“碳中和”背景下油气储层保护技术教学探究

“油气储层保护技术”课程是西安石油大学应用化学专业的专业限选课程之一。在油气储层保护技术教学中,引入“碳中和”的概念,CCUS兼顾能源与环境两大主题,是实现碳减排的最优选择,CCUS也是解决我国发展中减碳的必要手段。因此,在“油气储层保护技术”教学中,为实现减碳降碳和绿色可持续发展,必须在人才培养过程中强化“碳中和”理念,通过学科交叉渗透,突破传统专业界限,并吸收当代学术新思想,丰富本课程教学内容,拓展油气储层保护技术专业课程的领域。

“储层保护原理与技术”课程教学建设探究

“储层保护原理与技术”课程是化学工程与技术专业的专业选修课程之一。课程设立的目的是让学生及时了解钻井、完井、增产改造、采油、提高采收率等作业全过程的每个实施过程,涉及保护储层的实验方法、基本原理、研究思路和最新进展,逐步确立系统思维方式、系统工程和可持续发展理念,为学生综合运用所学专业知识有效解决各种作业环节中的复杂工程问题和油气层损害问题,将来在工作中自觉地使用并发展储层保护技术打下良好的基础。根据课程特点与内容,进行了优化混合式教学设计、案例库建设、习题库、课程考核、课程思政等方面的研究,进行课程教学建设的探究,进一步提升课程的理论深度与实用性。

微生物修复石油烃污染土壤研究进展

石油烃污染会恶化土壤环境,严重危害土壤生态系统,在其修复技术中,生物修复技术具有修复彻底、无二次污染等优势。本文系统介绍了石油烃污染土壤修复技术的发展历程,并通过调研国内外微生物修复机理、影响因素、菌种构成及耦合方式等方面的研究成果,总结分析了微生物修复石油烃污染土壤技术的特点,最后结合政策、法规及标准等导向性因素对石油烃污染土壤微生物修复技术研究的发展方向进行了展望。

“双碳”背景下医疗废弃物用于原油流动性改进剂综合性实验设计

为了进一步提高应用化学专业本-硕学段学生的创新思维和综合实验技能,根据新工科建设要求,渗透“医疗废弃物回收与资源化利用”助力“双碳”目标实现这一理念,以废弃口罩为研究对象,设计了系列聚丙烯基原油流动性改进剂综合性实验,评价其降黏效果。该实验将化学基础理论知识用于油田应用化学领域,将实验技能与现场作业相结合,提升学生的专业技能和油田现场适应能力;帮助学生深入了解降黏剂降黏机理,掌握其在不同环境的降黏剂评价方法和数据处理能力,进而提高创造性解决问题的能力。

陕西省城市土壤重金属空间分布特征与来源解析

收集整理陕西省下辖10个地级市的表层土壤9种重金属(As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd)含量、3个主要国民经济指标(GDP、人均GDP、常住人口)、8种污染物排放量(工业固废、工业废水、COD、NH 3-N、工业废气、SO_(2)、NO_(x)、烟(粉)尘)和7个大气环境监测指标(空气质量指数AQI、PM 2.5、PM 10、SO_(2)、NO_(2)、CO、O_(3))数据。研究陕西省城市土壤重金属污染水平,利用ArcGIS软件研究各重金属元素的空间分布特征,并通过地统计学方法进行来源解析。结果表明:陕西省城市土壤重金属含量差异较大,As和Mn的最高含量出现在西安,Cr、Cu和Ni的最高含量出现在渭南,Co、Pb、Zn和Cd的最高含量分别出现在榆林、铜川、宝鸡和商洛。地累积污染指数I geo的均值排序为:Cd>Co>Pb>Cu>Zn=Ni>Cr>Mn>As。As与Mn、Zn之间存在正相关性,Cr与Cu、Ni的相关性较好,Co、Pb和Cd与其他元素相关性不明显。Cr、Cu和Ni主要来自工业源,As、Mn和Zn主要来自自然源和交通源,Co和Cd主要来自工业源和农业源,Pb主要来自工业源和交通源。

负载型零价过渡金属在双氧化体系下降解高稳定油田污染物

过硫酸盐单一氧化技术在过渡金属活化下可有效降解有机污染物,但存在氧化剂投加量过大、pH适用范围窄和金属离子浸出造成二次污染等问题。为了应对上述问题,采用浸渍还原法将过渡金属Cu负载至水滑石(LDHs)载体上,得到高分散负载型零价铜固体催化剂(Cu^(0)@LDHs)。通过Cu^(0)@LDHs活化过氧化氢-过硫酸钠(H_(2)O_(2)-Na_(2)S_(2)O_(8))双氧化体系降解油田高聚物羟丙基瓜尔胶(HPG)。对反应条件的优化结果表明,在pH为3~11的范围内,H_(2)O_(2)-Na_(2)S_(2)O_(8)双氧化体系对HPG均能保持较高的降解效果,25 min内降解率皆高于76.30%,且120 min后COD去除率最高可达93.91%。Cu^(0)@LDHs循环再生5次后仍能保持良好的催化活性,其对HPG的降解效率能保持在80%以上。在此过程中,·OH和SO_(4)^(·-)是主要活性物种并且二者间存在协同作用。反应前后Cu^(0)@LDHs的XRD、SEM、BET表征结果表明,该催化剂所表现出的高活性主要归结于高度分散在水滑石载体表面的Cu^(0)具有良好的活性以及稳定性。

基于问卷调查的环境专业双语教学模式研究

高等教育的质量直接塑造人才培养的水平,而人才培养的水平则直接影响科技创新的质量。双语课程教学是加强新工科建设、培养具备国际竞争力高素质复合型人才的重要途径。该研究以环境工程专业课物理性污染控制双语课程为例,采用问卷调查的形式,对双语专业课中存在问题进行详细分析。旨在通过解析了解课程问题、反思不足并总结经验,为更好地推动双语教学成为教育强国建设的引领力量,为中国教育事业的发展指明明确的方向的开展提供新的思路。

中国33个城市土壤重金属污染空间分布特征与潜在风险

收集整理了中国33个城市的表层土壤重金属(As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg)含量,城镇化指标(GDP、常住人口、机动车保有量),大气环境监测指标(空气质量指数AQI、PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO和O_(3)),研究了33个城市土壤重金属污染空间分布特征和潜在风险。结果表明:各个城市土壤重金属As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg的平均含量分别是中国土壤元素背景值的1.12、1.75、1.21、1.69、1.16、1.13、1.75、1.66、4.18、2.87倍。土壤重金属地累积指数(I_(geo))均值排序为Cd(1.48)>Hg(0.93)>Pb(0.23)>Co(0.22)>Cu(0.17)>Zn(0.14)>Cr(-0.31)>Mn(-0.37)>Ni(-0.41)>As(-0.42)。中国八大社会经济区域内梅罗污染指数顺序为西南地区(7.07)>长江中游地区(6.84)>北部沿海地区(6.81)>东部沿海地区(4.09)>南部沿海地区(3.82)>东北地区(3.12)>黄河中游地区(2.76)>大西北地区(3.73)。不同重金属元素单项潜在生态风险系数大小顺序为Cd>Hg>As>Pb>Co>Cu>Ni>Cr>Mn>Zn,潜在生态风险指数平均值为665.15。城市土壤中Cu、Mn、Pb和Zn之间相关性较好,但是与城镇化指标、大气环境监测指标之间不存在显著相关性。

基于校园PM_(10)监测及重金属风险评价的综合性教学实验设计

本综合性实验以大学校园大气中颗粒物作为研究对象,探究了校园不同功能区内颗粒物的分布情况,分析了颗粒物中重金属的含量,对暴露在此环境下学生的健康风险进行了评估。该综合性实验与实际问题紧密结合,强化实验设计原则、采样点设置、监测方法、元素分析和环境影响评价等知识点,有助于调动学生主观能动性,能够使学生体会学有所用、学以致用,从而提升了他们的学习兴趣,优化课程实验教学效果。

污泥活性炭的制备及其在环境治理方面的应用

主要介绍了污泥活性炭的制备及在污染治理中的应用。着重讨论了油泥、市政污泥等不同污泥来源、微波热解、水热炭化等不同热解工艺、活化剂种类与添加剂对污泥活性炭性能的影响。简述了污泥活性炭在污染治理中的应用,分析了其在不同废水、废气的处理及土壤改良中的应用。同时,对污泥活性炭的制备及应用作出展望,即应解决化学活化带来的高成本和二次污染问题;在应用方面,应多开展不同污染物同时吸附的研究。

石油降解菌的复配及降解效果评价

为了高效修复陕北定边油田附近的原油污染土壤,从当地含油污染土壤中筛选了5株原油降解菌,通过生理生化实验及16S rDNA序列分析鉴定分离的降解菌种类,采用正交实验方法探究和建立高效的混合菌修复体系并分析菌株的降解产物,选用表面活性剂Tween80刺激微生物进一步提高对石油的降解效率。研究表明,从含油污染土壤中筛选的5株原油降解菌株分别为D-1纤维单胞菌、D-3黏质沙雷氏菌、C-2无色杆菌、D-5不动杆菌和A-3铜绿假单胞菌。通过测定菌株在LB培养基和石油培养基中生长状态、GC-MS分析菌株降解石油的残留组分,将筛选的D-5、C-2、A-3进行复配,各菌株对原油降解的影响效果D-5>A-3>C-2,菌株最佳复配比D-5∶C-2∶A-3=5∶1∶5。在温度35℃、pH 7.5、摇床转速180 r/min、菌液加量6%,Tween80含量为5 cmc的降解条件下,混合菌群对原油的降解效果可以达到87.12%,有效促进原油污染土壤的高效修复。图12表6参29。

基于三角模糊数的中国省会城市土壤重金属污染风险评价

收集整理了中国33个省会城市(除中国台北)的表层土壤6种重金属(As、Cr、Cu、Pb、Zn和Cd)含量。针对城市土壤重金属含量数据的模糊性和评价参考标准选择过程中的不确定性,将三角模糊数理论引入城市土壤重金属污染评价领域,对其含量和评价标准进行表征,结合地累积污染指数法,建立了基于三角模糊数的城市土壤污染评价模型,并采用该模型评价了中国省会城市土壤重金属污染状况。结果表明:研究区域中6种重金属污染的总体水平较低,均属于轻度和偏中度污染水平,按污染程度由大到小的排序为:Cd>Pb>Cu>Zn>Cr>As。其中Cd的评价结论模糊性较高,表明其可能存在局部性污染,应该引起重视。与确定性模型评价相比,该评价模型较好地弥补了确定性评价模型的不足,评价结论更加准确、全面、合理,能较好地反映研究区域的重金属污染状况。

某油田注水全工段结垢预测及结垢离子控制

W油田随着开发的深入产液量不断增大且矿化度较高。采出液随温度、压力、流速等变化使成垢离子相互碰撞结垢。在不降低产量和不堵塞储层的基础上,要想实现产出水的循环利用就必须对其进行处理再回注。本文利用ScaleChem软件对W油田注采全工段的结垢趋势进行预测,结果表明生产水回注结垢风险较大且结垢类型为碳酸钙、硫酸钡和硫化亚铁,将结垢离子控制至Ca^(2+)/HCO_(3)^(-)/Fe^(2+)/S^(2-)<40/200/0.3/5 mg/L时回注,可减少99%的结垢风险,为现场提供了有效的参考依据。

吸附剂在石油泄漏处理中的应用

石油是现代工业发展的重要能源。原油在开采以及运输过程中造成的漏油事故和石油产品的泄漏对环境产生了严重污染。特别是近几年来,溢油事故频繁发生,这对生态环境是一个严重的挑战,因此,研究开发高效、低成本和可循环使用、亲油疏水的吸油材料对环境的保护具有重要意义,本文介绍了三大类吸油材料:天然无机物、天然有机物和高吸油树脂吸油材料,分别对其在溢油水处理方面中的应用做了概述。

天然气井井筒解堵工作液的研究进展

通过文献调研,分析了各种井筒解堵工作液的解堵机理,综述了各类型常用井筒解堵工作液的应用进展及优缺点;介绍了有机解堵工作液、有机缓释微乳酸解堵工作液、复合型解堵工作液等新型解堵工作液的研究进展;分析了解堵工作液在制备与实际应用过程中存在的问题,并提出了未来解堵工作液的发展趋势。

水中固体颗粒对结垢与阻垢的影响及机理

结垢对油田油气集输系统危害严重,使用阻垢剂是抑制油田结垢最有效的方法之一。传统的阻垢剂评价方法未考虑油田水中存在的悬浮不溶性固体粒子(黏土、粉砂等)因素是否影响评定结果。以CaCO_(3)结晶过程为研究对象,采用电导率法研究过饱和溶液中悬浮性固体粒子(碳酸钙粉末、二氧化硅粉末、钙基黏土)对碳酸钙沉积过程的影响以及阻垢剂效果的影响。结果表明:在实验温度为70℃、转速为300 r/min的条件下,阻垢剂在含有悬浮不溶性固体粒子的过饱和溶液中的阻垢效果降低,主要是因为过饱和溶液中的悬浮固体颗粒会加速碳酸钙晶体生长速率,加快CaCO_(3)晶体的生成,从而影响阻垢效果。本研究证实了常规结垢与阻垢评价方法存在与现场水质不符,容易导致评价结果与现场试验误差较大的情况,需要针对现场水质进行有针对性地评价。

含油污泥共热解的研究进展

对含油污泥共热解现状进行了概述,包括与生物质、煤、生活废弃物等进行共热解,对共热解的影响因素以及共热解残渣应用现状等方面的总结,明确了在共热解过程中,含油污泥与不同添加剂共热解的协同作用机制以及共热解残渣的应用是今后的重点研究方向,以期为含油污泥共热解技术开发及共热解残渣的资源化利用提供合理、可行的路径。

含硫注采系统生物群落结构与硫化物含量影响因素分析

目的为高效开展H2S防治,对靖边采油厂杨米涧区块“注水-采油”系统微生物群落进行结构分析与功能预测,并对硫化物生成关键因素开展分析研究。方法利用NovaSeq6000高通量测序方法对比了采出水、集输、水处理、注水4个阶段的水样生物群落差异性,利用FaPROTAX菌群功能分析方法对上述水样进行功能预测分析。结果①含硫油井中的脱硫菌门占比为16.7%~43.0%,显著高于集输、水处理和注水阶段,说明地层温度适宜的厌氧环境适于硫酸盐还原菌(SRB)生长繁殖,是产生H2S的主要原因;②含硫井O.3.1水样SRB和硝酸盐还原菌(NRB)在菌群中占比分别为33.02%和21.2%,但硝酸盐还原作用占比达到硫酸盐还原作用的2.3倍以上,说明NRB的存在对SRB具有明显的抑制作用。结论持续配注硝酸盐质量浓度高于40 mg/L以上的注水,可显著抑制SRB生长,减少H2S的产生,保障现场安全生产。

含油污泥处理与资源化利用技术研究进展

介绍了含油污泥的来源、特征及其对环境的影响,总结了含油污泥处理技术的最新进展。目前国内外含油污泥处理技术主要包括资源化处理和无害化处理两大类。其中,资源化处理技术涉及溶剂萃取、热解、超声波、热洗涤和调剖处理等方法,无害化处理技术包括焚烧、固化、氧化和生物处理等方法及对含油污泥残渣综合利用。详细论述分析和对比了含油污泥处理技术的优缺点和作用原理,为含油污泥的资源化、无害化高效处理提供理论支持。

页岩气中甲烷在返排液中溶解度的研究进展

天然气在清洁能源市场中占据越来越重要的地位,在“碳达峰”与“碳中和”的战略背景下,非常规天然气—页岩气开采行业正面临甲烷逸散治理的严峻挑战。压裂、生产过程中甲烷大量无规则的逸散不仅浪费资源,更对周边环境乃至全球生态系统都构成了巨大的威胁。如何精确了解甲烷排放速率,是构建页岩气排放评估体系把控手段中重要的一环。甲烷溶解度的变化直接影响甲烷的逸散速率与总量,因此,对其规律的探索成为当前研究的重中之重。本文在前人实验的基础上,对影响甲烷溶解度的温度、压力以及矿化度等因素进行了深入论述,有助于构建排放评估体系、优化工艺设计,为实现减排目标提供理论支持。