鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组CO_2封存的地质条件研究

对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组CO_2封存的地质条件,从基本物理条件、储层条件、盖层条件、水文地质条件4方面展开研究。研究认为,马家沟组的地层埋深、正常压力系统和中低温系统为CO_2的有效注入和封存提供了合适的基本物理条件;马家沟组储层具备储集CO_2的空间和能力;马家沟组之上不同规模封盖层的相互配置,有效提高了其封盖能力;马家沟组卤水层更是提供了适于CO_2封存的绝佳的流体环境。因此,鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组具备卤水层封存CO_2的优越条件,非常适宜进行CO_2的地质封存。     

CO2地质封存技术及其同位素在咸水层的化学行为研究进展

 深部咸水层是CO₂地质封存的主要封存地, 因所处地质背景和在地质历史过程中经历的地球化学环境不同, 其地球化学行为也各不相同。本文综述地质封存空间与封存量、地质封存类型、同位素标记CO₂在咸水层的化学行为的研究进展。分析表明, 目前关于CO₂地质封存的研究在现象实验、模拟和现场实验方面都取得了初步进展, 但对CO₂注入地下后的行为过程仍有很多未解决的理论和技术难题;CO₂地质封存监测方法的选择主要取决于具体的场地条件和场地的风险情况, 未来技术发展主要集中于封存场地评价与储层响应监测技术。     

鄂尔多斯盆地长7储层致密油水平井CO2补充能量与吞吐参数优化

长7储层是鄂尔多斯盆地主要的致密区块,近一半的致密油分布其中。针对长7储层开采渗透率低、开采难度大、依靠弹性开采产能较低、能量衰竭较快等问题,通过数值模拟的方法,构建水平井分段压裂数值模拟模型,首先对比不同吞吐方式对油田产能的影响,优选出CO₂吞吐为首选的补充能量方式。其次对井网形式、井网参数及吞吐参数进行优化研究。最终优选出合适的吞吐方案,达到提高生产效率的目的。结果表明,该储层的最优注采吞吐参数为：周期注入量为2 673 t、注入压力为21 MPa、注入速度为90 t/d、焖井时间为10 d。研究对鄂尔多斯盆地长7储层提高采收率具有一定的参考意义。     

鄂尔多斯盆地长7致密油储层二氧化碳驱油实验

鄂尔多斯盆地长7致密油储层具有致密和低压的特征,采用常规注水开发存在采收率低的问题,从而制约了致密油的开发效果。针对鄂尔多斯盆地长7致密油储层注水开发采收率低的问题,基于CO_2驱油细管实验、原油流变性测试实验、CO_2浸泡岩心实验以及岩心驱替实验,并结合润湿接触角测试方法和核磁共振成像技术,研究了长7致密油储层CO_2驱油的增产机理。研究结果表明:长7致密油最小混相压力为23.9 MPa,在长7致密油储层CO_2驱过程中,注采井间CO_2非混相驱占主导,在注入井附近局部区域可能出现混相驱;在地层温度压力(75℃,18 MPa)条件下,未溶解CO_2原油的黏度为8.87 mPa·s,溶解CO_2的原油黏度为7.99 mPa·s,其黏度降低幅度为9.9%;CO_2水溶液浸泡24 h后,长7致密砂岩的润湿接触角从66.1°降低到54.0°,亲水性增强;水驱致密砂岩岩心的驱油效率为47.2%,CO_2的驱油效率为71.5%,较水驱提高驱油效率24.3%,且致密砂岩渗透率越高CO_2驱油效果越好。实验证明CO_2驱可以显著提高长7致密油储层的驱油效率,是长7致密油高效开发的重要技术。     

深部咸水层CO2地质封存对地层压力环境的影响

针对深部咸水层CO_2地质封存过程中流体的运移和压力的传递现象,利用美国Frio地区的CO_2咸水层封存试验实测数据,建立二维多岩相结构模型,模拟分析CO_2地质封存中CO_2注入阶段岩石孔渗性能的变化特征、岩层压力增加的变化特征以及CO_2羽流的演化规律。结果表明,超临界CO_2在驱替咸水溶液的过程中形成类似漏斗状的扩散晕,蒸发作用产生的盐沉淀主要位于井附近的单气相区,随着盐沉淀的增加,井周围的渗透率降低、压力积聚;盖层渗透性提高避免了储层内部出现过大压力,但却增加了泄漏的可能性。     

CO2深部盐水层地质封存成本研究

 为进一步完善CCS经济可行性研究以及封存场地优选,从全生命周期的角度建立了深部盐水层（DSF）封存成本的工程经济模型。该模型在前人研究成果基础上,将注入前场地检查成本、注入后监测及设备处置成本纳入考虑范围。以典型DSF封存场地为例,计算得出CO₂均化封存成本为4.89 $/t,其中注入成本占80.43%,监测成本、场地勘察及检查成本分别占10.46%和9.12%。在此基础上,探讨了年注入量、储层渗透率、储层压力、储层孔隙度、储层厚度及储层深度6个因素变动对均化封存成本的影响,总结了其变化规律,并从注入井数量和封存场地面积两个方面进行了解释。通过敏感性分析得出,储层深度和储层压力对均化封存成本的影响最大,储层厚度和储层孔隙度次之。     

CO2注入咸水层的动力弥散-对流-溶解计算模型

如何模拟CO2注入咸水储层的质量传输过程是实施CO2注入地下咸水层的关键.通过分析CO2注入咸水储层的质量传输过程,基于质量守恒原理,建立考虑对流、动力弥散及溶解的计算模型,利用有限元法开发了相应的数值计算程序CO2-IA.数值算例研究地下水渗流速度对CO2注入的影响,结果表明:地下水渗流速度对CO2的质量传输影响很大,随着地下水渗流速度的增加,地下水的对流和弥散效能均增强,从而有效地提高了咸水层中CO2的封存量和封存效率.     

碳酸盐岩含水层注CO_2渗透率变化的研究

注CO_2过程中,CO_2-盐水-岩石之间的相互化学作用会造成储层损害。在EOR过程中,这些相互作用会影响其注入能力,同时也影响存储容量和密封完整性,这也是CO_2封存过程中的主要问题。该相互作用和其影响程度取决于以下几个参数:压力、温度、盐水盐度、CO_2注入速度及岩石特性。CO_2在地层盐水中溶解形成碳酸,从而溶解碳酸盐岩地层。与此同时,盐水中钙离子浓度增加可能导致碳酸钙沉淀。本文讨论了地层温度、CO_2注入速度对沉淀的影响,以及溶解和沉淀对油井性能的影响。结果表明,在高温和高注入速度条件下注CO_2能够增加岩心渗透率。岩心入口处渗透率增加,而岩心其它部分渗透率通常降低。     

莺歌海盆地富CO_2气藏形成的有利条件及分布规律研究

以莺歌海盆地富CO_2气藏地球化学特征为基础,结合地质条件分析,探讨了CO_2的成因类型,分析了富CO_2气藏形成的有利地质条件和分布规律。结果表明:研究区富CO_2气藏CO_2主要为无机岩石化学成因,有少量幔源气混入;富CO_2气藏主要分布在中央底辟带底辟构造1 000~2 000 m深度范围内,东方区CO_2体积分数分布于0~18%和54%~88%这2个区间,且同一底辟构造内,下部储层CO_2含量高于上部储层,断裂附近储层CO_2含量高于远离断裂储层,乐东区CO_2体积分数介于0~88%,CO_2分布没有明显的规律性,两区底辟发育特征不同是CO_2分布特征差异的根本原因;中央坳陷带底辟区巨厚钙质砂泥岩沉积、高地温场和大地热流背景及泥底辟的周期性活动是富CO_2气藏形成的有利地质条件;中央坳陷带非底辟区和莺东斜坡带无成规模富CO_2气藏分布。     

咸水层CO2不同捕获机理封存量计算方法及应用范围

通过分析咸水层CO₂地质封存过程中不同捕获机理,探究不同CO₂捕获机理下的封存量计算方法,在CO₂咸水层地质封存工程或数值模拟调研分析的基础上,探讨咸水层CO₂不同捕获机理封存量计算方法的应用范围。综合分析表明,容积法可应用于地质评价阶段的不同尺度地质单元的CO₂构造捕获封存量计算,代表了评价单元的最大封存潜力,在选取合理的工程、经济等参数基础上,可进行更高潜力级别封存量的计算;长时间尺度的CO₂束缚气捕获、溶解捕获、矿物捕获3种计算方法,应用范围为场地级或灌注级的某一时间点或时间段的实际封存量计算,只有依据封存工程或封存场地建立地质模型,并进行长时间尺度的数值模拟才能获得。     

一类含参Wilker型不等式的改进

运用数值计算和分析方法,对一类含参Wilker型不等式作了改进,所建立的结论形式简洁且所得系数为最佳。     

SnO2-TiO2光催化剂的制备及其对两种染料废水降解作用的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SnO2-TiO2光催化剂,用番红和结晶紫水溶液作为模拟染料废水,研究催化剂用量对番红和结晶紫溶液光催化降解率的影响以及H2O2在SnO2-TiO2光催化剂在降解染料废水过程中的协同作用.实验结果表明:SnO2-TiO2复合光催化剂对番红和结晶紫有一定的光催化降解作用;加入0.1500g SnO2-TiO2复合光催化剂时,番红的降解率最高,在紫外光照射180min后降解率可达到40.86%.加入0.0500g SnO2-TiO2复合光催化剂时,结晶紫的降解率最高,在紫外光照射180min后降解率可达到61.37%;加入适量的H2O2,可以使染料废水的降解效率得到很大的提高.     

亚甲基双膦酸四异丙基酯CH2[P（O）（iPrO）2]2催化合成晶体[Zn（2,2-′bipy）3]2Cl4·H2O

在亚甲基双膦酸四异丙基酯CH2[P（O）（iPrO）2]2的催化作用下,合成一种新的配合物[Zn（2,2-′bipy）3]2Cl4.H2O,并用红外光谱和X-ray单晶衍射进行了测试与表征.在反应中CH2[P（O）（iPrO）2]2并未参加配位,但却起到了催化、诱导的作用.     

[Zn(2,2'-bipy)3]2 Cl4·11 H2O的合成和晶体结构

在亚甲基双膦酸四异丙基酯[（iPrO）2P（O）CH2P（O）（iPrO）2]（=L）的催化作用下,合成一种新的配合物[Zn（2,2′-bipy）3]2Cl4·11H2O,并用红外光谱和X-ray单晶衍射进行了测试与表征.在反应中L并未参加配位,但却起到了催化、诱导的作用.该配合物属于单斜晶系,C2/c空间群,Mr=1407.82,a=1.3630（3）nm,b=2.2232（4）nm,c=2.3569（4）nm,α=90°,β=106.488°,γ=90°,V=6848（2）nm3,Z=4.     

LuNi_2B_2C、YNi_2B_2C超导参量的研究

用二带G-L模型研究了非磁性超导LuNi2 B2C和Yni2B2C的相干长度ξ(T)、速率vc(T)、伦敦穿透深度λ(T)和临界电流密度j(T)在Tc附近对温度T的依赖关系.     

稀土化合物RPt2In2(R=Ce,Pr,Nd)的磁性和晶场效应

基于晶场理论,通过对Chen测量的稀土化合物RPt2In2(R=Ce,Pr,Nd)磁化率倒数-温度曲线的模拟,得到了RPt2In2的晶场系数、分裂能和相应波函数,计算结果与实验吻合较好.计算表明:Kramers离子Ce3 和Nd3 在晶场效应的作用下基态简并部分消除得到了双基态,而非Kramers离子Pr3 基态分裂后得到了单基态.     

溴代叔丁烷的合成

报道用叔丁醇和氢溴酸在浓硫酸作催化剂的条件下，合成溴代叔丁烷的实验研究，讨论了各种因素对其产率的影响。得到了其最佳合成条件：叔丁醇：氢溴酸：浓硫酸为8：14：7(体积比)时，温度控制在30℃-35℃，其产率达到67％。     

MnO2和K2Cr2O7氧化盐酸制备Cl2条件的讨论

本文应用Nernst方程讨论了无机化学中MnO2、K2Cr2O7作为氧化剂氧化盐酸制备氯气的实验条件。     

H2N2O2热分解的理论研究

采用ＭＯＰＡＣ７程序包中的ＡＭ１程序，研究了Ｈ２Ｎ２Ｏ２的稳定构象，设计了三种分解的机理，通过计算得到每种机理的过渡态的结构和能量，进而得到每种机理的活化能。结果表明，Ｈ２Ｎ２Ｏ２的分解主要是通过一个五员环过渡态形成Ｎ２Ｏ和Ｈ２Ｏ。     

热处理制度对Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃析晶及热膨胀系数的影响

采用传统熔融冷却法获得了以P2O5为成核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃,通过差热分析确定了使该玻璃微晶化的热处理条件,并获得了不同热处理温度下Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃;利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜对晶化试样的物相和微观结构进行了研究;讨论了热处理制度对玻璃的析晶及热膨胀系数的影响.研究结果表明以P2O5为成核剂,采用不同热处理制度能获得Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃;在析晶初始温度下进行热处理,析出β-石英晶体,但晶体生长缓慢,结晶程度低;提高晶化温度,析出β-锂霞石和β-锂辉石晶体且晶体生长迅速.