植物边界溢油吸附特性试验研究

随着能源需求的增加,航道海损导致的溢油事故时有发生,或对区域经济及水环境带来巨大影响。溢油的研究包括理论、试验、数值模拟等方面。目前,针对溢油数值模拟的研究较多,但对河道岸边溢油吸附研究较少,而专门针对植物边界的溢油吸附研究更少。文章以仿宽叶草、仿米兰草、仿秧苗、仿绿萝、仿栀子叶和仿尤加利等6种仿生植物为代表,开展了仿植物边界的溢油吸附概化试验。结果表明:仿生植物各工况吸附率随时间呈线性关系;相同溢油量情况下,吸附率与吸附量之间存在一一对应关系。通过引入触油湿周、触油湿周比和吸附能力系数等定义,探讨了仿生植物的溢油吸附量表达关系,得到了相应的吸附能力系数。试验成果可为植物边界溢油研究及数模验证提供基础和验证资料。

利用石化污泥生产新型除油吸附剂的试验研究

利用量大面广的石化污泥制备吸附材料用于水表面油的清除。该吸附剂制备的最佳工艺条件为 :料层厚度 6 5mm ,炭化温度 36 0℃ - 40 0℃ ,炭化时间 4 5 - 5h。所制备的吸附剂具有很强的亲油疏水性和 10 0 %的悬浮率 ,2 0℃时对原油的饱和吸附量达到 7 7g/g。

基于微流控法单分散多孔微球的制备及其油吸附性能研究

利用玻璃毛细管构建的微流控装置制备高度单分散水包油(O/W)乳液,以乳液为模板,采用紫外光引发自由基聚合法实现单分散甲基丙烯酸甲酯(MMA)/苯乙烯(St)多孔共聚微球的快速制备。与传统的热聚合法相比,无需复杂装置,操作简单。通过改变乳化剂PGPR的质量分数对微球多孔结构进行精确调控,并对其油吸附性能进行研究。PGPR质量分数为7.5%时的微球的吸附率为5.8 g/g,在油吸附领域具有应用价值。

纤维素纤维在溢油吸附材料中的应用现状

综述了溢油事故的现状、危害及目前使用的处理技术,突出溢油吸附材料的可行性优点,通过溢油吸附材料的吸附理论及影响因素分析,并主要从物理改性、化学改性、生物改性等方式指出纤维素纤维溢油吸附材料的制备方式及研究进展,肯定了纤维素纤维溢油吸附材料的制备以及在溢油吸附及油水分离技术领域中的广阔的应用前景,为纤维素纤维溢油吸附材料的研发提供参考。

页岩吸附油定量评价模型——以松辽盆地北部白垩系青山口组一段为例

以松辽盆地北部白垩系青山口组一段页岩为例,在研究成熟度演化对干酪根吸附-溶胀的控制作用的基础上,考虑页岩样品中具有吸附油的黏土孔表面积以及地层温度的影响,通过开展自然演化干酪根样品的溶胀油实验和由泥页岩分离获得的黏土样品的吸附油实验,提出一种综合干酪根吸附-溶胀和黏土孔吸附的页岩吸附油量评价模型,并分别建立了干酪根吸附-溶胀油量和矿物吸附油量评价图版。结果表明:①青山口组一段页岩成熟度增加,干酪根吸附-溶胀油能力(Mk)降低,在Ro值为0.83%~1.65%时,Mk值约为50~250 mg/g;②页岩中黏土以吸附沥青质为主,黏土孔的吸附油能力(Mc)为0.63 mg/m^(2),黏土孔壁中平均约15%的表面被吸附油占据;③中—低成熟阶段,页岩吸附油主要受有机碳含量的控制,而当Ro>1.3%时,页岩吸附油量以黏土吸附为主;④与地层原位对比,地表室温评价结果高估吸附油量为8%~22%,平均约15%。该评价模型能够揭示不同成熟度页岩油的赋存机制,为地层温度条件下页岩油的储量评估提供了一种新的途径。

页岩油赋存特征、可动性实验技术及研究方法进展

赋存特征与可动性是页岩油评价及勘探开发的一项重要内容,但由于页岩非均质性强,孔隙结构及流体性质较为复杂,页岩油赋存特征及可动性的表征仍存在较大挑战。近些年,随着中外页岩油勘探开发的进行,一些新的研究方法和实验技术不断涌现。为此,针对页岩油赋存特征及可动性评价方面的研究方法和实验技术进展进行了梳理,并提出了页岩油赋存特征及可动性研究需要考虑的问题。现有技术中,利用先进的高分辨率成像技术进行图像观察是定性评价页岩油赋存特征的最直接方法;基于统计分析的油饱和度指数法和分级评价方法在成熟探区评价页岩油可动性具有优势;多温阶热解参数法是目前快速高效定量表征不同赋存状态页岩油量的方法,在页岩含油性、页岩油可动性及资源量评价方面具有较好的应用前景。在未来页岩油赋存特征及可动性研究时,需要充分考虑以下问题:①开发高仿真的页岩油富集、流动及开发模拟实验,保证实验条件与地下地质条件的相似性。②开展微纳米尺度下页岩油微观流动实验,探索页岩油微观流动机理及控制因素。③详细剖析不同基础薄层中页岩油赋存特征及可动性的差异性,以及不同基础薄层对页岩含油性及页岩油可动性的贡献。④将页岩油微观赋存形式、流体机理与宏观地质参数结合,确定评价页岩油可动性的宏观地质条件及参数。

苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段页岩油赋存状态定量表征及控制因素

鉴于页岩油赋存状态对页岩油富集和可动性有重要影响,以苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段(阜二段)页岩为研究对象,利用多温阶热解和激光共聚焦显微镜等技术,定量表征高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态,明确赋存状态的控制因素。结果表明:高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态分为游离油和吸附油两大类,以游离油为主,平均占总含油量的65.16%;不同岩相页岩油赋存状态差异明显,游离油占比由高到低依次为长英质页岩>长英—灰云质混积页岩>长英—黏土质混积页岩>灰云质页岩;有机质成熟度、总有机碳质量分数(w(TOC))、矿物组分和孔隙结构等因素共同控制高邮凹陷阜二段页岩油赋存状态。游离油和吸附油量主要受w(TOC)和孔隙结构控制,游离油量与w(TOC)呈弱正相关关系,吸附油量与w(TOC)呈强正相关关系。游离油、吸附油量与孔体积呈正相关关系,与比表面积相关性不明显。游离油和吸附油的比例主要受有机质成熟度、长英质矿物含量和孔隙结构影响,吸附油比例随有机质成熟度增高而减小,游离油比例与长英质矿物含量呈弱正相关关系。宏孔及微裂缝越发育,游离油比例越高。该结果对苏北盆地页岩油的规模勘探开发具有指导意义。

绿色木霉改性玉米秸秆溢油吸附剂的制备及其性能研究

利用绿色木霉对玉米秸秆进行固态发酵,通过单因素改性实验(改性时间、固液比和改性温度)制备溢油吸附剂TCS(Trichoderma viride modified corn stalk),并模拟溢油环境测定TCS的吸油量.研究表明,25℃下,改性6 d、固液比1∶4时,制得的TCS吸油量最大,达到13.84 g.g-1,相对原材料RCS(Raw corn stalk,吸油量为6.58 g.g-1)提高了110.33%.对RCS和TCS进行扫描电子显微镜(SEM)分析显示制得的TCS表面变得更加粗糙;傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明玉米秸秆纤维素组分被部分降解;X射线衍射分析(XRD)得到改性后的材料结晶度降低;纤维素、半纤维素和木质素等组分测定进一步表明生物改性降低了玉米秸秆中纤维素及半纤维素的含量,这些均说明改性后材料吸油量增加的原因.吸附动力学及保油性能测试表明,TCS具有快速的吸油速率,80 r.min-1条件下振荡1 h后即达到吸附平衡;且在吸附饱和后滴淌10 min仍能保持最初吸油量的74.87%,具有良好的保油性能.

浅海原油净化过程的模拟实验──悬浮物对油的吸附作用

1989年3—7月在实验室内采用模拟实验的方法进行黄河口悬浮泥沙对胜利油田的河口油和东营油吸附作用的研究。结果表明，在一定温度下悬浮物对油的吸附符合Freundlich关系式：分配系数（Kd）和最大吸附量（Qm）随海水温度、盐度及颗粒物粒径的增大而降低，并且东管油的分配系数和最大吸附量大于河口油。黄河口悬浮泥沙对两种油的吸附作用主要是物理吸附，吸附热约为-8．6－34kJ／mol。实验结果同时表明，悬浮泥沙对油的吸附速率比较快，在20min左右即可达到吸附平衡。

全直径岩心中油相吸附的实验研究

国内外学者多年的研究，绝大多数已证明多孔介质吸附对油气体系相态或相平衡是有影响的，但是由于缺乏多孔介质对油相吸附的基础数据，还无法实现对原油相态影响的定量描述。为了解决这一问题，本文设计了全直径岩心吸附装置和常规吸附装置，测试了常压、28．5℃下，真实岩心对烃类流体的吸附程度，研究成果认为：①油相溶液中重组分的表观吸附量曲线基本都是开口向上的，都是随着烃类流体浓度的增大，重组分的相对吸附量逐渐变小，至最小后，然后吸附量逐渐大，重组分烃的吸附与浓度有关；（④不论是在渗透率为20mD的全直径岩心，还是在渗透率为80mD的全直径岩心中作吸附实验．相对岩心质量的表观吸附量基本上都介于10～-10^-3mol／kg之间，其相对岩心质量的表观吸附量的相对值在数量级上比较接近。

静电纺丝制备PVDF多孔纳米纤维及其在吸油中的应用

采用静电纺丝和PEO模板相结合加工制备了具有超疏水性能的PVDF多孔纳米纤维。通过扫描电镜(SEM)观察所制备的PVDF纤维具有均匀微纳米二级孔道显微结构,测得该多孔纳米纤维表面接触角高达158°,呈现良好的超疏水特性。研究发现,将PVDF多孔纳米纤维作为溢油吸附材料具有良好的吸油效能,其对润滑油、柴油、植物油和汽油的吸油率分别高达24.2、11.8、14.0和8.4 g/g,且具有良好的重复使用性能。

双亲性PGAs气凝胶的制备及吸油性能

为解决单纯还原氧化石墨烯气凝胶力学性能差、无法重复进行油吸附的问题,以氧化石墨烯为原料、聚乙烯醇为交联剂、氨水为还原剂,通过化学还原法,制备了双亲聚乙烯醇还原氧化石墨烯(PGAs)气凝胶。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)、循环压缩、接触角和吸附测试等表征手段,研究了PGAs气凝胶的结构组成和性能。结果表明,PGAs气凝胶具有双亲性,对有机溶剂氯仿的吸附容量达到176 g·g^(-1);聚乙烯醇的加入提升了PGAs的力学性能和弹性,在50%的应变下应力可达48 kPa,且循环20次后不破损,仍保持三维多孔结构。

不同赋存状态页岩油定量表征技术与应用研究

页岩中滞留油存在着多种赋存形式,其中只有游离油才是天然弹性能量开采方式下页岩油产能的有效贡献者。但是,如何对页岩中游离油与吸附油含量进行定量表征以及如何明确它们与周缘介质的相互关系,目前并没有现成的研究方法。该文通过对现有Rock-Eval热解和热解色谱方法进行改进,结合样品溶剂抽提前后热解对比实验和不同类型样品的综合分析,建立了不同赋存状态页岩油热释法定量表征方法。利用新建立的方法对济阳坳陷页岩油专探井岩心样品进行了实验分析,发现页岩吸附油含量与有机质丰度成正比,而干酪根吸附—互溶能力随热成熟度增加而降低;同时,页岩体系内游离油/吸附油比值与有机碳含量存在负相关关系,表明干酪根不是液态游离烃赋存的主要场所。因此,建立的方法可以作为页岩油赋存机理研究和页岩含油性快速评价的实用手段。

松辽盆地古龙页岩有机质特征与页岩油形成演化

松辽盆地古龙页岩分布面积广、厚度大,有机质丰度高,是页岩油形成大规模聚集的重要物质基础。综合应用岩石热解、有机碳、有机岩石学及氩离子抛光-场发射扫描电镜等分析测试技术,对古龙页岩有机质特征、页岩油的形成与演化进行研究。结果表明,古龙页岩是全球晚白垩世缺氧事件沉积的富有机质黑色页岩,w(TOC)主要为1.81%~2.74%,平均为2.69%,含油量(S 1)主要为3.45~8.50 mg/g,最高为22.73 mg/g,平均为6.47 mg/g,有机质类型为湖相Ⅰ型,生油母质比较单一,以层状藻为主;中央坳陷区有机质成熟度多处于成熟到高成熟演化阶段,R o主要为0.75%~1.70%。微观尺度下,层状藻呈条带状沿层发育,高成熟演化阶段,层状藻收缩形成有机页理缝,其面孔率最高可达3.78%,是页岩油重要的赋存空间。通过40口井500多个地球化学实验分析数据,建立古龙页岩油形成与演化模式,指出页岩油的形成经历中间产物沥青再到石油的过程,随着成熟度的增加,游离油逐渐增加,吸附油在R o为1.2%时达到峰值后逐渐裂解转化成游离油,R o为0.75%~1.6%时,游离油占总滞留油比例从20%增加到70%以上。研究成果为松辽盆地古龙页岩油的勘探与评价提供了理论与技术支撑。

松辽盆地古龙页岩油赋存状态演化定量研究

页岩油赋存状态对评价页岩油的可动性具有重要意义,针对不同演化阶段古龙页岩油赋存状态不清楚的问题,选取不同成熟度的页岩样品,综合应用岩石热解、氯仿抽提、热解气相色谱等地球化学分析技术,研究了古龙页岩干酪根生烃演化规律,结合页岩油组成特征分析,探讨了岩石和干酪根中游离态与吸附态页岩油的分布及演化规律。结果表明:当R_(o)=0.8%~1.2%时,古龙页岩干酪根处于生烃的主要窗口,R_(o)=1.0%左右处于生烃高峰期;页岩油形成早期,非烃、沥青质等重质组分含量高,进入生烃高峰后,重烃组分随R_(o)增大呈快速降低的趋势,饱和烃等轻质组分含量则呈现持续增加的趋势。干酪根生烃及产物组分演化特征决定了页岩油赋存状态的演化具有阶段性,可划分为3个阶段:(1)早期形成阶段,R_(o)<1.0%,页岩油以吸附态为主,主要赋存于干酪根内,岩石矿物中的吸附油不断增加;(2)吸附油大量形成阶段,R_(o)=1.0%~1.2%,页岩油主要以吸附态赋存于岩石矿物中,游离油主要赋存于干酪根中,但岩石矿物中游离油的相对比例呈快速上升的趋势;(3)游离油大量形成阶段,R_(o)>1.2%,吸附油大量裂解转化,页岩油主要以游离态赋存于岩石矿物中,在高演化阶段(R_(o)>1.4%)游离油开始裂解,气和轻烃比例增大,油质变轻。研究成果为古龙页岩油可动性评价提供重要的理论技术支撑。

济阳坳陷古近系沙河街组湖相页岩油赋存机理

为研究济阳坳陷古近系沙河街组页岩油赋存机理及其可动性,通过有机地球化学、薄片观察、低温氮吸附、高压压汞、场发射扫描电镜等实验分析,揭示了页岩油赋存机理,包括页岩油赋存的孔隙大小、吸附油/游离油比例、可动性大小及影响因素、赋存模式。常温常压条件下,残留页岩油主要赋存在孔径100nm以下的孔隙中,游离油赋存的孔径下限为5nm,可动油赋存的孔径下限约为30nm;轻质组分、低TOC、高孔隙度是可动油比例高的主要原因。每种类型孔隙均可见页岩油残留,但并非所有的孔隙中都发育页岩油,孔隙的连通性及其表面润湿性决定了页岩油的富集程度与状态。

湖相致密油资源量和可采性评价技术

从地质技术和理论两个方面对湖相致密油资源量和可采性进行了评价,讨论和解决了"在什么地方、有多少、可采出多少"这3个关键问题。研究认为:湖相致密油勘探层空间分布识别的关键是富有机质源岩层段和含油夹层的精细识别,利用测井一地球化学评价技术可识别出湖相地层中不同总有机碳区间的源岩层段,利用氢指数与总有机碳的相关性可实现湖相源岩层非均质性精细表征;湖相致密油勘探层油的赋存形式分为两类,一是砂岩、粉砂岩和碳酸盐岩夹层中呈游离态的致密油,二是富有机质源岩中吸附态和游离态的致密油;吸附油在目前的技术条件下难以开采,现阶段真正有工业价值的是游离油,根据实际地球化学数据可标定出源岩中游离油和吸附油量变化模型,从而可计算出游离油量、吸附油量和总原地油量。