高含CO_(2)凝析气藏成藏过程中的流体相行为及油环体积预测

成藏后期的CO_(2)充注导致里贝拉区块高含CO_(2)次生凝析气藏的流体相行为十分复杂,油环体积预测难度很大。本文通过流体相平衡模拟、组分梯度分布计算及CO_(2)充注可视化实验,刻画了CO_(2)充注过程中的油气相行为,揭示了油环体积的动态变化规律,建立了基于气顶气组分拟合的高含CO_(2)次生凝析气藏油环体积预测新方法。研究结果表明:1)CO_(2)充注下的油环体积变化分为4个阶段:充注初期,油环以溶胀为主;充注前期,CO_(2)不断置换并萃取油相中的轻质组分,油环体积迅速降低;充注中期,CO_(2)持续萃取油相的轻、中质组分,油环体积缓慢减小;充注后期,CO_(2)-原油组分传质作用明显减弱,压缩效应导致油环体积进一步减小。2)轻质组分的强流动性使气顶气组成均一,重力分异作用使纵向上油环组分呈梯度变化。3)油环体积与气顶气组成和气油比密切相关。4)基于气顶气拟合新方法和不同井深现场勘探预测的油环体积占比分别为19.21%和22.30%,与CO_(2)充注可视化实验获得的油环体积占比(20.60%)较为吻合。

酸枣仁油的超临界CO_(2)萃取工艺及其抗氧化性研究

采用超临界CO_(2)萃取技术对酸枣仁进行油脂萃取。利用单因素实验方法考查了孔径、萃取温度、萃取压力、萃取时间四个因素对酸枣仁出油率的影响,最佳萃取条件下对酸枣仁油脂样品进行GC-MS组分分析及DPPH清除能力测定。结果表明:超临界CO_(2)萃取酸枣仁油的最佳工艺为过筛目数80目,温度为45℃,萃取压力40 MPa,时间30 min,在最佳萃取工艺条件下,出油率为29.40%。GC-MS检测结果表明酸枣仁油含有27种化合物,DPPH的清除率IC_(50)值为29.12 mg/mL。

Effect of Allelochemicals of Chinese-fir root extracted by supercritical CO_2 extraction on Chinese fir

Allelochemicals of Chinese-fir root was extracted by technology ofsupercritical CO_2 extraction under orthogonal experiment design, and it was used to analyzeallelopathic activity of Chinese-fir through bioassay of seed germination. The results showed thatas to the available rate of allelochemicals, the pressure and temperature of extraction were themost important factors. The allelochemicals of Chinese-fir root extracted by pure CO_2 and ethanolmixed with CO_2 have different allelopathic activities to seed germination, and the allelochemicalsextracted by ethanol mixed with CO_2 had stronger inhibitory effects on seed germination than thatextracted by pure CO_2.

不同渗透率储层超临界CO_(2)改造模拟研究

水力压裂是非常规能源开发中的一种高效储层改造方法,近年来超临界二氧化碳(S-CO_(2))被认为是一种很有前景的压裂液,相比于水基压裂液由于其具有更高的压裂能力而备受关注。但在基质渗透率(RMP)相对较高的储层岩石中,将超临界二氧化碳用于压裂会出现较高的滤失。本文通过离散裂缝网络(DFN)方法对考虑天然裂缝系统的不同储层进行了模拟,对用水压裂(WF)和用S-CO_(2)压裂(SCF)在不同岩石基质渗透率储层中的适用性及压裂能力进行了模拟研究。与常用的水基压裂液相比,在等同条件下S-CO_(2)的黏度和密度较低,更容易使储层岩石破裂并生成更为复杂的裂缝网络。但是在岩石基质渗透率相对较高的储层中,裂缝不断扩展会导致S-CO_(2)滤失量的不断加剧,严重影响裂缝流体压力的提升,并进一步影响到裂缝的扩展。数值模拟结果也呈现了压裂期间裂缝长度增长趋势出现近水平发展拐点,而这一现象恰恰反映流体滤失对裂缝扩展的影响。在这种情况下继续提高压裂液注入速度可以缩短压裂时间,从而有效降低滤失对压裂的影响。计算结果清楚地表明了岩石基质渗透率的重要性,这一结果可以直接用于S-CO_(2)压裂适用性及生产能力的理论指导。

CO_(2)干法压裂用支化硅氧烷及含氟聚合物类增稠剂研究现状与应用进展

近年来,CO_(2)干法压裂技术作为一种新型无水压裂技术已成为致密油气藏开发的重要研究方向。经调研发现,CO_(2)干法压裂技术尚未成熟,主要是因液态或超临界CO_(2)黏度低而存在滤失量大、携砂性能差等问题,需要加入增稠剂来提高CO_(2)的黏度。针对硅氧烷类增稠剂需借助大量助溶剂、其他增稠剂而增稠效果不理想、温度压力适应性差等问题,从增稠机理和增稠特性两方面概述了目前支化硅氧烷类(不使用或少量使用助溶剂)及含氟类增稠剂CO_(2)压裂液增稠剂的研究进展,并在增稠特性部分综述了这两类增稠剂的结构特征和性能特点。其次,对国内相关液态CO_(2)和超临界CO_(2)干法压裂技术现场应用进行综述。最后,分别从增稠机理、增稠性能和现场应用方面对干法压裂CO_(2)增稠剂及其压裂液体系未来的研究方向进行了展望。

阳春沟区块页岩气超临界CO_(2)增能压裂研究与应用

目的目前,超临界CO_(2)压裂应用前景广阔,为更好地指导现场应用,亟需明确超临界CO_(2)压裂的起裂压力和裂缝扩展规律。方法考虑压裂过程温度变化对CO_(2)物性的影响以及岩石中的热应力作用,建立热流固耦合超临界CO_(2)压裂模型。探究了水平应力差、天然裂缝逼近角以及CO_(2)注入温度对裂缝起裂的影响。结果在阳春沟Y井开展的现场试验表明:与水力压裂相比,超临界CO_(2)压裂可以明显降低裂缝起裂压力,即使在高水平应力差下,仍可以获得复杂的裂缝形态;天然裂缝逼近角增大,起裂压力随之增大,裂缝复杂程度增加;CO_(2)注入温度与地层温差越大,热应力作用越明显,裂缝形态越复杂。结论现场应用显示注入前置超临界CO_(2)可以有效降低起裂压力,有利于提高后续水力压裂的缝内净压力,增强储层改造效果。

超临界CO_(2)萃取去除焦化废水中苯酚机理分析

焦化废水处理难度大,有机污染物种类繁多复杂,苯酚作为其中最难降解的产物之一,高效去除苯酚是一大难题。应用超临界CO_(2)萃取法,采用模拟废水探讨了压力、温度、CO_(2)停留时间、V(乙醇)、CO_(2)流量等工艺参数对焦化废水中苯酚去除效果的影响。采用单因素实验确定最优参数,并基于IBM SPSS Statistics软件设计正交实验,进行参数优化。结果表明V(乙醇)对苯酚去除率的影响最为显著,在最佳工艺条件下,苯酚的平均去除率为99.87%。另外,基于Gaussian 09W软件进行了量子化学计算超临界CO_(2)萃取法去除苯酚的机理分析,模拟结果表明苯酚分子中羟基上的氢原子与乙醇分子中的氧原子形成氢键,乙醇中的氢原子与CO_(2)中氧原子形成氢键。研究策略的实施为焦化废水中苯酚的去除提供新方向,为苯酚的回收再利用提供可行性方案,为其他富含苯酚类有毒有害有机物的废水处理提供新思路。

高压超临界CO_(2)萃取茶籽油、核桃油及灵芝孢子油及其对质量的影响研究

研究高压超临界CO_(2)萃取茶籽油、核桃油及灵芝孢子油萃取效率及其对产品质量的影响,并与常规萃取压力进行对比。在萃取温度40℃、分离压力11 MPa、分离温度50℃的萃取条件下,对比分析65、50、35 MPa的萃取压力条件对3种功能性油脂萃取效率的影响。通过GC-MS、HPLC法及相关理化指标测定,研究高压等不同萃取压力对3种油的脂肪酸组成、不皂化物成分、活性营养成分及理化指标等质量的影响。萃取压力对3种油脂的萃取效率有明显的差异,萃取压力越高,收率相应升高,油脂萃取效率也越高;高压等不同萃取压力对油脂脂肪酸组成几乎没有影响,但能显著提高角鲨烯等活性成分的萃取;从理化指标上看,高压萃取条件有助于降低食用油的酸值,提高油脂的品质。

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。

不同超临界CO_(2)萃取条件对沙棘果油抗氧化活性的影响

为获得绿色安全且抗氧化活性高的沙棘果油,本文采用超临界CO_(2)萃取方法提取沙棘果油,并分析不同萃取条件对沙棘果油多酚含量和抗氧化特性的影响。结果表明,萃取条件为35℃、25 MPa时,沙棘果油的总酚含量最高,为7.74μg·g^(-1)。沙棘果油在20 mg·m L^(-1)时,DPPH自由基清除率最高,为97.50%,ABTS自由基的清除能力较高,TEAC值为1.93 mmol·g^(-1)。综合考虑,超临界CO_(2)萃取沙棘果油的工艺条件为35℃、25 MPa。

裂缝内CO_(2)压裂液相态分布特征的数值模拟研究

CO_(2)干法压裂工艺利用纯液态CO_(2)进行携砂压裂施工,对储层进行改造,该技术已实现大量现场应用。但是,CO_(2)压裂液在裂缝内的相态分布尚未进行系统的研究。运用流体模拟软件,建立二维裂缝的物理模型,分析CO_(2)压裂液在造缝过程中的相态分布。研究结果表明,在造缝过程中,CO_(2)压裂液以液态CO_(2)和超临界CO_(2)两种相态存在,并且以超临界CO_(2)的分布为主;CO_(2)压裂液充满裂缝时,随着测点与井口距离的增加,CO_(2)温度先增加,然后趋于稳定;CO_(2)压裂液进入裂缝内,压裂施工完成20 min时,裂缝内CO_(2)的温度达到地层温度;地层温度越低,液态CO_(2)吸热越慢,达到超临界相态所需时间越长,超临界CO_(2)分布区距离缝口越远。

澳洲坚果油的超临界CO_(2)萃取工艺及其品质研究

以澳洲坚果为原料,通过超临界CO_(2)萃取制备澳洲坚果油。以澳洲坚果油得率和酸价为指标,在单因素试验的基础上通过正交试验优化萃取工艺,并对澳洲坚果油品质进行分析。结果表明:最优萃取条件为萃取温度35℃、萃取压力45 MPa、分离釜Ⅰ温度45℃、分离釜Ⅰ压力8 MPa、分离釜Ⅱ温度45℃、分离釜Ⅱ压力6 MPa。在此条件下,澳洲坚果油得率达51.33%,酸价为0.43 mg/g。产品品质分析表明,澳洲坚果油中油酸相对含量62.26%、棕榈油酸相对含量15.89%、角鲨烯含量(31.960±1.21)mg/g,表明超临界CO_(2)萃取的澳洲坚果油是高品质的木本油。

水蒸气蒸馏和超临界CO_(2)萃取法提取欧洲刺柏果精油及其在卷烟加香中的应用

采用水蒸气蒸馏和超临界CO_(2)萃取法提取欧洲刺柏果精油,并采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对其挥发性成分进行分析和卷烟加香试验。结果表明:(1)两种方法制备的欧洲刺柏果精油A和B得率分别为0.7%和3.8%;(2)欧洲刺柏果精油A主要成分为α-蒎烯(质量分数41.114%)等单萜类化合物,欧洲刺柏果精油B主要为大根香叶烯D(质量分数10.295%)等倍半萜类化合物,欧洲刺柏果精油B中含氧单萜和含氧倍半萜的相对含量高于欧洲刺柏果精油A;(3)两组精油均具有增加卷烟清香特征香韵、柔和细腻烟气、提升烟气透发感、降低杂气和刺激性的作用,其中欧洲刺柏果精油B应用效果较好。

超临界CO_(2)萃取-气相色谱-质谱分析植物精油成分——仪器分析综合实验教学改革

气相色谱-质谱分析植物精油成分是我院“现代化学实验与技术(仪器分析部分)”的本科综合实验,以往采用水蒸气蒸馏法提取植物精油,存在提取率低、溶剂残留、工艺时间长等问题。超临界CO_(2)萃取是先进的绿色萃取技术,对于天然产物中有效成分提取有较大优势。本实验通过超临界CO_(2)萃取提取柑橘精油,并与传统水蒸气蒸馏法比较,共提取精油成分106个组分,各类成分相对含量从高到低的顺序是萜烯、醛、酸、酯、酮和醇类,其中萜烯类成分为89.55%。采用超临界CO_(2)萃取技术处理样品,可以让学生了解更多新型样品前处理技术,提高学生的实验技能、研究和创新思维,减少实验时间,减少有毒试剂使用,进行绿色实验教学。

牡丹籽油超临界CO_(2)萃取制备工艺优化及其抗氧化功效研究

以牡丹籽为原料,利用正交实验法分析超临界CO_(2)萃取牡丹籽油过程中CO_(2)流量、萃取温度、萃取时间以及分离压力对提取率的影响。结果表明,在萃取过程中,参数设置CO_(2)流量为20 kg/h、萃取时间为2.5 h、萃取温度为45℃以及分离压力为8 MPa时提取率最高,达到92.6%。采用该提取工艺制备的牡丹籽油通过生化分析、细胞生物学技术等手段,以清除DPPH、PTIO自由基能力、细胞氧化损伤存活率评价其抗氧化功效。结果表明,牡丹籽油对DPPH、PTIO自由基具有一定的清除作用,对成纤维细胞的氧化损伤具有很好的保护作用。牡丹籽油作为一种具有抗氧化功效的基础植物油,可被广泛应用于皮肤护理领域。

响应面优化超临界CO_(2)萃取两粤黄檀挥发油的工艺研究及成分分析

两粤黄檀作为一种名贵的香料,提高其挥发油的萃取率对工业生产具有重大意义。以两粤黄檀为原料,采用超临界CO_(2)萃取两粤黄檀挥发油,在单因素试验的基础上,利用响应面优化萃取工艺,并确定了最佳工艺条件,利用气相色谱-离子迁移谱对两粤黄檀挥发油的挥发性成分进行分析。研究表明,两粤黄檀挥发油最佳萃取工艺为萃取压力30 MPa、萃取温度42℃、萃取时间3.8 h,在此条件下挥发油得率为(7.23±0.03)%,与理论值(7.44±0.05)%相差不大。从两粤黄檀挥发油中共鉴定出47种已知化合物,包含醛类17种、酮类3种、醇类5种、酯类11种、萜烯类7种、酸类2种、呋喃类1种、硫醚类1种,醛类、酯类和萜烯类是两粤黄檀挥发油的主要挥发性成分。该研究对两粤黄檀挥发油的进一步开发利用有重要意义。

再生聚酯纱线的超临界CO_(2)萃取除油工艺

再生聚酯在纺纱时需加入纺丝油剂,油剂会影响后续染色过程。为减少油剂对后续染色过程的影响,采用超临界CO_(2)流体萃取法,研究了再生聚酯纱线在超临界体系下的除油效果,选取除油温度、压力、时间、CO_(2)流量作为研究因素,利用响应面法对工艺条件进行优化,采用扫描电镜和红外光谱分析进一步对除油后纱线性能进行探究。结果表明:最佳工艺条件为除油温度64℃,除油压力21 MPa,除油时间60 min,CO_(2)流量415 kg/h,在此条件下再生聚酯纱的除油率可达到78%,超临界CO_(2)除油后的纱线表面油剂有一定减少,纱线物理结构未受到影响。

超临界CO_(2)萃取精制辣椒来源天然胡萝卜素的方法

对辣椒来源天然胡萝卜素超临界CO_(2)萃取精制工艺条件进行研究。以低含量的辣椒来源天然胡萝卜素为原料,通过正交试验研究辣椒来源天然胡萝卜素的超临界CO_(2)萃取精制方法。结果表明,最佳萃取条件为萃取温度55℃,分离温度40℃,萃取流量22.5 L/h,萃取釜压力30 MPa,分离压力为4 MPa,萃取时间3.0 h。在此条件下,可得到含量大于30%的天然胡萝卜素产品,产品回收率达到91%以上。此法具有产品回收率高、工艺绿色环保、操作简单的特点,为辣椒来源天然胡萝卜素的生产提供了参考依据。

超临界CO_(2)萃取清香木叶挥发性成分及抗氧化活性研究

目的:研究清香木叶挥发性成分的超临界CO_(2)流体萃取工艺及其体外抗氧化活性。方法:采用超临界CO_(2)流体萃取其中的挥发性成分并通过单因素正交实验优化萃取工艺;利用气相色谱-质谱技术(GC-MS)分析挥发性成分的主要成分并以其对DPPH、ABTS和OH自由基的清除率评价其体外抗氧化活性。结果:超临界CO_(2)流体萃取清香木叶挥发性成分的最佳萃取工艺为:萃取温度为30℃,萃取时间为45 min,萃取压力为24 MPa,夹带剂(无水乙醇)用量为0.15 mL/g,在此条件下的萃取率为3.66%。在以水、甲醇和乙醇为夹带剂萃取物中分别鉴定出26、20和26种化合物,其主要化学成分有萜烯类、甾醇类、有机酸类、烯酮类和酯类。清香木叶挥发性成分对DPPH、ABTS和OH自由基的IC_(50)分别为0.632、0.485、0.566 mg/mL,具有较好的抗氧化活性。结论:优选的清香木叶中挥发性成分萃取工艺合理可行,且在该工艺下萃取的挥发性成分具有较强的体外抗氧化活性。

超临界CO_(2)萃取技术提取麻辣火锅油工艺优化研究

传统火锅麻辣火锅油的提取方法大部分是普通浸提法,该方法存在生产周期长,提取效率低的特点。而超临界CO_(2)萃取技术作为目前领域内较为新型的提取技术,具有萃取效率高、安全无毒、萃取剂可以重复使用等优点。该研究以辣椒素和花椒酰胺的含量为指标,优化了超临界CO_(2)萃取技术对麻辣火锅油的萃取工艺,得到最佳萃取工艺条件:萃取时间为40 min,CO_(2)流量为30 kg/h,萃取温度为60℃,萃取压力为2.5 MPa;萃取后其辣椒素含量为(105.28±2.06)mg/g,花椒酰胺含量为(87.65±1.04)mg/g。与传统提取技术相比,麻辣火锅油萃取率及感官评分更高。经检测,萃取的麻辣火锅油理化指标符合国家和企业相关标准要求,该研究可为以后的工业化加工提供技术铺垫。