原油加热管道腐蚀失效原因分析

为了探究原油加热管道的断裂失效原因,观察了管体内壁腐蚀宏观形貌,检测了原油中的介质及管体内壁、测量腐蚀坑几何尺寸,并对失效管段不同位置处进行化学成分分析、组织形貌观察和力学性能试验分析、能谱分析等。结果发现,管体理化性能均符合标准要求,原油中硫酸盐还原菌(SRB)的存在是导致加热管腐蚀的主要原因,而水中Cl-的存在加速了管体内壁腐蚀。建议定期对管道进行清管,严格控制管道中水含量,同时建议开展站场腐蚀风险分析,对管体易发生腐蚀的部位加强监测。

深部含层理弱面储层井壁失稳力学研究进展

深部储层油气藏资源储量丰富,由于复杂的地质因素、工程因素制约着深部油气藏安全高效开采。井壁失稳导致的卡钻、井塌、井漏等一系列问题给钻井工程造成巨大损失。本文在分析井壁失稳力学机理上,着重论述力学及其多场耦合下对井壁失稳影响机制,最后提出促进深部含层理弱面钻井理论技术的建议。研究发现:层理弱面发育、高温高压环境、地层倾角改变、岩石水化作用等因素是导致岩石力学强度弱化、深部储层井壁失稳的主要影响因素。不同倾角下的岩石力学强度存在巨大差异,含层理弱面岩石更容易发生水化膨胀,需合理优化钻井工程参数以及钻井液密度。本文较为系统地对井壁岩石力学及相关方面的研究进行了归纳,可深入了解深部储层井壁稳定性力学影响机制,为实际生产与工程实际提供参考。

油田低温集输技术可行性研究及应用

随着大庆油田逐渐进入开采后期,采出液平均含水率高达95%以上,现有的掺水集油工艺会造成地面集输系统的大量热能损失。为实现油气集输系统节能降耗,采用低温集输技术,参照临界粘壁温度经验算法并通过摸索试验,得出水聚驱不同产液量、含水率的集油环生产情况临界粘壁温度,按照“一井一策、一间一掺水”的创新管理模式,将粘壁温度作为集输界限指导低温集输工作,共试验水驱174口、聚驱10口采出井,累计减少掺水量29.6×10^(4) m^(3),年节气量103.6×10^(4) m^(3),实现油田节能降耗。

层理性页岩油储层井壁坍塌失稳区域研究

层理性页岩油储层钻井过程中井壁稳定性差,易发生井壁坍塌、卡钻等事故。为揭示层理面对页岩油储层井壁坍塌扩径的影响规律,基于MG-C强度准则和多弱面准则,构建了页岩油储层钻井井周受力数值模型和坍塌区域预测方法,计算了单一弱面和多弱面在不同应力机制下的坍塌扩径规律。研究表明:多弱面的存在使基质和弱面破坏同时发生,引发井壁坍塌形态复杂化,弱面诱发的井壁坍塌扩径要显著高于基质;相较于走滑应力机制,正应力机制下井壁坍塌随应力比变化更显著,坍塌风险更高;正应力机制下,当应力比超过1.5,井壁扩径率超过100%,且急剧增大。研究成果可为在不同区域应力机制的钻井过程中,预防页岩油储层井壁垮塌提供理论指导。

微胶囊化植物精油在果蔬保鲜包装中的应用

植物精油的天然抑菌性和抗氧化活性使其在果蔬保鲜领域有着广泛的应用前景。然而,植物精油具有强烈气味、易挥发等缺点,应用效果不佳。微胶囊技术可以掩盖精油的强烈气味,保持其化学稳定性,且具有缓释效果,可以更好地发挥植物精油在果蔬保鲜包装方面的优良性能。介绍了植物精油的抑菌活性、抗氧化活性以及植物精油微胶囊的芯材、壁材和常用的制备方法,对植物精油微胶囊保鲜剂控释包装、复合保鲜薄膜包装和可食性涂膜包装在果蔬保鲜包装方面的研究现状进行综述,以期为微胶囊化植物精油在果蔬保鲜包装方面的进一步研究与应用提供参考。

湿藻油脂制备生物柴油的研究进展

利用含油量高、生长速度快及能净化环境的微藻转化制取生物燃料具备较大发展潜力,是实现“碳中和”和解决环境问题的有效途径之一。为了降低微藻制取生物柴油的能耗,利用湿法提取技术直接从湿藻生物质中提取油脂制备生物柴油成为研究热点,综述了传统细胞破壁提油酯交换法、原位酯交换法及新型水热破壁提油酯交换法3种湿藻油脂制备生物柴油的研究情况并分析了各自存在的问题。传统细胞破壁提油酯交换法需要有机溶剂提取油脂和酯交换两步实现生物柴油的制备,生产工艺复杂,生产投入较高。原位酯交换法可实现微藻生物质一步转化为生物柴油,但存在醇消耗量过大(酸催化原位酯交换)或高温高压能耗高(超临界醇原位酯交换)等问题。新型水热破壁提油酯交换法能够在不使用有机溶剂的情况下实现湿藻油脂的高效分离,但水热温度较高时油脂会与微藻其他组分反应导致油脂品质劣化,水热温度较低时难以有效破坏细胞壁导致油脂提取效率降低。绿色溶剂辅助水热法可有效降低水热温度并抑制副产物的生成,可提高湿藻油脂提取率。为实现湿藻油脂的高效、环保、低耗制备生物柴油,可进一步依托深共熔溶剂等创新绿色溶剂低耗高效绿色提取微藻油脂。

低含水阶段含蜡原油不加热集油温度下限确定

油田开发初期,井口采出液含水率较低,管流在集输过程中极易形成W/O乳状液,当集油温度降低时,蜡分子析出,凝油大量黏附积聚在管道内壁,导致井口回压升高,严重时可能会发生堵管等事故,对降温输送产生了巨大阻碍。因此针对低含水阶段含蜡原油开展不加热集油温度下限研究,本文提出不加热集输温度边界条件判定方法,对于开发初期油田不加热集输工艺的开展具有重要意义。利用室内可承压模拟罐装置进行了低含水含蜡原油粘壁实验,对低含水阶段含蜡原油的粘壁规律进行了分析,确定了凝点、含水率、剪切速率是影响粘壁温度的主要因素,建立了低含水阶段含蜡原油不加热集输粘壁温度预测模型,利用油田现场环道实验装置进行了验证,误差在2℃范围内,满足工程运用需求。

特高含水期原油低温集输温度边界确定方法

随着国内油田逐渐进入开采后期,本文提出黏壁温度作为综合含水率70%~90%的高含水低温集油的评价指标已进入推广阶段且效果显著,但在现场降温试验中发现含水率90%以上的特高含水期原油管线实际运行温度与黏壁温度预测结果之间存在一定误差。因此,针对特高含水期原油开展低温集输温度边界条件研究,对完善油田低温集输技术具有重要意义。利用环道实验装置进行了特高含水期原油黏壁凝油冲刷实验,对特高含水期原油油水两相流动特性和油相黏壁特性进行分析,确定了屈服应力是阻碍黏壁凝油在管道内被冲刷剥离最主要的影响因素。编制了特高含水期原油低温集油温度预测软件,利用油田单井集油管线的现场降温试验进行了验证,误差在2℃范围内,满足工程运用需求。

汽爆预处理对油莎豆组分、微观结构及油脂提取率的影响

旨在提高油莎豆油的提取率,对油莎豆进行不同时间的汽爆预处理,探究汽爆预处理对油莎豆的化学组分、微观结构以及油脂提取率的影响。结果显示:汽爆预处理使油莎豆的脂溶物和水溶物含量增加,纤维素、半纤维素和果胶含量减少,木质素含量增加;汽爆预处理使油莎豆细胞壁主要化学键发生断裂或修饰;汽爆(30min)后油莎豆形状发生明显变化,细胞间裂缝变大,细胞结构破损,排列杂乱;汽爆后油莎豆的油脂提取率增至18.41%,比汽爆前(14.58%)提高26.27%。综上,汽爆破壁促进油莎豆油提取的方法是可行的。

井研地区筇竹寺组页岩储层水平井钻井井壁稳定性评价

川西南井研区块筇竹寺组页岩气具有良好的开发前景,但由于对其岩矿组分、力学性质、水化特征等认识程度较低,钻井井壁稳定性认识不清,导致出现掉块、阻卡等复杂情况。为了充分认识该区寒武系筇竹寺组地层的井壁稳定性,明确粉砂质页岩水化作用及其对坍塌压力的影响规律,在岩石力学实验的基础上,研究不同钻井液浸泡时间对岩石力学参数的影响规律,建立考虑水化作用的井壁稳定性预测模型,分析不同井斜方位下坍塌压力的差异。研究结果表明:筇竹寺组伊蒙混层含量高,具有一定膨胀性,水化作用后导致岩石强度降低,对井壁稳定性有较大影响;不同钻井液体系对井壁稳定性的影响有差异,总体上油基钻井液更有利于井壁稳定;考虑了水化作用的井壁稳定预测模型更加符合实际,以此为依据,通过优化钻井液设计可以有效降低井壁失稳风险,提高钻井时效。

基于超声检测的管道壁厚在线监测系统

以超声检测技术为基础的油气管道壁厚在线监测技术,对降低人力监测成本,提高油气管道减薄及失效的早期预警能力有重要意义。基于超声反射法设计了一套具有多通道的高精度超声管道壁厚在线监测系统,并在不同的试验温度下进行多壁厚在线监测试验,最后对结果进行分析校正,得到修正方程和修正模型。试验结果表明,采用所提数据拟合修正方法,管道壁厚超声检测的绝对误差在±0.04 mm内,相对误差在1%内,实现了油气管道壁厚的高精度监测。

油滴与高温固体壁面碰撞的流动与传热及飞溅特性

考虑油滴(油膜)/固体壁面接触角动态变化和油液热力学特征参数受温度影响,基于流体体积法建立了油滴与高温固体壁面碰撞的三维流动与传热数值计算模型,通过试验验证了数值计算模型的正确性。基于数值计算模型,分析了油滴碰撞高温固体壁面后的流动与传热及飞溅特性,以试验和数值计算结果为基础,建立了描述油膜铺展/飞溅临界判据。结果表明:油滴碰撞高温固体壁面后的状态与碰撞条件有关,破碎、飞溅有利于油膜的铺展流动;二次油滴是油膜边缘破碎产生的油带断裂而成,大直径二次油滴分裂为小直径油滴;随油膜铺展进程,壁面平均热流密度增大,而油膜的径向热流密度则逐渐减小;增大碰撞速度、油滴直径和润滑油温度,有利于油膜的破碎与飞溅,二次油滴数量和下飞溅角均随之增大。

美藤果油微胶囊包埋工艺优化及抗疲劳作用研究

目的优化美藤果油微胶囊的制备工艺,并探讨其抗疲劳功效。方法以美藤果油为芯材,以大豆分离蛋白、麦芽糊精为壁材,利用喷雾干燥法制备美藤果油微胶囊,并优化工艺参数,采用Schaal烘箱法进行加速氧化实验,并根据Van’t Hoff经验预测美藤果油微胶囊货架期;设置对照组、美藤果油组、微胶囊组,通过负重游泳实验及检测相关生化指标考察美藤果油及其微胶囊的抗疲劳作用。结果大豆分离蛋白:麦芽糊精质量为2:1时,微胶囊外观颗粒完整,呈规则圆形,包埋效果较好,最佳的工艺参数为进风温度:173℃、芯壁比:1:4、乳化剂用量:1.5%,包埋率为93.8%,与预测值较接近,加速氧化实验表明微胶囊化能够有效延长美藤果油保质期达608d;与对组相比,美藤果油及其微胶囊能够延长负重游泳时间,减少血清尿素氮、血乳酸的积累,增加机体肌糖原、肝糖原水平,提升运动持久性,减少疲劳。结论美藤果油的包埋效果良好,微胶囊化有利于提高其氧化稳定性,并且具有明显的抗疲劳功效。

基于多壁碳纳米管作为吸附剂的分散固相萃取/GC-MS对食用植物油中16种多环芳烃的快速测定

为了快速检测食用植物油中的16种多环芳烃(PAHs),以氨基化多壁碳纳米管(NH2-MWCNTs)作为样品前处理的吸附剂,采用分散固相萃取(d-SPE)/气相色谱-质谱联用(GCMS)同时测定食用植物油中的16种PAHs。通过单因素实验对样品前处理条件(吸附剂用量、吸附时间、洗脱剂类型及用量、洗脱时间)进行了优化,对所建立的方法进行了方法学考察,并与已有检测方法进行了对比分析,同时采用所建立的方法对实际样品进行了测定。结果表明:样品前处理最优条件为吸附剂用量15mg(样品食用植物油质量1.0g)、吸附时间1min、洗脱剂甲苯、洗脱剂用量500μL、洗脱时间5min;16种PAHs在1~200μg/kg范围内线性关系良好,方法的检出限在0.05~0.43μg/kg之间,定量限在0.17~1.42μg/kg,加标回收率和相对标准偏差分别为70.67%~101.83%和1.34%~9.32%;与已有前处理方法相比,d-SPE高效、简便,且最大程度地减少了有机溶剂的消耗;6种市售食用植物油中苯并[a]芘含量均小于2μg/kg。综上,所建立的方法适用于食用植物油中16种PAHs的测定。

山核桃分离蛋白为壁材的山核桃油微胶囊制备及其性能分析

本实验以麦芽糊精、蛋黄粉、山核桃分离蛋白和大豆分离蛋白为微胶囊的壁材,通过不同比例的组合复配,采取喷雾干燥法制备山核桃油微胶囊产品,分析微胶囊的微观形貌、热稳定性、贮藏稳定性以及抗氧化稳定性,研究不同壁材组合得到的微胶囊的性能。结果显示,以山核桃分离蛋白为壁材制备的山核桃油微胶囊包埋率达到73.68%,微胶囊结构完整致密,成功将山核桃油芯材包埋在内部并具有保护芯材的作用。微胶囊粉末具备一定的流动性、溶解性好。山核桃分离蛋白微胶囊在程序升温条件下(10℃/min),低于150℃条件下质量损失仅为5.48%,远低于大豆分离蛋白微胶囊(10.3%),因此更能够满足大多数食品的热加工需要。微胶囊化明显减缓山核桃油氧化速度,提高了山核桃油的贮藏稳定性。抗氧化性实验证明山核桃油微胶囊能有效提高山核桃油中活性成分的抗氧化稳定性。通过评价山核桃分离蛋白这一新颖的微胶囊壁材的性能,发现山核桃分离蛋白是一种卓越的微胶囊壁材,扩大了蛋白质壁材的选择范围。同时,为核桃分离蛋白资源的应用提供新的思路,提高了山核桃的附加值。

MH油田常温转输系统含水原油黏壁温度研究

MH油田原油含蜡易凝,冬季极寒(-40℃)环境下常温集输过程中原油黏壁概率增大,威胁管道安全运行。因此,亟需判断MH油田在实际运行工况以及未来工况下的常温转输可能性。通过改进后的冷指实验测得MH油田各转油站油品在不同含水率和不同流速下的黏壁温度,并采用极端梯度上升(XGBOOST)算法开展黏壁温度预测。其结果表明,M131、M18、BL、M2转油站原油在55%~80%含水率和0.90~2.72 m/s流速下的黏壁温度均低于凝点0.25~11.01℃,随含水率和流速增大,原油黏壁倾向减弱,黏壁温度降低。不同工况下XGBOOST算法黏壁温度预测结果与实验结果平均误差仅为8.36%。原油黏壁温度与各因素的重要度排序为含水率、原油凝点、流速,XGBOOST算法可用于预测MH油田转输系统变工况下常温转输的可行性。

不同壁材对水酶法提取油茶籽油乳化相微胶囊的影响

以水酶法提取油茶籽油所制得的乳化相为芯材,分别以明胶-阿拉伯胶、明胶-海藻酸钠、乳清蛋白-阿拉伯胶、乳清蛋白-海藻酸钠为壁材,制备4种油茶籽油乳化相微胶囊,并分析4种微胶囊的性质。结果表明:在4种微胶囊中,以明胶-海藻酸钠为壁材制备的油茶籽油乳化相微胶囊包埋效果最好,包埋率高达93.96%;以明胶-阿拉伯胶为壁材制备的油茶籽油乳化相微胶囊具有最小的平均粒径,更好的溶解性和热稳定性,可以制备出具有更好性能的油茶籽油乳化相微胶囊产品。

大型储液罐内外基础环墙抗不均匀沉降性能分析

大型储液罐对地基沉降变形非常敏感,需要采用基础环梁来防止其对上部结构的危害,因此,基础环梁设计是大型储罐建设的重要一环。本文采用有限元软件对大型储罐-基础环梁-地基土层的共同作用进行了数值模拟,主要考察了大型储油罐基础环墙环向拉力的分布,探讨了影响环墙受力的主要因素。研究表明,垫层参数对环墙环向拉力的影响较大,压缩性低,抗剪强度大并经过压实处理的垫层材料对应的环墙环向拉力最小,环墙环向拉力随环墙半径的增大先近似线性增加而后略微减小。

油基钻井液用耐高温碳酸钙-聚氨酯核壳型微球井壁强化剂

为了提高油基钻井液的封堵性能,以氯化钙、碳酸钠、谷氨酸、2,4-甲苯二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡等为原料,通过水热法制备了刚柔并济的核壳型碳酸钙-聚氨酯井壁强化剂。通过测定流变参数、破乳电压、滤失量和侵入深度等,考察井壁强化剂加量对基浆流变性、稳定性和封堵性的影响。将井壁强化剂与钛酸钾纤维、海泡石、硅藻土和氧化沥青等材料复配,研究了复配井壁强化剂对油基钻井液润湿性、流变性、稳定性、封堵性和耐温性等的影响。结果表明,井壁强化剂以耐高温且具备一定形变能力的聚氨酯为壳、碳酸钙球为核,微球粒径约2μm;对基浆流变性和稳定性的影响较小,可显著提高基浆的封堵性能;加量为2.5%~3.0%时可实现良好的封堵效果,破乳电压为525~542 V、侵入深度为0.6 cm。最优配方的复配井壁强化剂可显著提高油基钻井液的润湿性;对基浆流变性的影响较小,有利于基浆稳定性的提升,破乳电压提高至637 V。复配井壁强化剂各组分发挥协同效应,可以针对不同孔隙的裂缝进行有效封堵,表现出较好的降滤失性能。在常温下的滤失量和侵入深度分别为1.0 mL和0.2 cm。在经过180℃高温老化8 h后,复配井壁强化剂依旧保持较好的降滤失性能,滤失量和侵入深度分别为3.3 mL和0.3 cm,抗高温性能较好。核壳型井壁强化剂的聚氨酯软壳利于微球进入诱导裂缝的最前端,碳酸钙硬核能促进应力的分散,防止裂缝的进一步延伸,实现对井壁裂缝的有效封堵,同时能与钻井液保持良好的配伍性,封堵性能优异。