钙镁二元盐复合材料的储热性能

水合盐热化学储热利用可逆的化学反应,能够在吸附与脱附过程中实现热量的释放与储存,其具有储热密度高、适合长期跨季节储热等优点,与太阳能相结合可以减少对化石能源的依赖。为探究两种不同多孔基底对钙镁二元盐复合热化学储热材料储热性能的影响,基于摩尔比为1∶2的MgCl_(2)与CaCl_(2)两种水合盐,本文对以微孔分子筛(13X)为多孔基底的MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料和以介孔硅藻土(WSS)为多孔基底的MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的孔结构、平衡吸附量和循环稳定性等进行实验对比分析。采用蜂窝状储热单元的二维模型,对两种MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合热化学储热单元的储/放热过程进行模拟对比分析。结果表明,与WSS相比,13X的孔隙更小、比表面积更大、平衡吸附量更高。由于MgCl_(2)/2CaCl_(2)的填充,两种复合材料的孔体积、比表面积、孔隙率较多孔基底均有所下降。受MgCl_(2)/2CaCl_(2)与多孔基底协同作用的影响,MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的平衡吸附量在整个相对湿度区间均有明显提升,Polanyi吸附势理论可以很好地描述MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的等温吸附线。WSS20储热单元的储热密度为371.94MJ/m^(3),可以持续输出20℃温升以上的空气198min,其放热功率和热回收效率均高于13X17储热单元。WSS20在循环47次后仍然保持完整的结构和良好的吸附量,而13X17在循环10次后发生破裂。综合储热密度和循环稳定性,WSS20更适合作为储热材料使用。

油页岩废渣提取Al(Ⅲ)处理水中硫酸盐的研究

本研究通过对油页岩废渣进行加热、浸提处理得到Al(Ⅲ)浸提液,并采用钙铝复盐(Ca^(2+),Al^(3+))工艺对废水中SO_(4)^(2-)的去除进行了研究,Ca^(2+)、Al^(3+)通过化学沉淀反应和SO_(4)^(2-)生成硫酸铝钙复合物或钙矾石,进而达到去除SO_(4)^(2-)的目的。研究了pH、铝盐投加量,反应时间、振荡速度和初始硫酸盐含量对SO_(4)^(2-)去除率的影响。结果表明,反应体系在c(SO_(4)^(2-))=1.0g/L,n(Al^(3+)):n(SO_(4)^(2-))=1.4,CaO调节pH至12,200rmin的条件下反应25min,SO_(4)^(2-)的去除率为97%。SEM-EDS和XRD测试结果表明反应生成的白色沉淀为针状钙矾石结晶,具有膨胀性和稳定性的特点,可用于建筑领域。本研究为油页岩废渣的综合利用及硫酸根废水的处理提供参考。

层状岩石的强度和变形特性研究

从岩石在单轴压应力状态下的性态和岩石工程问题的应用出发,论述了黑灰色钙质页岩岩块层理结构面夹角θ对其破坏特征、强度特性和变形性态的影响。

“三岩”造林困难地植被恢复技术研究与示范

湖南造林困难地类总面积达 10 0万hm2 。通过对 5个县 658hm2 试验示范林历时 9年的研究 ,解决了植被恢复技术问题。选出适宜的树、划种有马桑、芦竹、苦槠、牡荆和栓皮栎 5种 ,有发展前景的树种有柏木、铅笔柏和藏柏。选出了林分结构稳定 ,组成种长势好 ,可以肯定的有马桑十墨西哥柏浅层钙质幼年性岩性土等 6个配置模式。并提出和推广了撩壕整地和芦竹下挖上堆 ,施肥促长等造林技术。同时 ,定义了“三岩”造林困难地 ,提出了“三岩”造林困难地的生态环境特点。从土种的水平研究了树种与立地的适应性。

钙含量对含钒页岩钠盐焙烧-水浸提钒的影响

研究了钙含量对高钙云母型含钒页岩钠盐焙烧提钒水浸率的影响。结果表明,矿石中氧化钙含量对钒水浸率影响很大。反应物CaCO3与V2O5的摩尔比大于2∶1时,850℃焙烧时主要产物为Ca3V2O8和Ca2V2O7,从而导致钒的水浸率偏低。热力学计算表明,钒酸钙盐在酸性溶液中比碱性溶液中溶解度大,因此对于高钙云母型含钒页岩可以考虑采用钠盐焙烧—水浸—酸浸或者钠盐焙烧—酸浸的方法提高钒的回收率。未除钙焙烧样通过稀酸浸出,最终获得了73%的钒浸出率。

大庆长垣南部葡萄花油层储层预测技术与应用

针对大庆长垣南部葡萄花油层高泥、高钙、砂泥岩薄互储层的特点 ,以建立油层组级层序地层格架作为反演约束的前提条件 ,结合时频分析、中频井约束波阻抗模型反演和高频非线性拟测井参数反演 ,并以钻井、测井和油田生产资料为基础建立地质模型 ,对砂、泥岩薄互层进行横向综合预测 ,从而实现从低频到高频 ,从宏观到微观 ,从地层组、砂层组到单油砂体 ,依次刻画薄互储层目的。此项技术可以预测出 1 0～ 3 0m的陆相高泥、高钙、砂泥岩薄互储层 ,实际应用效果很好。

储层电阻率校正模型在低饱和度油藏油水层识别中的应用

L油田S油层属构造-岩性油藏,为中孔、低渗、低饱和度油藏,油水层识别的难度较大。为解决油水层识别的难题,研究确定该油田油水层识别的主要影响因素是泥质、钙质。为消除泥质、钙质对油水层识别的影响,研制了基于并联导电原理的层状储层电阻率泥质校正模型、钙质校正模型和泥质钙质校正模型共三个电阻率校正理论模型,应用自然电位与校正后的电阻率建立油水层识别图版。实际应用效果表明,本文提出的电阻率校正模型可以提高油水层识别图版的精度。本文研究结果表明,储层电阻率校正模型是提高低饱和度油藏油水层识别精度的有效方法之一。

页岩油化学生热原位转化开采理论与方法

页岩油资源量潜力巨大,作为一种重要的接替能源,寻求页岩油的有效开发与经济利用的途径,对缓解能源供需矛盾具有重大的现实意义。在分析页岩油原位转化/改质各种方法优缺点的基础上,总结了页岩油裂解生烃转化的温度时间条件与结构演化特征,根据物质与能量平衡原理,提出了页岩油化学生热原位转化开采理论与方法,论证了该方法温度水平、热量供给和固相体积变化等技术可行性,提出了关键技术可能突破的工艺路径。得出了如下结论:当前中低成熟度页岩油和油页岩地下原位转化/改质方法主要面临热效率低、污染风险高和储层沉降失稳等瓶颈难题;提出了页岩油化学生热原位开采理论,采用氧化钙与水反应为有机质原位转化提供热量,通过热量平衡与固相物质平衡分析、高压氧化钙水解试验,证明了该理论方法的技术可行性和经济性;建立了页岩油化学生热原位转化开采方法,提出了氧化钙粉末表面包覆改性、氧化钙微球、氧化钙羟基注入液、高压空气氧化钙粉末注入等核心技术工艺路径。

利用双源距碳氧比能谱测井信息解释泥质体积分数与孔隙度

针对利用双源距碳氧比能谱测井信息解释地层泥质体积分数、孔隙度方法很少,无法对缺少孔隙度测井信息的老井进行定量评价难题,通过理论分析与曲线对比,给出6种有效的泥质指示曲线,其中,硅钙比、岩性指示曲线与泥质体积分数曲线的对比效果最好,建立了12种确定泥质体积分数方法.基于中子的扩散理论和扩散方程、减速长度与孔隙度之间关系,以及伽马光子的吸收效应和吸收方程、地层密度与孔隙度之间关系,从理论上证明近远源距俘获计数比及近远源距非弹计数比与孔隙度之间近似为线性关系.经曲线对比,给出5种孔隙度指示曲线,其中,近远源距俘获计数比曲线与孔隙度曲线的相似性最好,并分别建立了5种总孔隙度、有效孔隙度确定方法.实际资料解释对比表明,该方法的解释精度满足现场要求,效果很好.

龙虎泡油田葡萄花油层复杂油水层识别方法

龙虎泡油田葡萄花油层广泛存在低阻油层和高阻水层,复杂油水层识别是其一大难题。从泥质、钙质、物性、地层水矿化度、钻井液电阻率、导电矿物等方面分析了油水层识别的影响因素,结果表明储层物性、泥质和钙质是其主要影响因素。针对储层物性的影响,采用聚类分析和岩心刻度测井技术建立储层物性分类方法;针对泥质、钙质含量的影响,基于并联导电理论建立了电阻率校正模型。研制油水层识别方法的过程中,首先基于储层分类建立油水层识别图版,图版精度由77.5%提高到84.6%以上;然后对图版中的电阻率进行校正,图版精度进一步提高到88.5%以上。因此储层物性分类和基于并联导电理论的电阻率校正模型是提高复杂油水层识别精度的有效方法。

氯化钙水基钻井液体系现状及展望

介绍了氯化钙水基钻井液的作用机理,综述了国内外氯化钙水基钻井液的研究和应用现状,分析了氯化钙水基钻井液用于页岩气开发过程中需要解决的主要问题。

土库曼斯坦尤拉屯地区复杂盐膏层钻井液技术

土库曼斯坦尤拉屯地区高压盐水盐膏层钻井过程中钻井液性能调控难度大,井漏问题突出。结合高压盐水盐膏层地质工程特征,通过分析高密度钻井液在高温及高钙污染环境下性能调控及防漏堵漏技术难点,开展了高密度钻井液体系和防漏堵漏剂配方及应用技术研究。基于现有的高密度饱和盐水体系,通过高钙污染抑制剂的引入和配套处理剂的优选,形成抗高温高钙的高密度钻井液。室内评价和现场应用表明,该体系抗温可达140℃,抗钙可达40 000 mg/L。解决了大段膏盐地层条件下的钙污染问题。应用降低循环压耗的高密度钻井液技术和随钻防漏技术相结合,使用高浓度桥塞堵漏技术较好地解决了井漏及安全密度窗口窄的难题,应用效果显著。

水化硅酸钙的制备及其吸附性能

为获得性能优异的吸附材料,以工业废物白泥和油页岩灰为原料制备水化硅酸钙,利用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜等分析其结构和形貌,并通过重金属吸附实验分析其吸附性能。结果表明:水化硅酸钙具有薄片相互交错的网状结构,最佳合成条件为反应温度25℃、钙硅比1.5。水化硅酸钙吸附过程符合Langmuir吸附热力学模型。它对U^(6+)、Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(3+)四种重金属离子的最大吸附容量均大于200 mg/g,去除率均大于86%。其优异的吸附性能主要源于薄片层结构和离子交换机制。该研究为溶液中重金属去除提供了廉价、高效的吸附材料,对于白泥和油页岩灰资源化利用亦具有推动作用。

添加碳酸钙对油页岩热解和燃烧反应特性的影响

先将油页岩和Ca CO3以不同的比例进行掺混(油页岩:Ca CO3质量比从9:1到2:8之间),然后利用热重分析技术(TG)研究了Ca CO3的加入对油页岩热解和燃烧反应特征的影响规律。结果表明:在油页岩有机质热解和燃烧过程中其反应的转化率基本都随着Ca CO3添加比例的增加而增大;而其活化能基本都随着Ca CO3添加比例的增加而降低,在Ca CO3添加比例为2:8时,对于热解过程,活化能由纯油页岩反应时的120.69 k J/mol降至90.22 k J/mol,对于燃烧过程,活化能由纯油页岩下的58.69k J/mol降至54.83 k J/mol。

氯化钙-烷基糖苷钻井液页岩气水平井适应性研究

为解决常规水基钻井液开发页岩地层无法完成的井壁稳定和润滑防卡等技术难题,对加有高浓度Ca Cl2的烷基糖苷钻井液进行了研究。氯化钙-烷基糖苷(APG)钻井液具有较低的水活度(0.40~0.76),与页岩气水平段钻屑活度范围(0.35~0.70)较为一致,可较好地与地层达到渗透平衡;钻屑在Ca Cl2-APG钻井液中的一次和二次回收率均超过90%,与油基钻井液相当,高于常规水基钻井液;焦石坝区块露头岩心在Ca Cl2-APG钻井液中浸泡后状态完好,抗压强度降低较少,与在油基钻井液中的浸泡现象相当。密度为1.20~2.00 g/cm3的Ca Cl2-APG钻井液润滑性均与油基钻井液极压润滑系数相当;在130℃持续老化72 h性能稳定,抗温稳定性好;抗钻屑、水侵和原油污染能力分别达15%、10%和10%。室内评价结果表明,该钻井液与焦石坝等页岩气水平井适应性较好。

钙-钠双碱法在油母页岩炼油企业烟气脱硫中的应用研究

钙-钠双碱法利用石灰浆液吸收烟气中的SO_(2),反应后的吸收液与钠碱反应而得以再生,并生成石膏。本文通过对比研究湿法、干法和半干法等烟气脱硫技术,确定以湿法脱硫技术中的钙-钠双碱法作为油母页岩低温干馏烟气中SO_(2)的处理措施,并分析该脱硫技术方案的经济效益,为油母页岩炼油企业可持续发展提供科学依据。

钙基聚磺钻井液在南页1井的应用

南页1井是四川盆地川东南构造带南川断鼻上的一口页岩气预探井,针对地层易坍塌以及存在微裂缝、石膏层、煤层等较复杂的特性,优化了钻井液体系,即在聚磺钻井液体系的基础上引入钙离子,变成钙基聚磺钻井液体系。该体系在南页1井的应用表明,体系高温稳定性强、抑制防塌能力好、流变性能优良,有效解决了页岩气水基钻井液井壁失稳问题以及盐膏侵、酸性气体侵等问题。