成核概念作了简要介绍 ,主要阐述了成簇成核模型、界面成核模型、随机水合物成核与界面成簇模型、反应动力学模型、双过程水合物成核模型等几种不同的水合物成核微观机理 ,并简单介绍了有关的成核过程关联式及对水合物成核的测量情况。针对目前水合物研究中存在的问题 。

气体水合物形成的热力学与动力学研究进展

气体水合物形成过程中涉及复杂的热力学和动力学问题.本文对水合物热力学理论模型、水合物生成动力学机理等方面的研究成果和最新进展进行了综述.热力学方面重点介绍了基于等温吸附理论(vanderWaals Platteeuw模型)和基于双过程水合物生成机理(Chen Guo模型)的相平衡热力学模型,同时介绍水合物结构及其转变方面的最新研究成果.动力学方面介绍了成簇成核、界面成核等成核机理模型以及成核后的水合物生长机理.另外还述及了目前水合物热力学和动力学研究中所涉及的微观、亚微观和宏观测量方法.针对目前水合物热力学和动力学研究中存在的问题,对未来的发展方向和重点提出了建议.

二氧化碳水合物分解动力学研究

油气在生产、储运过程中易形成二氧化碳水合物 ,而二氧化碳水合物的合理利用又可以解决如温室效应等的环境问题。为了考察二氧化碳水合物的分解动力学性质 ,采用改进的气体水合物静力学实验装置 ,测定了二氧化碳水合物在不同温度、压力下的分解动力学数据。将水合物分解反应看作一级反应 ,建立了分解动力学模型 ,计算了二氧化碳水合物的分解速率 ,较好地拟合了所测得的实验数据 ,模型的平均误差为 8.0 %。实验数据验证了二氧化碳水合物的分解速率与压力推动力有关 ,水合物表观分解速率常数与压力推动力成正比。将分解速率常数k以Arrhenius方程描述 ,计算出的二氧化碳水合物分解活化能为 71.4kJ/mol。

多相混输管线中的水合物抑制研究现状

在高压、低温环境下 ,多相混输管线中容易发生水合物堵塞问题。管线越长 ,问题越大。对海上油气田开发中广泛使用的多相混输管线 ,必须有效、经济地防止管线中水合物的生成 ,从而确保混相输送管线的正常运行。文章概述了四种传统的解决方法 :输送前去除油气中的水 ;管线加热技术 ;降压控制技术 ;使用热力学抑制剂。针对以上传统方法在经济上或技术上的缺点 ,介绍了添加动态抑制剂和防聚剂两种新型水合物抑制方法 ,并叙述了添加剂的抑制机理、种类和研究现状。水合物动态抑制剂的工业使用依赖于实验室、小试和现场多相混输管线实验结果的可重复性 ,以及在不同装置上的可移植性。实验发现 ,动态抑制剂比热力学抑制剂具有更好的经济性 ,某些动态抑制剂已经应用于现场油气生产与输送过程。建立可靠的水合物成核、生长和抑制微观机理模型 ,实验模拟多相混输条件 ,开发和筛选价格更低廉、性能更优良的动力学抑制剂 。

甲烷水合物恒温恒压分解过程研究

利用全透明蓝宝石釜及配套系统,采用恒定分解压力方法,在0℃以上和0℃以下两种情况下,测定了CH4水合物分解气量随时间变化数据,并考察了温度/压力推动力对分解速率的影响。实验数据表明,分解速率与推动力有关,推动力越大,分解反应速率越快。并分别建立了两种温度区间情况下的水合物分解动力学模型。当水合物分解温度高于0℃时,水合物的分解可以看作由本征反应速率控制;当温度低于0℃时,分解形成的水会迅速转化为冰,分解气体穿越水合物与冰之间的空隙扩散,分解过程可看作为冰-水合物界面的移动边界问题。采用以上理论的模型计算结果与实验所测的CH4水合物分解动力学数据吻合较好。

原油压缩系数实验与关联

采用Ruska高压PVT装置,测定了9个油田油样的压缩系数,其温度与压力范围分别为308—338 K,0.6—6.6 MPa。并测得了各油样4个温度下的密度值。实验发现,原油压缩系数随温度的升高而增加,随压力的升高而降低。并建立了温度、压力和密度函数的原油压缩系数关联式,其对404个数据点的平均误差为2.96%。该式可用于预测不同条件下的原油压缩系数计算,方便原油输送的计量与管道的设计。

IL-18对慢性乙型肝炎患者Th1/Th2细胞分化的影响

目的 :观察IL 18对慢性乙肝患者Th1/Th2细胞分化的影响。方法 :分离 4 0例慢性乙型肝炎患者外周血单个核细胞 (peripheralbloodmonoclearcells,PBMC) ,分别与植物血凝素 (PHA ,10 0mg/L)、HBcAg(1mg/L)、HBeAg(1mg/L)单独或联合IL 18(10 μg/L)体外培养 4 8h ,ELISA法检测培养液中IL 2、IFN γ、IL 4、IL 10水平。 2 0例健康人群作对照。结果 :IL 18对健康人群PBMC产生的Th1/Th2类细胞因子无明显影响 ,但对慢性乙肝患者在IL 18和HBcAg或IL 18和HBeAg联合诱导下则显著增强PBMC产生的Th1类细胞因子IL 2和IFN γ ,但对Th2类细胞因子IL 4和IL 10无明显影响。结论 :IL 18增强慢性乙肝患者Th1类细胞因子的优势表达 ,从而促进Th1细胞的优势分化 。

《流体相平衡》研究生课程教学探讨

对于石油化工专业的研究生来说,开设《流体相平衡》课程,让学生们掌握石油化工、油气储运及石油矿藏中涉及相与相平衡之间的规律,并能够灵活运用相平衡的基本概念来解决工程实际问题,有助于为研究生们后续科研工作的顺利开展打下坚实基础。但是目前,学生们普遍反应传统的授课方式容易让人昏昏欲睡,达不到良好的听课效果。因此,本文提出可通过翻转课堂、先进资源、科研案例、课题承担、软件应用等方式改善传统“被动接受满堂灌”授课方式所引发的弊病,激发学生的学习主动性和应用已学知识解决实际工程问题的能力。

肝细胞癌组织中乙型肝炎病毒X基因、COX-2及MMP-9的表达

目的:检测人原发性肝细胞癌(HCC)组织中乙型肝炎病毒X基因(HBX)、环氧化酶-2(COX-2)与基质金属蛋白酶-9(MMP-9)蛋白的表达。方法:采用免疫组织化学方法检测49例HCC组织、癌旁组织及10例正常肝组织中HBX、COX-2与MMP-9蛋白的表达情况。结果:HCC组织中的HBX、COX-2及MMP-9蛋白的阳性表达率分别为69.4%、77.5%与61.2%,癌旁组织中的阳性表达率分别为57.1%、71.4%与79.6%,均明显高于正常肝组织(均为0.0%,P<0.05);HCC组织与癌旁组织中COX-2及MMP-9蛋白的表达与HBX蛋白的表达均分别呈线性相关;HCC组织中有转移与无转移组间HBX、COX-2与MMP-9蛋白的阳性表达率差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:在HCC的发生发展与转移过程中HBX、COX-2与MMP-9蛋白具有重要作用。

(氮气+四氢呋喃+水)体系水合物的生长动力学

建立了高压混相全透明循环管路装置,用以考察流动体系中水合物的生长速率,工作压力可达4MPa。采用该系统,研究了在四氢呋喃存在时N2-水体系中水合物的生长动力学规律。实验结果表明,含N2体系水合物的生长速率随体系初始压力的升高而加快。建立了水合物宏观生长动力学模型,该模型考虑了体系压力和水合物体积分率的影响,可用于计算N2的消耗量,其不同初始压力时的计算值与实测值的平均相对误差的平均值为4.3%。计算了N2-四氢呋喃-水体系在各实验条件下的初始反应速率,计算结果表明,初始反应速率随着初始压力的增加而增大;并与相同条件下甲烷-水体系在四氢呋喃存在时生成水合物的初始反应速率做了比较。

促肝细胞生长素联合胸腺肽、苦参碱治疗慢性重型乙型肝炎60例

目的 评价促肝细胞生长素 (PHGF)联合苦参碱和胸腺肽治疗慢性重型肝炎的疗效。方法 治疗组慢性重型肝炎 60例 ,在常规综合基础疗法的同时 ,加用PHGF160～ 2 0 0mg溶于 10 %葡萄糖液 2 5 0ml中静脉滴注 ,苦参碱 2 0 0mg溶于 10 %葡萄糖液 2 0 0ml中静脉滴注 ,胸腺肽 10 0mg溶于 10 %葡萄糖液 2 0 0ml中静脉滴注 ,均为每日 1次 ,持续 1个月。对照组慢性重型肝炎 60例 ,用常规综合基础疗法。以存活率作为判断疗效的指标。结果 治疗组的存活率为 75 .0 % (45 /60 ) ,对照组的存活率为 45 .0 % (2 7/60 ) ,两组比较有显著性差异 (P <0 .0 5 )。结论 早期足量联合应用PHGF、苦参碱和胸腺肽 ,能协同促进肝细胞再生与修复 ,调节机体的免疫平衡 ,抑制乙肝病毒的复制 。

肝细胞性肝癌组织中HBX蛋白与骨桥蛋白的表达

目的:了解肝细胞性肝癌(HCC)组织中HBX蛋白与骨桥蛋白(OPN)的表达情况。方法:采用免疫组化方法检测49例肝细胞性肝癌组织(其中高分化12例,中分化21例,低分化16例;伴肝硬化9例,甲胎蛋白阳性33例;有淋巴结转移、肝内转移、门静脉癌栓或远处转移者29例)、癌旁组织及10例乙型肝炎标志物阳性的正常肝组织中HBX蛋白与OPN的表达情况,分析二者在HCC组织和癌旁组织中的相关性。结果:HCC组织中HBX蛋白与OPN蛋白的阳性表达率分别为69.4%与81.6%,癌旁组织中分别为57.1%与71.4%,均明显高于正常肝组织(χ2分别为20.051和27.579;P<0.05);HBX与OPN在HCC组织及癌旁组织的表达呈正相关,相关系数分别为0.516和0.426;有转移与无转移组间HBX与OPN蛋白的表达差异均有统计学意义(χ2分别为5.890和6.235;P<0.05)。结论:HBX蛋白与OPN在HCC的发生发展与转移中具有重要作用。

HBX蛋白、骨桥蛋白、基质金属蛋白酶-9在肝细胞癌组织中的表达及意义

目的探讨乙肝病毒X(HBX)蛋白、骨桥蛋白(OPN)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)表达在肝癌发生、发展中的作用。方法采用免疫组化法检测49份原发性肝细胞癌(HCC)组织及癌旁组织与10份正常肝组织中HBX蛋白、OPN、MMP-9的表达。结果三者在癌组织、癌旁组织中阳性率均明显高于正常肝组织(P均<0.05),均呈线性相关,癌组织转移者高于无转移者(P<0.05)。结论HBX蛋白、OPN、MMP-9高表达可促进HCC的发生、发展与转移。