充气包装机及气体置换机理的研究

本文根据理想状态下气体方程式,导出了在密闭容器中按任意质量比例进行混合不同气体的计算公式,在此基础上设计了相应的执行机构,以确切实现气体置换的目的。

高碳气置换高烃气实验及机理评价

中国南海西部某气田深层气组为高碳气藏,浅层气组为高烃气藏。为有效提高高烃气藏采收率,增大经济效益,开展高碳气置换高烃气机理室内实验,研究高碳气置换高烃气后气体组分及溶解度变化情况,以及置换后高烃气藏提高采收率的效果及影响因素结果表明:使用高碳气替换高烃气后,高碳气能够置换地层束缚水中的高烃气,游离CH_(4)增加,在低注高采、倾角较大和岩心高渗透率等储层条件下进行长岩心驱替,CH_(4)累计采出程度更高,采出程度可提高4.5%。该研究可对中国高烃气藏高效开发、高碳气藏中CO_(2)埋存方式评价提供理论参考。

等压扩散条件下N_2置换煤中CH_4机理研究

为了得到N_2置换煤中甲烷的作用机理,建立了实验装置,进行了等压扩散条件下N_2置换煤中CH_4的实验研究。结果表明,等压扩散条件下N_2能够置换出煤中的CH_4,但是置换量很小;氮气置换煤中CH_4的作用机理主要包括:气体的扩散作用、由气体扩散作用引起的甲烷分压的降低、由气体扩散引起的氮气分压升高。

含铯废水中亚铁氰化物的粒径分布及组成分析

亚铁氰化物是处理含Cs^(+)离子放射性废水的一种重要方法。为了研究亚铁氰化物处理Cs^(+)离子时的置换机理以及基础性质,本文按照M^(2+)/Fe(CN)64-=1.33的比例投加共沉淀剂(其中M^(2+)代表了Ni^(2+)、Cu^(2+)、Co^(2+)、Cd^(2+)),在不同的模拟水样中制备了亚铁氰化物。利用激光粒度分布仪器考察了M(NO_(3))_(2)与亚铁氰化钾形成共沉淀物的粒径分布。利用高氯酸和加热装置对制备的亚铁氰化物进行溶解以分析其组成。结果表明:共沉淀物的粒径几乎全部处于0.1~10μm;Cs^(+)和Mg^(2+)离子主要取代K^(+)和部分取代M^(2+)离子,Na^(+)离子只取代K^(+)离子;对1.00 mg/L Cs^(+)离子的去除率高于99%;对其吸附容量高达310mg/g以上。总之,亚铁氰化物粒径较小,Na^(+)和Mg^(2+)存在不会影响亚铁氰化物对Cs^(+)离子的去除。

二氧化碳置换开采天然气水合物研究

天然气水合物(NGH)是存储于深海沉积物和冻土区域的新型洁净能源,注入CO2到NGH储藏置换开采天然气是经济和环保的新型NGH开采方法。CO2置换NGH研究从热力学和动力学证实都是可行的,置换反应自发进行,受扩散控制、NGH储藏环境、气体组分、注入CO2相态等因素影响。从实验和理论上分析置换原因、置换微观过程和置换的相态变化,阐述影响置换速率和置换效率的因素,提出置换安全性设计,为我国温室气体捕集、存储和NGH开采提供基础数据和理论支持。

基于真实裂缝试验装置的液液重力置换试验研究

为了解裂缝性地层发生液液置换过程中流体在裂缝中的真实流动形态,通过扫描现场实际露头裂缝,构建了真实的裂缝空间,根据裂缝性地层液液重力置换机理,利用可视化井筒-地层耦合流动试验装置进行了钻井液与模拟地层流体的可视化重力置换试验,分析了裂缝宽度、井口回压、钻井液密度、钻井液黏度和地层流体黏度对定容性地层液液置换量的影响规律,并根据量纲分析理论回归了置换量与各影响因素的关系。结果表明:裂缝宽度、井口回压和钻井液密度增大,置换速率和置换量均增大;钻井液和地层流体黏度升高,置换速率和置换量均减小;循环当量密度相同时,采用低密度钻井液加回压的方式,置换量较小。这表明,裂缝两端的压差是发生液液置换的主要原因,而钻井液与地层流体的密度差与黏度差是导致裂缝两端产生压差的主要因素。

等压扩散和高压注入条件下CO_2对煤中CH_4置换效应

为了揭示注气压力对置换煤层瓦斯效应的影响,开展了等压扩散和高压注气2种条件下CO_2对煤中CH_4置换试验研究。试验结果表明:在置换源气体充入量相等的条件下等压扩散试验中CO_2对煤中CH_4的置换量大于高压注气试验的置换量,且等压扩散条件下CO_2置换CH_4效率维持在0.44 cm^3/cm^3左右,而高压注气条件下CO2置换CH_4效率却随注入量的增加而持续增加,但其增加率逐渐衰减。等压扩散条件下吸附平衡后系统总压略有下降,降幅一般为8%左右;高压注气条件下吸附平衡后系统总压呈持续上升规律,最大增幅为60%。研究成果对该项技术工程应用的启示是:井下煤层注气置换/驱替煤层瓦斯时,不一定要追求高的注气压力,采用低压注气也可收到良好的促排瓦斯效果,又能大幅度提高注气的安全可靠性。

天然气水合物开采技术——CO_2-CH_4置换法最新研究进展

CO2-CH4置换技术作为一种既可生产CH4又能减少CO2排放的天然气水合物开采方法,近20年来得到了广泛深入的研究。该技术的优势是:当温度低于10℃,CO2水合物较CH4水合物在热力学上更为稳定,两者的置换反应在理论上是自发的,CO2水合物的形成有助于保持气体水合物藏的地质力学稳定性。但该方法也有缺点,CH4水合物周围CO2水合物的形成限制了CH4水合物的分解,孔隙空间中形成的次生水合物会堵塞可用于气体置换的渗透性通道,因此并不是所有的CH4都能被CO2所替换。近年来业界在CO2-CH4置换技术的室内实验、数值模拟和现场试验等方面取得了一些进展。未来主要的研究方向应是全面了解不同生产策略下CO2-CH4-CH4水合物-CO2水合物-水/卤水系统的行为和储层条件;开展更多的现场规模生产项目;数值模拟中需要考虑更多的组分和相态,了解和考虑更多的过程和机理,并结合室内和现场试验结果,考虑地质特性的影响;更深入地了解CO2和N2对CH4的驱替。

富锶文石的发现及其研究

富锶文石是文石的变种,其化学式为(Ca,Sr)CO3。二轴晶,负光性,2▽=9,折光率Ng=1.6620,Nm=1.6561,Np=1.5168,D=3.34,H=3.75,比磁化系数为0.32×10-6CGSMcm3/g。矿物为白色,透明,呈细小晶粒状或砂糖状集合体。易溶于稀盐酸。斜方晶系,晶胞参数a=4.61,b=7.89,c=5.78。矿物产于内蒙古白云鄂博铁、铌、稀土矿床的脉状含铌、稀土白云石碳酸盐岩中,在自然界中产出含锶如此之高的变种是罕见的。该矿物的发现对研究碳酸盐矿物中钙、锶元素类质同象置换机理和晶体光学均具有一定的学术意义。