基于分子动力学的钠离子与纳米二氧化硅表面的相互作用过程模拟

认识盐水中的Na^(+)对纳米SiO_(2)的作用过程,可为优化纳米SiO_(2)在石油开采领域的应用参数提供依据。以无定形纳米SiO_(2)粒子为研究对象,构建了一种既有饱和稳定的硅醇基团,又有脱质子化的硅醇基团的纳米SiO_(2)粒子模型。通过分子模拟方法,刻画了Na^(+)在纳米SiO_(2)表面的运移特征、扩散行为、对氢键的影响以及体系中的相互作用能。结果表明,在纳米SiO_(2)-NaCl溶液体系中,当Na^(+)运移至距纳米SiO_(2)粒子表面6.540A时,短程力开始起作用;当Na^(+)运移至距纳米SiO_(2)粒子表面2~3A时,二者发生电荷交换,Na^(+)产生振荡运动。在NaCl质量浓度为3 g/L时,Na^(+)与水分子主要进行水合作用,形成稳定的溶剂化层,Na^(+)与纳米SiO_(2)粒子之间的作用力弱,Na^(+)更易在溶液中扩散。随着NaCl质量浓度增至7 g/L,Na^(+)突破溶剂化层,和水分子一起被吸附到纳米SiO_(2)粒子的表面,发生电荷置换,Na^(+)的运移能力减弱,扩散系数由1.39×10^(-4)A^(2)/ps下降至3.75×10^(-5)A^(2)/ps,斯特恩层的厚度由0.88A下降至0.72A,亥姆霍兹层的厚度由0.64A下降至0.20A,纳米SiO_(2)与Na^(+)之间的相互作用能由-14 000 kcal/mol变为-22 000 kcal/mol,纳米SiO_(2)的稳定性逐渐被破坏。Na^(+)与纳米SiO_(2)粒子的静电相互作用是影响纳米SiO_(2)粒子表面性质的主要作用力,氢键和范德华力则是次要作用力。研究结果可为纳米SiO_(2)材料在油气开采领域及其他相关行业的应用提供基础理论认识。

二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率技术进展与展望

国内外碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已取得初步进展.通过系统调研及研究实践,总结了二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率的技术进展,并对下一阶段的研究趋势进行了展望.研究表明:二氧化碳提高油气采收率是目前CCUS的主流应用方向,并且CCUS项目主要应用于常规油气藏,每注入1 t二氧化碳可采出原油0.1~0.6 t.如何应对二氧化碳气窜是二氧化碳提高油气采收率面临的关键问题.下一阶段的研究主要围绕二氧化碳提高非常规油气藏的采收率,如何使注入的二氧化碳能够有效地进入页岩或煤层基质仍是该类油气藏提高采收率的研发重点方向.除了二氧化碳提高油气采收率之外,二氧化碳还可用于提高地热采收率,目前的研究主要围绕二氧化碳与水作为工质开发地热的效果对比,温度场、应力场、渗流场、化学场的耦合作用对二氧化碳开发地热过程的影响仍有待进一步的研究.在同一个油气藏中利用二氧化碳作为工作流体先后开展提高油气采收率、提高地热采收率和二氧化碳地质封存一体化可能成为CCUS的发展趋势.该研究对加速CCUS部署以及油气和地热的协同开发及实施双碳战略有重要意义.

川东北地区侏罗系沉积特征及其物源构造属性

盆地沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径.采用地层层序及沉积格局、古流向测量及砂岩碎屑颗粒组成特征分析等综合方法研究了川东北地区侏罗系的沉积特征,编制了沉积厚度等值线图,统计了古流向及砂岩碎屑颗粒组成特征,分析了物源区构造环境.……