CO2原油体系中的PR状态方程改进方法

针对现有工程应用中的状态方程描述油藏条件下CO₂-原油非理想体系时不能同时兼顾精度和计算简便性要求的问题,开展了对PR立方型状态方程修正研究。基于热力学和流体相平衡原理,考虑温度、压力和非烃组分相互作用等影响因素,采用将无因次系数由常数项改进为与对比温度相关联函数项的方法,对PR状态方程进行修正,改善液体密度及重组分特征的预测效果。以油田现场油样实测组分数据为基础,在油藏温压条件下,对PR状态方程修正前后计算油气组分等参数的精度进行了对比。结果表明,新的状态方程在不失计算简便的前提下,计算精度显著提高,相对误差下降到5%以下,满足工程应用要求,在预测油藏条件下流体相态方面具有更好的实用价值,为CO₂驱数值模拟提供支持。     

固体溶质在含夹带剂超临界CO2中溶解度的计算

针对超临界流体萃取技术是一种绿色新型分离技术的特点,选用适合超临界体系特点的状态方程、混合规则及方程参数的计算方法,建立了计算溶质在含和不含夹带剂的超临界CO2中溶解度的数学模型,并给出了模型的计算过程。     

用PR方程新的混合规则预测高压汽液平衡

为了预测高压汽液平衡 ,提出了 PR方程新的混合规则。它建立在无限大压力下由状态方程计算出的超额Helmholtz自由能与由活度系数模型得到的超额 Helm holtz自由能相等的基础上 ,并假定液体体积与状态方程参数 b成正比。使用 U NIFAC方程计算超额 Helmholtz自由能 ,利用该混合规则 ,对 6个体系在不同温度和压力下的汽液平衡进行了预测。结果表明混合规则可成功地用于高压汽液平衡的预测 ,其精度比 MHV2模型稍好     

GE型状态方程混合规则计算烃-水相平衡的结果对比

将PRSV方程分别与 5种有代表性的GE 型状态方程混合规则相结合 ,计算了烃水体系相平衡参数 ,并对计算结果进行了对比。轻质烃类水体系相平衡的计算结果表明 ,以范德华流体为参考态推导的Kurihara和Twu Coon混合规则无法正确描述烃水两相的组成 ,而Huron Vidal与Wong Sandler混合规则的计算偏差也较大 ,只有MHV2的计算精度与传统的使用组成依赖的交互作用参数的Kabadi混合规则相当。对正己烷水体系的三相平衡和临界轨迹线的计算表明 ,MHV2混合规则虽然在烃水互溶度的计算上具有优点 ,但在靠近临界点附近的计算还有改进的必要     

油气藏流体-CO2体系相行为的实验测定与计算

利用高压相平衡实验装置 ,对某油田F6 6A井和F30井的原油在油藏温度下注入不同量的CO2 (注入CO2 与油藏流体的摩尔比为 0～ 2 .0 0 )时的PVT关系进行了测定 ,共取得PVT数据点 16 5个 ,泡点压力点和体积系数点各 11个。实验结果表明 ,由于原始油样的组分结构和组成不同 ,其注气体系相行为有较大的不同。F6 6A井油藏原油的饱和 (泡点 )压力随着CO2 注入量的增加近似呈线性增加 ,而F30井的饱和压力和CO2 注入量之间呈二次曲线关系 ,上升速度比F6 6A井缓慢 ,注气体系的体积系数的增加速度与CO2 注入量近似呈直线关系。对油藏流体中各组分进行适当组合合并为假组分后 ,用PR和SRK状态方程对所测注CO2 原油体系的相行为进行了预测。结果表明 ,PR状态方程的预测精度优于SRK方程 ,但两者均不能用于计算高CO2 注入量时油藏流体的相行为     

CO2在离子液体中溶解度的模型研究

将PRSV状态方程应用到CO2气体在离子液体中的溶解度计算，并根据离子液体在不同温度下的密度数据，得到了PRSV状态方程用于离子液体时的方程参数，分别用与G^E模型NRTL相结合的Wong-Sandler和van der Waals混合规则来关联计算CO2气体在离子液体中的溶解度，并优化得到气体与离子液体的交互作用参数。其计算结果的平均相对误差分别为9．45％和6．60％。     

石油馏份汽-液平衡的考察(三)——用SRK状态方程预测高温高压下汽-液平衡

为了进行石油馏份高温高压汽-液平衡的计算,我们曾考察了常用的两类汽-液平衡模型;一类是混合模型中的Chao-Seader模型和Grayson-Streed关联;第二类是同时适用于汽-液相的状态方程中的BWRS方程,其结果见石油馏份汽-液平衡的考察(一)和(二)。 本文主要考察属于第二类的SRK状态方程对石油馏份高温高压汽-液平衡计算的适     

G^E型状态方程混合规则计算烃—水相平衡的结果对比

将PRSV方程分别与5种有代表性的G^E型型状态方程混合规则相结合,计算了烃－水体系相平衡参数,并对计算结果进行了对比。轻质烃类－水体系相平衡的计算结果表明,以范德华流体为参考态推导的Kurihara和TwuCoon混合规则无法正确描述烃－水两相的组成,而Huron-Vidal与Wong-Sandler混合规则的计算偏差也较大,只有MHV2的计算精度与传统的使用组成依赖的交互作用参数的Kabadi混合规则相当。对正己烷－水体系的三相平衡和临界轨迹线的计算表明,MHV2混合规则虽然在烃－水互溶度的计算上具有优点,但在靠近临界点附近的计算还有改进的必要。     

Lohrenz剩余粘度模型的改进及其应用

用Peng Robinson状态方程计算的密度和典型原油粘度的实测数据对Lohrenz等提出的剩余粘度模型中对比密度多项式的系数进行了重新关联 ,并通过引入C 7组分的有效相对密度和CO2 的有效摩尔分数 ,使改进后的剩余粘度模型成功地用于预测油藏原油和注CO2 原油的粘度 ,预测精度可满足工程应用要求。     

Lohrenz剩余粘度模型的改进及其应用

用Peng-Robinson状态方程计算的密度和典型原油粘度的实测数据对Lohrenz等提出的剩余粘度模型中对比密度多项式的系数进行了重新关联,并通过引入C7^ 组分的有效相对密度和CO2的有效摩尔分数,使改进后的剩余粘度模型成功地用了预测油藏原油和注CO2原油的粘度,预测精度可满足工程应用要求。     

碳封存工程泄漏超高CO2浓度对植被影响的多光谱遥感监测应用

利用天然CO_2气田模拟碳封存工程泄漏超高浓度CO_2后对生态环境影响研究基地,借助多光谱高分辨率遥感技术,在获取多个时相的卫星影像基础上,监测当地植被指数及变化趋势。结果表明:多光谱遥感技术能很好的应用于因高浓度CO_2泄漏造成的植被影响监测,既适用于微小尺度的精细监测,同时也对宏观范围内植被监测起到很好的效果,为完善我国二氧化碳地质封存工程环境影响监测技术方法体系提供科学支撑。     

CO2-C4H9OH-H2O体系的立方型状态方程研究

利用PR、SRK、HK、PT状态方程（EOS）计算CO     

相变吸收剂捕集二氧化碳的研究进展

人类工业活动排放的大量CO_2气体是导致全球变暖的主要因素,CO_2捕集、封存与利用(CCUS)是实现碳减排和应对全球变暖最有效的技术方向。常用的CO_2捕集技术中,采用有机胺类化学吸收剂的水溶液捕集CO_2面临的主要技术难题是再生能耗高,如何降低能耗将直接关系到CCUS技术的未来走向。相变吸收剂在吸收CO_2时具有优异的吸收特性,而且可分离为液-液或液-固两相,其中一相富集CO_2,在降低能耗方面呈现出较大优势。通过对传统有机胺水溶液脱除CO_2工艺的能耗结构进行分析,综述了CO_2相变吸收体系在碳捕集方面的研究现状,并对相变吸收剂的研究动向和技术发展前景进行了展望:探索相变吸收剂的相变机理,解决其组成和工艺稳定性问题;开展微胶囊、极性摆动等新型吸收剂和耐热酶、固体酸等催化再生技术方面的研究。     

Liquid-Liquid Equilibrium for 1-Butanol-Water-KF and 1-Butanol-Water-K2CO3 Systems

KF or K2CO3 was added into the 1-butanol-water system and two phases were formed： water-rich phase （water phase） and 1-butanol-rich phase （1-butanol phase）. The liquid liquid equilibrium （LLE） data for 1-butanol-water-KF and 1-butanol-water-K2CO3 systems were measured at 25℃ and showed that 1-butanol phase contained negligible salt and water phase contained negligible 1-butanol when the concentrations of KF and K2CO3 in the water phase were equal to or higher than 27.11% and 31.68% , respectively. Thus water could be separated efficiently from 1-butanol-water by adding KF or K2CO3 into the system. A theoretical calculation of LLE data was calculated by using the Pitzer theory to get water activity in the water phase, and by the models, such as the Wilson, NRTL or the UNIQUAC for the 1-butanol phase. For 1-hutanol-water-KF system, the experimental data were found in good agreement with the calculated results by using Pitzer theory and Wilson equa tion, while for 1-butanol-water-K2CO3 system, the experimental data were found in good agreement with the calculated results by using Pitzer theory and UNIQUAC eauation.     

CO2和O2共注入下方解石溶解对黄铁矿氧化固铀的影响

我国大型可地浸砂岩型铀矿床普遍存在黄铁矿和方解石与铀矿物密切共生现象。中性地浸采铀过程中O₂和CO₂的共注入会诱导黄铁矿氧化和方解石溶解,目前针对二者共存体系中方解石溶解对黄铁矿氧化固铀的影响尚不明确。本文通过静态批实验和数值模拟的方法对比研究了CO₂和O₂条件下方解石溶解对黄铁矿氧化固铀的影响。结果表明:无CO₂分压下中性Tris缓冲体系中黄铁矿氧化对U(VI)的吸附率高达90%,有CO₂分压下碳酸铀酰体系中铀的固定率明显降低,约有32%的铀被吸附。在方解石和黄铁矿共存体系中,单独通O₂条件下铀的吸附率为27%,CO₂和O₂共通时黄铁矿氧化对铀的吸附率仅为2%,结合数值模拟结果表明O₂₊黄铁矿+方解石体系和CO₂₊O₂₊黄铁矿+方解石体系中Ca₂(UO₂)(CO₃)₃质量比分别为80%和95%。X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared,FT-IR)结果表明黄铁矿表面发生微氧化形成针铁矿和纤铁矿会增加U(VI)的吸附,方解石溶解促进Ca-UO₂-CO₃络合物的形成影响了黄铁矿及其氧化产物对U(VI)的固定,提高了U(VI)的迁移能力。     

CO2/H2S共存条件下集输管道选材的新方法及应用

在CO₂/H₂S共存条件下集输管道中,管道发生腐蚀的可能性急剧增大,因此集输管道的选材至关重要。若选择管材级别较低,则会严重影响管道的正常生产;若管材级别较高,会引起经济成本的浪费。为了使集输管道在CO₂/H₂S共存条件下选材更加合理。在CO₂/H₂S共存腐蚀速率预测模型的基础上,提出了一种新的集输管道选材方法,新方法的步骤为：计算材质的均匀腐蚀速率,腐蚀速率应满足NACE 标准中腐蚀速率的控制值(小于0.076mm/a),结合管道的设计寿命、剩余强度和经济性评价,确定在CO₂/H₂S共存体系下集输管道的材质。以某油田集输管道为示例,根据新方法选择的材质与实验得到的管材结果一致,验证了新方法的准确性。集输管道选材新方法在保证集输管道安全运行的前提下,能够有效降低管材质选择的成本,有利于保证集输管道的安全性和经济性。     

挥发性油藏酸气回注的最小混相压力与组分优化

高含H_2S和CO_2酸性气体的低渗透挥发性油藏在开发过程中,H_2S和CO_2会以溶解气的形式被采出,并占有较高的摩尔分数。分离器条件下的气态轻烃通过回注地层,在油藏压力高于最小混相压力(MMP)时达到混相驱动,一方面可以显著提高驱油效率,另一方面可以起到减缓压力衰竭的目的。H_2S和CO_2作为污染气体,分离和回收成本较高;而与烃气一同回注地层势必会对MMP产生影响。因此,需要研究酸性气体对溶解气回注MMP的影响规律并且合理地优化回注气组分。在对目标区块原油组分拟合重组的基础上,通过混合单元格法预测MMP,研究了溶解气主要组分的混相能力以及H_2S和CO_2对烃气驱MMP的影响规律,通过正交试验方法优化了注入气比例。结果表明:作为酸性杂质气体H_2S和CO_2具有较强的混相能力,可以降低注气MMP;最优注气形式为溶解气直接回注地层。     

基于SINDA平台的二氧化碳热泵热水器仿真

基于SINDA/FLUINT平台建立了二氧化碳热泵热水器分布参数模型,并对系统稳态过程、开机及制取热水动态过程进行仿真,得到温度、压力等参数的沿程分布特征和实时运行规律。通过与实验数据的对比,模型计算误差为10%左右。仿真模型可用于二氧化碳热泵热水器气冷器等关键部件设计,以及系统超临界运行的控制参数优化。     

油藏埋存CO_2泄漏机制及故障树分析

利用故障树分析法,结合油田CO_2驱和埋存示范区泄漏及环境监测结果,对油藏埋存CO_2发生泄漏的途径和泄漏机制进行分析,并对CO_2驱和埋存示范区进行环境监测。结果表明:对圈闭性很好的油藏,井的密封性失效(包括套管和井口设施损坏)、固井不完善及水泥环腐蚀是造成CO_2泄漏的主要原因;整体上,埋存于地下的CO_2没有发生大规模的泄漏,但在近井土壤中CO_2含量有增加的趋势,越靠近井口土壤中CO_2含量越大,表明CO_2通过井内套管柱或不完整水泥环发生了微量泄漏。故障树分析结果对CO_2埋存区的泄漏监测和预防具有指导意义。     

致密油储层CO2驱核磁共振实验研究

针对致密油储层动用困难问题本研究以CO_2为注入介质,对致密油注气开发效果进行评价,并借助核磁共振技术,从微观角度阐述了致密油储层注CO_2的驱替特征。实验结果表明,CO_2驱可以有效启动赋存在致密孔隙中的原油,非混相压力下(10 MPa),CO_2突破快,小孔隙中原油未动用,驱替后原油饱和度分布不均匀,驱替效率低;而在混相压力之上(24 MPa),CO_2突破明显变慢,驱替后原油饱和度均匀下降,大小孔隙中的原油均被启动,采出程度较高。此外从采出原油组成可以看出,高压下CO_2抽提作用非常明显,原油组分以C7~C29为主,几乎不合C30+组分,这表明CO_2会导致原油中重质组分在孔隙中沉积。