CO_(2)埋存中的状态方程研究进展与展望

在废弃油气藏中进行CO_(2)埋存,能够减少温室气体在大气中的直接排放量,是减缓温室效应的有效途径之一。改进常规的气液相平衡理论,应用热力学状态方程研究CO_(2)-烃-地层水体系,对揭示CO_(2)地下埋存的溶解机理具有十分重要的意义。总结了热力学状态方程对CO_(2)-烃-地层水体系相平衡计算方面的国内外研究进展,指出其实际应用中的不足,分析了其发展趋势,包括:应进一步研究适用于非理想体系的状态方程和混合规则,准确预测该体系热力学性质变化规律;拓展研究体系的地层水离子差异,使之与真实CO_(2)埋存条件相符合;将CO_(2)中相态变化的物理过程与地层水中矿物溶解析出的化学过程耦合。

关于烃-水体系相平衡研究的现状及新进展

随着天然气勘探开发的力度增大,一些特殊的如异常高温、高压、低渗透等气藏的不断涌现,并且所占的比例越来越大,含水的气藏、凝析气藏的相态研究成为一个急需解决的课题。国外近年来已开始重视含水烃类流体的相态研究,正成为气藏、凝析气藏地层流体相态研究与应用的热点,部分研究成果对现有常规油气藏烃类流体相态特征研究的理论和方法提出了挑战。从实验设备、研究机理和理论发展方向对国内外学者的最新研究动向和研究成果进行了分析,并在此基础上介绍了因此所开展的有关考虑气态地层水影响的凝析气藏烃类相态分析的一些研究工作,以期供今后的研究借鉴,指导气藏和凝析气藏的开发和开采。

SEC标准确定证实储量边界的方法

SEC标准确定证实储量边界通常分两个步骤,首先确定油气藏边界,然后以井为基础确定证实储量边界。油气藏边界主要包括油气水界面、断层边界、地层边界、岩性边界及已钻遇的油气层底界等。按油气层底界外推圈定油气藏边界的核心问题是对油气水系统进行合理判断,最终确定按油气层底界外推、单井有效厚度之和外推还是按最大单层有效厚度外推。除非有确凿的证据表明没有气顶存在,否则,只能依据已钻遇油层的顶界海拔圈定上倾方向的油藏边界。SEC标准中把所有级别的断层均作为油气藏的断层边界。确定证实储量边界的核心问题是对合理开发井距的确定。对海上油气田,确定证实储量边界时还受到钻井平台波及范围的制约,目的是使证实储量具有较高的置信度以确保股民的最大利益。

考虑地层水存在的高温高压凝析气藏相态研究

高温高压凝析气藏地层水的存在对相态和开发动态的影响不容忽略.基于活度系数模型并结合PR状态方程,建立了考虑地层水的烃水体系气-液-液三相相平衡计算模型.针对实例凝析气藏,通过实验和理论模拟手段研究了地层水存在时温度和压力对凝析气中水含量、油气水三相相体积、饱和压力、p-T相图以及反凝析液量的影响规律.研究结果显示,温度越高气中凝析水含量越高,而且随压力降低呈指数增加.地层水存在使凝析气藏露点压力和最大反凝析液量均增加,这说明地层水存在加剧了反凝析.考虑地层水存在的烃水体系p-T相图更能反映油气水三相相态特征.由此可见,高温高压凝析气藏必须考虑地层水存在对相态及开发过程可能带来的影响.

油气藏中气态地层水的存在及其意义

油气藏中广泛存在烃—水及其他气体和矿物盐类的混溶体系,其相变特征十分复杂,但对油气勘探开发的作用至关重要。通过调研中外有关烃—水混溶体系的资料,着重分析了气态地层水的存在条件及含水烃类体系的相变特征,结果表明,局部突发性的温度上升、压力减小及混溶体系含烃量增加,均有利于烃—水混溶体系的气化。现今测得的束缚水膜厚度受控于束缚水饱和度的影响,为动态变化量,不适宜作为储层下限进行评估;真正稳定的束缚水膜厚度应约为1.6nm,在一定的温度和压力及溶解烃浓度下,现今测得的储层物性下限一定可以降低。地层水的气化引起的盐析作用会降低油气藏的渗透率,增大油水界面压力,在开采过程中要注意气态地层水的变化。

基于MPHC活度系数模型关联烃－水体系液－液平衡

基于普遍化范德华配分函数理论，应用由局部组成概念导出的方阱流体配位数模型导出了链状分子混合物的配位数模型，并由此建立了一个新的活度系数模型；将其应用于高度非理想体系汽－液平衡活度系数的关联，结果与Ｗｉｌｓｏｎ方程相当，但方程参数随温度变化较小；其于Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ－Ｇａｕｓｓ液－液平衡算法，应用新模型对烃－水体系的液－液平衡进行了关联计算。

G^E型状态方程混合规则计算烃水相平衡的结果对比

将PRSV方程分别与 5种有代表性的GE 型状态方程混合规则相结合 ,计算了烃水体系相平衡参数 ,并对计算结果进行了对比。轻质烃类水体系相平衡的计算结果表明 ,以范德华流体为参考态推导的Kurihara和Twu Coon混合规则无法正确描述烃水两相的组成 ,而Huron Vidal与Wong Sandler混合规则的计算偏差也较大 ,只有MHV2的计算精度与传统的使用组成依赖的交互作用参数的Kabadi混合规则相当。对正己烷水体系的三相平衡和临界轨迹线的计算表明 ,MHV2混合规则虽然在烃水互溶度的计算上具有优点 。

大辽河水系表层水中多环芳烃的污染特征

采用GC/MS对大辽河水系的浑河、太子河和大辽河表层水和悬浮物中的多环芳烃（PAHs）进行了定量分析,探讨了大辽河水系表层水和悬浮物中多环芳烃分布特征与来源.结果表明,水样和悬浮颗粒物中PAHs总量浓度分布范围分别为：水样946.1-13448.5ng·L^-1;悬浮颗粒物317.5-238518.7ng·g^-1.多环芳烃的浓度分布表现为太子河〉大辽河〉浑河,靠近工业区的PAHs浓度明显高于城市和非工业区.水样中PAHs以3-5环为主,悬浮颗粒物样中PAHs以2环为主.PAHs特定分子比率分析表明,大辽河水系受到石油输入和热解的复合PAH污染,采样站位附近石油化工和钢铁工业是PAHs的主要来源.与世界其他河流和海洋地区相比,水和悬浮颗粒物中污染浓度较高。

中国天然气水合物赋存特征

中国陆上冻土区和海域深水区都拥有丰富的天然气水合物(以下简称水合物)资源,二者虽在同盆共生、运聚机理上有相似之处,但差异也十分明显。为了给地质-工程-环境一体化开发水合物提供准确的基础地质数据,从构造与沉积、地温、热流、地球化学、地球物理响应、赋存类型、孔渗、力学强度、饱和度等9个方面,对比分析、总结了二者在分布规律与赋存特征上的差异性。研究结果表明:①陆上冻土区水合物主要赋存于中生代地层,以热成因气为主,受断层裂隙构造控制,具有较好的圈闭条件,其储层温度、地温梯度、热流、压力表现为“四低”特征,水合物多数分布在砂岩孔隙和泥页岩裂隙中;②陆上冻土区水合物测井响应总体显示“两高两低”特征(高电阻率、高波速、低自然伽马、低密度),储层岩石力学强度高,具有低孔隙度、低渗透率和低水合物饱和度特征;③海域水合物主要赋存于新生代第四纪地层,热成因或生物成因气皆有,受泥底辟、气烟囱、断层裂隙控制,无明显圈闭,其储层温度、地温梯度、热流和压力表现为“四高”特征;④海域水合物多数分布在富含有孔虫的黏土质粉砂和粉砂质黏土中,地震反射波显示明显的BSR特征,测井响应则总体表现为“两高”特征(高视电阻率、高波速),其储层沉积物力学强度低,具有高孔隙度、低渗透率和相对较高的水合物饱和度。结论认为:①海域是中国水合物富集的主要区域,后续应突破海域水合物甜点识别与评价技术,统筹考虑整个水合物油气系统的资源禀赋特征;②应重点攻关水合物储层精细表征技术和富集矿体-储层系统的精细刻画,加强海陆联合和全球比对研究。

含油气盆地流体流域系统及其油气聚集原理

在含油气盆地形成和演化过程中,先后有两个孕育和养护油气生成、运移和聚集为矿藏的流体流域系统,即水流域系统和油气流域系统。水流域系统的形成和发育建造了包含烃源岩、输导层、区域盖层和圈闭体等成藏要素在内的沉积体系,是谓母体系统。烃源岩在母体系统中形成,经由埋藏生成油气,然后油气又返回母体,以其中的成藏要素格架为载体,逆倾向而上形成自己的流域系统,最后在所遇圈闭体中聚集成藏,是谓子体系统。母体系统建造的沉积体系为子体系统创建和提供了一切必要的成烃、成藏条件和环境。子体系统以母体系统为依托,在其体内完成了成烃、成藏过程。二者先后有序地发育和其中各种作用的形成及有机匹配,是自然界造就的一个天然程序。从而,根据此程序建立与之相适应的含油气盆地油气聚集原理。

油田水动力系统与油气藏的形成

油田水中存在“沉积承压水”和“地表渗入水”两个相对独立而又相互作用的水动力系统，前者由上覆地层重量所引起的地静压力以及地静压力等引起的异常孔隙流体压力所形成，具有内循环承压式水交替特征，后者为大气降水和地表水向储集层的渗入而形成，以外循环渗入或水交替为特征。这两大系统（尤其是前者）的作用在很大程度上控制了含油气盆地中油气的运移、聚集和保存，油气聚集区主要位于水文地质带中的交管阻滞一停滞带内，沉积交替强度的低值区是油气富集区，沉积水的离心流使凹陷中的油气围绕凹陷中心呈带状分布。

北方某城市饮用水中多环芳烃的来源及其在水处理过程中的行为研究

采用固相萃取(SPE)样品富集前处理技术和气相色谱/质联联用(GC/MS)分析方法,对北方某工业城市给水系统中的多环芳烃类化合物的含量水平进行了研究。结果表明,该城市多环芳烃污染水平较高,但总浓度均未超过城市供水水质标准(CJ/T206-2005)中限值(2μg/L)。近郊水库由于受到燃料燃烧产生的多环芳烃的污染,成为该市饮用水中多环芳烃污染的主要来源。传统的混凝-砂滤工艺对多环芳烃有较好的去除效果,总去除率可达55.9%。

岩溶水系统石油烃污染治理技术

综述岩溶水系统石油烃污染治理技术,分析曝气、化学氧化、微生物修复、水力截获等技术的特点,提出多种治理技术综合运用能降低成本,提高治理效率;地下水污染治理应在水文地质调查的基础上,与土壤的修复及地表水的截流同时进行。

烃-水体系互溶度预测模型的研究进展

在化工、能源、环境、食品和药物等工业设计过程中,真实混合物的可靠溶解度数据非常重要,不仅能丰富相平衡数据库,还能指导工艺设备设计和产品质量控制。本文介绍了烃-水体系相互溶解度的模型化研究,包括状态方程法、活度系数法和经验关联式,以及近年来发展起来的真实溶剂似导体屏蔽模型法(conductor-like screening model for real solvents,COSMO-RS)。状态方程法和活度系数法主要是通过选择非对称的混合规则以及引进描述水分子极性作用的参数,来改善对烃-水体系相互溶解度的计算精度。经验关联式主要是对实验数据的拟合,每种烃的参数不同。COSMO-RS模型根据密度泛函理论(即建立极化电荷密度的简单经验式)计算单个分子嵌入虚拟导体产生的作用,通过准确描述界面统计相互作用获得体系的热力学性质。因此,该方法对各种体系具有普适性。分析表明,COSMO-RS模型对烃-水体系相互溶解度的预测值与实验值吻合良好,可以补充某些难以通过实验获得的烃-水体系互溶度数据。最后总结和展望了烃-水体系相互溶解度模型化的未来发展方向。

液化烃球罐注水系统应用分析

通过现场调研,分析了当前液化烃球罐注水系统的设置及应用情况,提出一些合理建议。

东营凹陷地层流体特征与油气成藏

根据地层水地球化学特征及分布特点,建立东营凹陷古近系沙河街组地层水主要成因类型划分标准,明确了有效烃源岩层排出的沉积-埋藏水与油气运移宏观规律的一致性和其对油气运移的辅助指示作用。综合地层水分布及压力场特征将古近系流体划分为3个流体系统:常压开放流体系统、超压封闭流体系统和过渡带流体系统,分析了不同流体系统内成藏流体特征、成藏动力和流动方式的差异。根据向储集层充注的含烃流体特征和圈闭泄水方式,划分出3种典型含烃流体富集模式。超压封闭流体系统内油富集以高含油饱和度流体充注排挤地层水富集模式为主,容易形成连续型油藏,成藏流体含油饱和度、含烃流体充注压力、圈闭的泄流条件等影响油气的富集程度;常压开放流体系统中的油藏多为低饱和度流体充注-水溢出模式和低饱和度流体充注-水渗出富集模式,充注的含烃流体数量、含烃流体的含油饱和度、圈闭幅度和盖层封油能力等影响油富集程度。

准噶尔盆地腹部中生界地层水特征及油气地质意义

地层水作为油气运移和聚集的介质,对油气成藏具有重要指示意义。为深入认识两者之间的内在关系,在准噶尔盆地腹部中生界水动力体系划分的基础上,分析了水动力体系内地层水的压力、矿化度、类型,以及含油气性特征,并结合地层水的来源及成因机制分析,阐述了地层水的油气地质意义。结果表明,研究区中生界纵向发育3大水动力体系,形成3大类10小类地层水类型。NaHCO_3型地层水主要与地表淡水、泥页岩压释水及有机质生烃等有关;Na_2SO_4型地层水主要起源于盐岩溶水的下渗和煤系烃源岩的生排烃;CaCl_2型和MgCl_2型地层水则受正向浓缩及离子交换作用控制。不同地层水类型的油气差异性取决于含烃流体是否充注、充注时序及充注程度,对于地质过程中的一系列流体充注,含烃流体充注越早,充注持续时间越长,充注度超高,则油气富集程度越高。

给水管网多相界面中微生物表面疏水性研究

采用疾病控制中心(CDC)生物膜反应器模拟给水管网系统,选取聚氯乙烯(PVC)和聚碳酸酯(PC)2种材质的挂片,通过微生物粘附碳氢化合物(MATH)实验和Illumina高通量测序相结合的方法,对反应器水相、生物膜相和颗粒物相中微生物的疏水性进行了研究.结果显示,PVC材质挂片反应器中优势菌为厚壁菌门,相对丰度为68.31%~81.00%,PC材质挂片反应器中优势菌为变形菌门,相对丰度为24.39%~64.40%.PVC材质挂片反应器中优势菌包含3类致病菌,PC材质挂片反应器中包含8类致病菌.PC材质挂片生物膜相较于PVC材质疏水性更高,利于微生物吸附形成生物膜,而PVC材质不易形成生物膜,对控制输送过程中的二次污染具有积极作用,但在管网实际应用中还应考虑其他工程因素的影响.

利用气相色谱相对比保留体积估算芳烃的正辛醇/水分配系数

采用气相色谱法在9种常见的固定液上分别测定了13种芳烃的相对比保留体积(V_(g(R))),同时用经典的摇瓶法测定了相同化合物的正辛醇/水分配系数(K_(vw)),并以此建立了V_(g(R))-K_(vw)回归方程.利用所建立的回归方程和13种芳烃化合物的V_(g(R))值对其K_(vw)进行估算的结果表明,选用9种固定液中的任何一种,其K_(vw)估算值的相对误差均在允许的范围内,其中以选用固定液DC-200、SE-30和PEC-20M误差较小.

液化烃球罐固定式水喷雾冷却系统的设计

阐述了液化烃球罐固定式水喷雾冷却系统的设计原则;以某厂球罐设计为例,介绍了液化烃球罐固定式水喷雾冷却系统的设计方法,如供水环管数量和间距的计算,以及水雾喷头数量计算和布置等,提出了设计中应注意的问题。