稠油油藏热化学驱油体系扩散规律

针对稠油油藏在蒸汽驱过程中易发生汽窜,导致波及系数减小、采收率降低等问题,使用化学剂辅助蒸汽驱的热化学驱油技术得到发展。针对热化学驱油体系内化学剂扩散规律不明确、矿场应用效果存在差异的问题,在物理模拟实验基础上,建立机理模型,通过定性、定量研究降黏剂和泡沫在不同体系下的扩散规律,并考虑压力影响,得以明确化学剂扩散规律。研究表明:降黏剂段塞主要沿优势通道扩散,加剧汽窜,泡沫段塞在扩散中起到封堵调剖作用,促进蒸汽腔均匀扩展;两者间存在相互影响,降黏剂段塞应置于泡沫段塞后,可使主流线方向汽窜速度降低8%,泡沫物质的量浓度提高30.0%;同时应保证一定驱替压差,压力可使化学剂波及范围、平均物质的量浓度分别提高2.3、1.0倍。研究结果对稠油油藏热化学驱方案设计具有参考价值。

C-H-O和C-H-N体系生长金刚石膜的气相化学模拟

数值模拟了C-H-O和C-H-N体系的气相化学,构建了含氧和含氮气源化学气相沉积金刚石膜的三元相图,探讨了加氧和加氮影响金刚石膜生长的途径.结果表明,甲基是金刚石生长主要的前驱基团,乙炔导致非金刚石碳沉积,原子氢刻蚀非金刚石碳.通过气相反应改变这些基团的浓度是加氧的一个重要作用途径,而加氮在改变这些基团浓度的同时,CN等含氮基团还强烈地参与了金刚石膜成核和生长的表面过程.

全体系地球化学模拟与水岩相互作用研究

全体系地球化学模拟是研究水岩相互作用的定量化方法，是野外观测、实验室分析测试和物理模拟方法的有效补充和理论上的提高与升华。该方法正日益广泛地应用于地热系统、热液矿床、油气盆地以及一些常温体系中水岩相互作用问题的研究。全体系常包含岩石、水溶液和气体三相。全体系地球化学模拟在对各相进行分别描述的基础上，依据质量平衡、质量作用与能量平衡的原理，建立共平衡关系，从而模拟不同条件下的水岩作用（改变成分、改变温度及改变压力等不同的过程）。文中列举了地热系统、热液成矿系统、沉积盆地等模拟研究实例。

层状锰酸锂/碳电化学体系的热稳定性模拟

通过对满电态层状锰酸锂材料、全放电态碳材料及电解液的热性质分析和拟合,建立了层状锰酸锂/碳电化学体系的热模拟模型,并对该体系的热稳定性进行了模拟研究。通过研究该电池从缓慢自放热到热失控的整个过程发现,满电态的层状锰酸锂材料和全放电态碳材料都有两个放热反应过程;负极碳材料在120℃左右的放热峰是造成电池自加热的初始原因,而层状锰酸锂和碳材料300℃左右的放热峰是造成该电池体系热失控的主要原因。该研究对层状锰酸锂/碳电池体系的安全设计与评估提供了理论支持。

甲烷—空气—H2O模拟光化学反应体系中CH3OO自身复合反应的研究

在1．013×10^5Pa,(298±2）K及O2－N2气氛下，研究了羟基自由基·OH引发的甲烷光化学反应体系中过氧甲基自由基CH3OO·自身复合反应。反应物和产物采用长光路Fourier红外光谱（LP－FTIR）和高效液相色谱（HPLC）测定。证实产物中有甲基过氧化氢（CH3OOH，MHP）和过氧甲醚（CH3OOCH3，DMP）存在并首次在该体系中发现了羟甲基过氧化氢（HOCH2OOH，HMHP）．HMHP的检出表明，CH3OO·自身复合的可能途径之一生成了Criegee中间体过氧次甲基双自由基·CH2OO·。采用G2，G2（MP2）和G2（ful)方法对一些反应的标准焓变和标准Gibbs自由能变化进行了理论计算。结果表明CH3OO·自身复合生成·CH2OO·及·CH2OO·与H2O反应生成HMHP的途径在热力学上是可能的。

密闭体系与开放体系模拟实验结果的比较研究及其意义

利用广泛应用的高压釜和Rock-Eval热解实验技术,对松辽盆地3个有机质样品同时进行了密闭条件下的加水恒温热解实验和开放条件下的恒速升温热解实验。利用后一实验数据所标定得到的化学动力学模型计算了与高压釜相同实验条件下的有机质产油、产气率。结果表明,在线计量的恒速升温Rock-Eval实验方法由于不损失C6—C13的轻质烃组分,在计量液态油的产量方面较需要抽提、恒重的高压釜实验方法更为准确。因此为解决热模拟实验中难以计量、但对成烃评价有重要意义的C6—C13组分的计量问题提供了一条有效的途经。这可能也表明,先由实验数据建立有关的化学动力学模型,之后由它来进一步计算有机质的成烃率,不仅是可行的,而且应该更为准确。

丁羟推进剂黏结体系中增塑剂迁移的分子模拟

为克服固体推进剂中增塑剂与黏结体系之间加速老化实验手段的不足,构建了增塑剂和黏结体系的分子模型。利用分子模拟方法在COMPASS力场下分析了增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)在由端羟基聚丁二烯(HTPB)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)组成的黏接体系中的相容性和扩散性。用无定形动力学方法计算组分的溶度参数,判断DOS与HTPB、IPDI的相容性。结果表明,DOS与HTPB、IPDI相容性较好。这与由共混方法计算的结合能得到相容性好的结论一致;通过分子动力学方法模拟计算得到增塑剂DOS在黏结体系(HTPB-IPDI)中的扩散系数为1.2×10-7cm2/s。

三元体系中化学剂浓度对驱油效果的影响

通过室内物理模拟实验 ,研究了三元体系中聚合物、表面活性剂浓度对驱油效果的影响 ,并进行了降低化学剂用量的实验研究 ,结果表明 ,三元体系与原油粘度比控制在 2∶1～ 5∶1范围内 ,驱油效率才能达到 2 0 %以上 ,在适当的聚合物用量条件下 ,可以降低三元体系中的表面活性剂和碱的用量 ;三元体系配方中表面活性剂与聚合物用量有一定的依赖关系 ,在较高聚合物用量条件下 ,可以在一定范围内降低表面活性剂用量 ;反之 ,降低表面活性剂用量受到一定限制。应结合注入方式和经济效益做进一步优化研究。

地球化学模拟在南北古脊梁岩溶裂隙水系统划分中的应用

南北古脊梁是贺兰山经向构造体系的核心部分,为一条SN向的震旦系、寒武系、奥陶系地层隆起。寒武系、奥陶系地层主要为灰岩和白云岩,其间赋存有较丰富的岩溶裂隙水。由于埋深大,构造情况复杂,南北古脊梁的岩溶裂隙水的分布和径流规律至今仍不是十分清楚。本文利用地球化学模拟的方法,对南北古脊梁深埋岩溶裂隙水的系统划分和各部分之间的水力联系进行了研究。认为:系统Ⅰ和系统Ⅱ的边界应当在严湾和吕套之间,其边界为一条由第四系地下水补给形成的,地下水位较高的可移动地下分水岭;系统Ⅰ和系统Ⅲ之间存在水力联系,系统Ⅰ北端排泄口太阳泉的水量有46%来自系统Ⅲ的补给,在萌城泉和太阳泉之间可能存在一条导水断层形成的岩溶裂隙水的强径流带。

牺牲剂对大庆油田三元复合体系驱油效果影响的物理模拟研究

在两维纵向非均质正韵律物理模型上开展了牺牲剂对大庆油田三元复合驱油效果影响的物理模拟研究；探讨了牺牲剂六偏磷酸钠、聚磷酸钠和木质素磺酸盐在不同注入方式下对三元复合驱油效果的影响。物理模拟研究表明，六偏磷酸钠价格低、货源广，可成为现场应用的牺牲剂；三元复合体系注入之前，注入少量牺牲剂六偏磷酸钠，可使三元复合驱采收率进一步提高３０％；用等量的牺牲剂代替部分表面活性剂在三元复合体系注入之前注入，对三元复合驱油效果影响很小，但可大大降低三元复合驱成本。

水相模拟体系中胆红素钙的合成与表征

以水溶液作为生物模拟体系,在不同反应摩尔比条件下,合成了一系列胆红素钙,利用中、远红外光谱,多晶X射线粉末衍射谱,电感耦合等离子体发射光谱等对合成的胆红素钙进行了表征.结果表明:胆红素钙的组成在Ca(C33H34N4O6)和Ca2.4(C33H32N4O6)(H2O)0.06之间变化,具有非化学计量性质,显示了与生物矿化产物相类似的特征.不同的胆红素钙其配位情况有所不同,并且钙含量较高时形成的胆红素钙有较好的结晶态.

用分子模拟和微扰理论研究超临界NaCl-H_2O体系热力学性质

用MC分子模拟方法研究了超临界NaCl-H2 O体系的径向分布函数和化学势 ,并用考虑硬球、色散和偶极 -偶极作用项的微扰理论公式计算了相同体系的化学势 .

黑液驱油体系模拟产出液的破乳效果

将新疆克拉玛依原油和碱含量为０．２％的博斯腾湖造纸厂黑液在混调器中以较高的速度搅拌，制备出一种油／水乳状液，用以模拟黑液驱油产出液。以脱水率为主要指标，研究了无机盐、季铵盐和其他常用破乳剂对模拟产出液的破乳效果，筛选出效果较好的ＮａＣｌ、ＰＴＡ和ＳＰ１６９进行复配试验。以ＮａＣｌ、ＰＴＡ、ＳＰ１６９为准三组分相图的顶点，在准三组分相图中均匀布置了２１个配方，确定出第４点和第１３点为最优配方，其脱水率在８０％以上。在运用化学破乳技术的基础上再利用加热或高频电破乳技术。

翅片结构对Ca(OH)_(2)/CaO体系热化学储能反应器传热影响的模拟研究

热化学储能是实现太阳能光热发电长期稳定使用的有效方法,热化学储能反应器是实现热量存储和释放的核心装置。在热化学储能系统中,能够通过优化热化学储能反应器的结构提高其效率。因此,对储能反应器的性能、结构进行详细考察有助于反应器形式的改进和性能优化。采用COMSOL Multiphysics软件,模拟研究反应器内部载热流体通道内翅片排布对CaO/Ca(OH)_(2)体系储/放热过程的影响。其中,热载体流道侧的流道采用半圆柱型翅片,翅片采用并列与交错两种排布方式。模拟结果表明,在孔隙率为0.5的条件下,水解过程中,对称式翅片反应器与交错式翅片反应器的反应时间大幅减少,相较于板式反应器,减少了27%的反应时间。在水合过程中,交错式翅片反应器相比板式减少7%的反应时间。

基于MD方法的增塑剂扩散行为的模拟研究

为克服实验手段的不足,用分子动力学方法模拟丁羟推进剂粘接体系中增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)的扩散行为。利用分子模拟软件Materials Studio 4.3构建增塑剂和粘接体系的分子模型,选用COMPASS力场,对经几何优化后的混合体系进行分子动力学模拟,得到增塑剂在粘接体系中的均方位移,通过爱因斯坦方程得到其扩散系数。环境温度为273,298,310,323,348K时,DOS在丁羟推进剂粘接体系中的扩散系数分别为0.0010,0.0020,0.0025,0.0031,0.0043;DOS含量为23%,37.5%,47%,60%时,扩散系数分别为0.0025,0.0020,0.0018,0.0015(单位10-4cm2.s-1)。结果表明:随着温度的升高,扩散系数逐渐增大;随着增塑剂含量的增加,扩散系数依次略有下降。

分子计算科学——化学工程新的生长点

当今化学工业面临的巨大挑战是如何推出性能卓越、功能齐备同时环境友好的新产品新材料 .分子计算科学是研究物质结构 性质关系的强大工具 ,在新产品新材料的设计中举足轻重 ,因而会成为化学工程新的生长点 .在层次化研究的框架下 ,分子计算科学包括量子力学层次、统计力学层次、介观层次以及连接各个层次的对接技术 .本文分别介绍了各个层次的主要内容 ,特别是统计力学层次最近的研究进展 ,以及分子计算科学越来越趋向应用到实际复杂体系的发展趋势 .

β-环糊精与质子化及非质子化环氧苯乙烷超分子体系的理论研究

采用分子动力学模拟和量子化学计算方法对β-CD-环氧苯乙烷和质子化的β-CD-环氧苯乙烷形成的超分子体系进行了理论研究.结果表明,质子化的环氧苯乙烷的苯基朝向β-CD的小口时体系最稳定,此时主客体的相互吸引作用相对较大;而对于非质子化的环氧苯乙烷,虽然其苯基朝向-βCD的大口较稳定,但由于主客体之间具有较大的排斥能,最终得到的包结物仍可能以苯基朝向-βCD的小口为主.电荷密度拓扑分析发现,当苯基取向β-CD的小口方向时,质子化以及非质子化的环氧苯乙烷都能与位于-βCD大口边沿的羟基形成氢键.因此,环氧苯乙烷在-βCD内相中的定位作用主要得益于诸如氢键以及偶极等较强的分子间相互作用.

构造地球化学研究展望

以断裂构造地球化学为主,从常量元素-微量元素-稀土元素及其分异耗散顺序;矿物脉体-次生包裹体-同变形期流体及其微观动力学分析;压力强度-温热梯度-溶液浓度及其耦联相关体系;构造应力场-流变物理场-地球化学场及其参量数字模拟等4方面研究展望。上述4个方面既自成系统又相互关联,在时空演化上,可以结合地球动力学、构造年代学等统一解释。

模拟酶研究进展——以环糊精为基础的模型研究

一、前言 生物酶催化生物体系中的许多反应,它使反应在缓和条件（常温、常压）下有很高的速度(k=105-1010),并具有如下特异性: 1.底物（基质）特异性:只作用一种底物、催化一种反应。 2.立体异构特异性:生物体中许多化学成分都有旋光性。