储层矿物润湿性的测量方法综述

储集岩的润湿性对孔隙中流体的分布与流动至关重要,关系到油气田提高采收率措施的选择及其实施效果,由于地下油气储层中矿物成分复杂、流体组成多样,目前尚无统一的储层岩石润湿性测量标准,根据油藏的具体条件选择合适的润湿性测量方法对石油开采至关重要。基于此,从物理实验与数值模拟两方面详细讨论了国内外目前使用较广且最新的测量岩石润湿性的方法,针对这些方法的原理、优缺点及适用条件进行总结,并对润湿性测量方法进行了展望。该研究有助于优选适用的润湿性测量方法,可为提高储层中岩石润湿性表征的准确性提供借鉴。

页岩干酪根平均分子结构模型的构建方法

页岩中的主要有机成分是干酪根。一个真实的干酪根分子结构模型是利用分子动力学研究页岩有机质微观性质的基础。前人多建立二维干酪根模型,对三维干酪根结构模型的建立较少。因此,很有必要介绍一种建立页岩干酪根的三维分子结构模型的详细步骤。笔者等基于构建出的南堡页岩干酪根的二维分子结构模型,利用分子动力学模拟的手段,根据干酪根的密度.

均相光催化制氢体系有机染料光敏剂的研究进展

氢能是一种理想的清洁型新能源,在可再生能源中占据重要地位。现阶段国内氢能的发展仍然面临技术不成熟导致的生产效率较低、制氢体系不稳定及氢能应用的综合成本过高等问题,从而阻碍了氢能产业链的发展。我国在碱性电解水制氢与煤气化制氢方面的技术优势明显,制氢规模位居世界首位,但在可再生能源制氢如光催化制氢、电催化制氢等方面,与国际顶尖技术相比还存在较大差距。光催化制氢技术分为非均相制氢和均相制氢两种。由于非均相制氢体系多以半导体为光催化剂,其光吸收效率低且产氢效率并不理想。对于由光敏剂、催化剂和牺牲电子供体组成的均相体系而言,其结构组成简单,便于灵活的系统设计,是颇具潜力的制氢技术。其中光敏剂作为制氢反应的能量捕获器,其选取尤为关键。目前研究最多的是贵金属及其配合物类光敏剂,然而贵金属资源少、成本高,限制了进一步发展。采用纯有机染料代替贵金属基光敏剂构建非贵金属光催化制氢体系有望为均相光催化制氢体系的发展带来新突破。非贵金属光催化制氢体系中的纯有机光敏剂主要分为含氮杂环类、氧杂蒽醌类、氟硼吡咯类和香豆素类等。目前对纯有机染料光催化制氢性能的研究表明其制氢效率要远高于相同实验条件下的金属基光敏剂。由于有机染料存在良好的构效特性,通过结构的设计和修饰可以达到改变和优化光敏剂性能的目的。并且纯有机染料不含金属类元素,具有低廉的成本、丰富的资源,便于合成,逐渐成为该领域研究人员的新宠。本文从均相光催化制氢体系出发,简要介绍了包括体系基本组成、结构类型、光化学理论基础以及制氢机理分析与性能的研究,重点而详细地综述了有机染料为光敏剂的非贵金属光催化制氢体系的研究进展,并对应用有机染料作为制氢体系光敏剂突出特性的筛选设计做出展望,进一步明确未来氢能源技术的发展方向。

A2BNiX6型双钙钛矿分子光电性质的第一性原理研究

A2BB′X6型双钙钛矿分子材料由于其结构稳定、性质优异、成本低廉等优点受到了人们的广泛关注,具有无毒、环境稳定性高等特点,同时也成为目前太阳能电池研究领域的热点。为了筛选优质的双钙钛矿分子,本文采用密度泛函理论设计了10种A2BNiX6型双钙钛矿分子。研究了分子的结构稳定性、电子性质和光学性质,分析了不同位置的元素对其能带和光学性质的影响。研究结果表明,A2BNiX6型双钙钛矿都是直接带隙,非常有利于可见光的吸收。尤其是X位置为F原子的A2BNiF6的4种双钙钛矿带隙值为1.52~1.69 eV,非常适合作为光吸收材料。光学性质研究表明,A2BNiF6双钙钛矿是一种透明材料,在透明发光材料方面具有广泛的应用前景。尽管相对于杂化泛函存在一定误差,但这些研究为双钙钛矿太阳能电池的吸光材料提供了理论支持。

利用分子动力学模拟研究页岩吸附能力的影响因素及微观机理的综述

页岩气主要以吸附态和游离态赋存于页岩孔隙中,其吸附态难以开采,因此探究影响页岩吸附能力的影响因素对我国的页岩气勘探和开发具有重要意义。目前,在页岩储层润湿性和孔渗等方面,利用分子动力学模拟技术研究影响页岩吸附能力的机理还不够深入,需进一步完善。本文介绍研究页岩吸附能力的3种主要手段及其优缺点,分析前人利用分子动力学模拟的手段研究页岩吸附能力的参数和表征方法,并揭示不同的影响因素对页岩吸附能力的影响微观机理。温度、压力和流体特征为外在影响因素,而孔隙结构、有机质类型、有机质成熟度和黏土矿物类型等为内在影响因素,有机质类型、成熟度和黏土矿物类型等因素在分子模拟中可用不同页岩基质表面来体现。本文主要阐述利用分子模拟技术,从分子尺度研究页岩吸附能力的表征手段和影响因素并揭示其吸附机理,弥补了其他研究手段的不足,为页岩“甜点”优选以及提高我国未来油气勘探效率提供了理论基础。

新型重力储能的原理效率及其选材选址分析

近年来,我国把非化石能源放在能源发展优先位置,坚持绿色发展导向,优先发展可再生能源。随着信息化时代的发展,我国工业用电量飞速增长,在这样的背景下,单一使用绿色能源作为电力的供给端,难以稳定持续地满足高峰期和低谷期的电力需求。电力储能技术是目前解决这一矛盾的重要手段,其中重力储能技术由于其绿色环保、能量转化效率高、前期成本低、对地形水源要求低等优点,已成为新型储能方式的重要研究方向。目前已有的重力储能形式有三种,包括塔吊形式、依托山体形式、依托废弃矿井形式等;重力储能技术在国内仍处于起步阶段,很多的技术和理论研究尚不完善,如重力储能系统的原理及安全环保问题、能量转换效率问题、电站选址问题、重块选材问题、适用性问题等。本文基于国内外的储能环境,对三种重力储能形式的原理及工作模式进行了分析。在此基础上,将三种储能模式的效率等参数进行了对比分析,最后从材料强度、使用寿命和地层稳定性等角度出发,针对重力储能系统的选材及电站选址提出了考虑因素及建议,为我国重力储能领域提供了理论支撑,填补了储能技术在储能原理及选材选址方面的空白。