超临界CO_2强化深层卤水开采的井群布设方法

超临界CO_2强化深层卤水开采可显著地提高卤水的开采效率,同时增强CO_2的封存安全也是一种实现卤水高效开发和减缓温室效应的双赢选择.本文通过数值模拟的方法对比研究了不同井群布设方法下超临界CO_2强化深层卤水开采的效果,得到的结论如下:无论是矩形井网法还是三角形井网法,超临界CO_2强化深层卤水开采的效果都是非常显著的.基于提出的4种布井方法,从卤水开采总量、卤水越流风险、CO_2注入总量、CO_2泄漏比和区域压力调控这几个方面对比分析:7B6C与9B4C相当、6B7C次之、4B9C效果略差,整体上集中式的三角形井网法略优于矩形井网法,但这两种布井方法没有明显的优势差别.因此,在实际的超临界CO_2强化卤水开采项目中,可根据现场地形和工程条件选择比较合适的布井方法.

超临界CO_(2)开采页岩气微观渗流机理研究进展

超临界CO_(2)开采页岩气可以提高页岩气采收率,实现CO_(2)的地质封存。从页岩气的吸附与解吸、CO_(2)与CH_(4)的竞争吸附、多尺度空间传质过程以及多场耦合作用下的页岩气渗流机理等几个方面介绍了超临界CO_(2)条件下页岩气渗流机理的研究现状。其中,由于吸附滞后现象的存在,需要同时考虑解吸模型。对于竞争吸附机理,从动力学直径、临界温度、分子极性和扩散速率等方面解释了页岩对CO_(2)的吸附能力强于CH_(4)的原因。

超临界CO_(2)压裂液对页岩储层支撑剂悬浮性能的影响因素分析

超临界CO_(2)压裂液的极低表观黏度导致了低携砂悬砂、漏失严重和压裂效果弱等诸多缺陷。针对超临界CO_(2)的上述缺陷,设计并合成了一种能显著提高CO_(2)压裂液黏度的增稠剂,并探索了不同地质条件(储层温度和储层压力)和化学剂等因素对CO_(2)悬砂性能的影响,同时揭示了超临界CO_(2)压裂液的悬砂机理。研究结果表明:较高含量的增稠剂不仅能够增加压裂液黏度,同时也能改善CO_(2)压裂液对颗粒的悬砂能力,0.5%(质量分数)的增稠剂可使CO_(2)压裂液黏度增大至3.2mPa·s,静置20 s的砂砾沉降量为0.5 g,沉降量低于纯CO_(2)压裂液(其表观黏度为0.04 mPa·s)时的1.7 g。此外,储层压力的升高也有助于提升超临界CO_(2)对颗粒的悬砂性能,而升高储层温度会降低超临界CO_(2)压裂液黏度和悬砂能力,此现象主要归因于超临界CO_(2)压裂液体系中微观网格密度的变化。通过以上研究,可为页岩储层的高效开采和超临界CO_(2)的应用提供切实有效的途径和方案。

太阳能热发电中超临界压力CO_(2)在渐扩变截面圆管内冷却传热强化机理

采用SST k-ω湍流模型对冷却条件下超临界压力CO_(2)(S-CO_(2))在等截面圆管、水平渐扩管以及不同倾斜角的渐扩管内的传热特性进行数值模拟。模拟结果表明,在相同换热面积下,相比较于等截面圆管,水平渐扩管的总传热系数提高了32.33%,30°倾斜渐扩管提高了33.12%;水平渐扩管的压降降低了53.87%,30°渐扩管降低了9.86%。采用综合性能评价准则PEC,得到水平渐扩管的综合性能最优。基于S-CO_(2)在拟临界温度Tpc处发生“类相变”的假设,获得了类液膜厚度沿管长方向的分布规律,在同一截面处,30°渐扩管的类液膜厚度最小,等截面圆管的类液膜厚度最大,从超临界态类两相的角度解释了强化传热。

超临界CO_2在非常规油气藏开采中的应用研究进展

综述了国内外超临界CO_2在非常规油气藏开采中钻井、压裂、驱替等方面的应用研究进展,分析了超临界CO_2在非常规油气藏开采的未来发展趋势及研究方向,以期推动超临界CO_2在非常规油气藏开采中的应用及发展。

夹带剂对超临界CO_2萃取茄尼醇过程的强化

夹带剂强化技术可显著提高超临界CO_2萃取茄尼醇的萃取效率．本工作在分析讨论萃取机理及夹带剂强化作用的基础上,研究了影响强化效应的夹带剂种类、用量、输入方式3个主要因素及其对茄尼醇萃取率的影响规律,并讨论了夹带剂与茄尼醇从萃取混合物中二级选择性解析的问题．在设计夹带剂强化萃取茄尼醇正交实验的基础上,进一步分析了夹带剂用量、压力和温度影响茄尼醇萃取率的顺序及显著性．最优强化萃取操作条件为压力25 MPa,温度40℃,95％乙醇用量为1．5 mL/g．并通过建立强化萃取茄尼醇的萃取率模型,对最优条件下超临界CO_2萃取茄尼醇的萃取率进行预测,预测值为82．4％,与实验均值81．5％基本一致．

超声强化超临界CO_2萃取柑橘落果中辛弗林

对超声强化超临界CO2萃取柑橘落果中活性成分辛弗林进行研究,并对不同方法的萃取物进行比较。结果表明:超声强化超临界CO2萃取柑橘落果中辛弗林的最佳工艺条件为:超声功率250 W、萃取温度45℃、萃取压力20 MPa、流体流量9 L/h、夹带剂含量12%、萃取时间4.5 h,辛弗林萃取率达到43.9%。其萃取物中辛弗林的含量为51.2%,高于超临界CO2法萃取物中辛弗林的含量(44.7%),远高于溶剂法萃取物中辛弗林的含量(4.6%)。

超声强化超临界CO_2萃取樟树叶精油的研究

采用超声波强化超临界CO2萃取樟树叶精油,并采用正交实验对萃取工艺进行了优化。研究结果表明:当萃取压力为16MPa、温度为50℃、时间为80min、CO2流量为16kg/h、超声波功率为240W、超声波频率为20KHz时,能获得比较好的效果,精油的平均提取率可达1.92%。GC-MS的分析结果表明:樟树叶精油中樟脑+β-芳樟醇的含量最大,含量为23.99%,其次为桉油醇和α-松油醇,含量分别为15.69%和11.01%。

超临界CO_2萃取丹参及超声强化超临界工艺探讨

目的:探索超临界CO2萃取及超声强化超临界CO2萃取丹参酮工艺。方法:以丹参酮ⅡA、隐丹参酮及总丹参酮提取率为考察指标,正交试验法优选丹参超临界CO2萃取工艺参数,并用平行试验考察超声强化超临界提取工艺。结果:丹参超临界CO2萃取工艺为:药材粉碎过20目筛,以与药材等量的95%乙醇作夹带剂,萃取压力25 MPa,萃取温度40℃,萃取时间2 h;通过超声强化作用,萃取压力可降至18 MPa,萃取时间缩短至1.5 h,丹参酮ⅡA、隐丹参酮、总丹参酮的提取率分别提高0.50%、1.11%、0.28%。结论:丹参超临界CO2萃取丹参酮工艺稳定、可行,超声对超临界CO2萃取丹参酮具有强化作用。

超临界CO_2萃取-结晶强化措施研究进展

针对超临界CO2萃取结晶天然产物有效成分存在较大的局限性,本文总结了夹带剂法、配位剂法、磁场法、电场法、超声强化法、表面场法等强化措施以提高超临界CO2萃取结晶效果。

超声强化对蜂胶超临界CO_2萃取物组成的影响

采用气相色谱—质谱法(GC—MS)分离鉴定了超声强化超临界CO2萃取蜂胶萃取物中的成分,并与采用超临界CO2萃取产物的成分进行了比较。实验共鉴定出40种组分,超声强化超临界CO2萃取物与超临界CO2萃取物样品的化学组成相似,但超声强化超临界萃取物中,苯甲酸、肉桂酸肉桂酯、Z-14-二十四碳烯酸和柯因等物质含量较高。结果表明,超声强化对超临界CO2萃取蜂胶中有效成分(如柯因等化合物)有一定的强化作用。

超声场对超临界CO_2流体萃取过程的强化

就超声场对超临界CO2 萃取过程进行强化的技术及其应用进行了论述 。

超声强化超临界CO_2萃取柞蚕油工艺及其产业化经济分析

为了更好地开发利用柞蚕资源,以生产运行的1.6 t/a(吨/年)超声强化超临界CO2萃取(USCE)柞蚕油生产线作为案例,分析了USCE柞蚕油生产线的技术、经济及环境指标成本所占生产过程单元的比例。分析结果表明,USCE柞蚕油技术相比传统的压榨法、溶剂提取法可有效地解决功能性物质的变性问题,柞蚕油萃取得率达13.88%,生产过程中的单位能耗为1.77×105 kJ/t;CO2排放0.28 t/t;生产成本15 100元/t。比超临界CO2萃取(SCE)制备柞蚕油提高萃取得率17%,节约生产成本24%左右,降低生产能耗34%,具有大规模工业化生产应用的前景。

超临界CO_2萃取传质过程的物理强化技术

超临界CO2萃取技术是一种高新物质分离精制技术,其和传统萃取方法相比具有很多优势,但其还存在着一些问题,如操作压力大,萃取时间长,设备要求较高,能耗相对也较大,提取能力小,萃取率有待进一步提高,从而限制了其应用。采用超声场、电场等物理手段对超临界萃取过程进行强化,可有效提高萃取得率,降低操作压力等,因而成为人们研究的一个新方向。就这些对超临界CO2萃取过程进行强化的技术及其应用进行了论述,并提出了所存在的问题和研究方向。

注超临界CO_2开采高温废弃气藏地热机制与采热能力分析

高温废弃气藏具有巨大的地热开采潜力。在对比分析超临界CO2和常规携热介质水的热物性基础上,提出注超临界CO2开采高温废弃气藏地热的方法。利用数值模拟方法对CO2在高温废弃气藏中的采热能力及影响因素进行评估。结果表明,由于CO2具有很高的可注性和流动性,超临界CO2的采热速率可达到水的1.5倍;利用CO2循环开采高温气藏地热,不仅可以实现高效地热开发,还可以实现CO2地质埋存;对废弃气藏而言,可以充分利用现有井网和地面设施,减少初期资本投入,实现高温废弃气藏地热的有效和经济开发,进一步提高气藏的利用价值,延长其经济寿命。

超临界CO_2驱替煤层CH_4装置及试验研究

自主研发了MCQ-Ⅱ型大试件(100mm×100mm×200mm)超临界CO2驱替煤层CH4试验装置,该装置不仅能够保障试验过程中CO2始终处于超临界状态,而且可测量煤体吸附过程中的体积膨胀。借助本装置对同一温度不同体积应力条件下的超临界CO2的渗透性及其驱替CH4效果进行了试验研究。试验结果表明:在50℃、恒定体积应力为48~60MPa条件下,超临界CO2的渗透率与注入渗透压呈正相关关系,与体积应力呈负相关关系。超临界CO2在煤体中的渗透特性远远高于其在常态条件下的渗透性。试验同时发现,超临界CO2在煤体中的吸附量与孔隙压力及体积应力均呈正相关,在48和60MPa的体积应力下,单位体积的煤体分别可累计吸附10.82~17.52体积和16.12~20.40体积的CO2;试验还测得了不同条件下煤体吸附CH4、超临界CO2及超临界CO2驱替煤体CH4过程中,煤体体积膨胀百分比。在超临界CO2驱替CH4试验中,2号焦煤煤样试件中注入气体体积(包括CH4,CO2)均小于1号弱黏煤煤样,但是两煤样中的CO2/CH4置换比及CO2最终储存率相当,分别为4.01/4.16,20.05%/20.09%。

微波强化超临界CO_2萃取杜仲叶中桃叶珊瑚苷工艺研究

目的:优选萃取杜仲叶中桃叶珊瑚苷的最佳工艺条件。方法:以杜仲叶中桃叶珊瑚苷的提取率为指标,采用正交试验考察了4种因素萃取压力,萃取时间,微波功率,提取温度对桃叶珊瑚苷提取的影响。结果:正交试验考察优化的结果为:萃取压力:20Mpa,萃取时间:30min,微波功率:600W,提取温度35℃。结论:与传统溶剂萃取法相比,微波强化超临界CO2萃取能大大节省提取时间、提高产品的收率和杜仲叶的利用率、防止活性成分的分解或降解。

不同阶煤超临界CO2驱替开采CH4试验研究

由于地质成因与孔裂隙结构的差异,不同阶煤的渗透性与驱替开采CH 4效果不同。为研究超临界CO 2在不同变质程度煤体中驱替开采CH 4的效果,利用尺寸为100 mm×100 mm×200 mm的原煤试件,在恒定的温压(50℃,25 MPa)条件下,以10 MPa超临界CO 2驱替压力对4种不同变质程度的煤(弱黏煤、气煤、1/3焦煤和无烟煤)展开试验研究,结果表明:①不同煤阶煤体的孔隙形态与发育程度有较大差异,弱黏煤孔隙类型以墨水瓶型为主,无烟煤孔隙为狭缝型,而气煤与1/3焦煤则为楔形或平行板孔;对比孔隙比表面积,无烟煤与弱黏煤相对较高,分别为259.6510,154.0669 m 2/g,而气煤与1/3焦煤较低,分别为71.2359,41.4201 m 2/g;②煤渗透率受成矿地质环境和构造活动等导致的煤体结构、变质程度、裂隙发育程度、煤岩组成等多种因素的影响,在相同的有效应力下,4种测试煤样渗透率随变质程度升高而逐渐降低,驱替过程中CO 2注入量也随变质程度升高而降低,在25 MPa围压、10 MPa注入压力条件下,弱黏煤、气煤、1/3焦煤和无烟煤的渗透率分别为4.58×10-18,2.75×10-18,0.91×10-18和0.05×10-18 m 2,驱替实验结束时,CO 2注入量分别为18.13,6.45,5.01和0.78 mol;③4种煤试件的CH 4产出率和CO 2储存量均表现为气煤>1/3焦煤>弱黏煤>无烟煤,孔隙以楔形或平行板孔为主、比表面积较低、渗透率中等的气煤与1/3焦煤驱替置换效果相对较好,反映了超临界CO 2驱替开采CH 4效果是不同变质程度煤孔隙形态、发育程度以及渗透率的综合表现。

超声对超临界CO_2反相微乳萃取人参皂甙的影响

采用自行设计的超声强化超临界CO2反相微乳萃取设备,以AOT为主表面活性剂,乙醇为助表面活性剂,研究了超声对超临界CO2反相微乳萃取人参皂甙的影响.试验发现,在萃取压力、温度、时间和CO2流量分别为24 MPa、45℃、4 h、2 L/h的条件下,超声强化AOT/乙醇/超临界CO2反相微乳的人参皂甙萃取率是以乙醇作夹带剂的超临界CO2萃取法的7.42倍、AOT/乙醇/超临界CO2反相微乳萃取法的2.30倍;人参皂甙萃取率随超声辐照时间的延长而上升,随超声功率的增大先升高后降低;在超声功率较低的条件下,低频超声比高频超声更有利于反相微乳的萃取,而在超声功率较高的条件下,高频超声则比低频超声更有利于反相微乳的萃取.并且超声的加入没有改变超临界CO2反相微乳萃取的选择性.超声对超临界CO2反相微乳萃取的强化效应可能归因于超声的机械波动效应和热效应.

超临界CO_2与煤中矿物的流固耦合及其地质意义

针对超临界CO2与煤中矿物反应改变煤岩物性、影响CO2驱替煤层气开采的现状,介绍了超临界CO2与矿物碳酸化反应的基本原理,评述了煤中矿物碳酸化过程对煤岩物理性质的改造作用。基于前人研究成果,指出现有实验室模拟与地质条件下煤中矿物碳酸化过程存在很大差异,认为地质条件下超临界CO2与煤中矿物的流固耦合机理严格受控于煤岩的孔裂隙系统,指出超临界CO2与煤中矿物流固耦合作用对矿物形态与结构及煤岩力学性质、表面电性、吸附性等的改造有待进一步认识。并指出煤岩结构的完整性和弱水动力条件是建立合理煤中矿物碳酸化过程及效应的基础。