地球自然钾长石矿化CO2联产可溶性钾盐

CO2捕捉封存是减少CO2排放,缓解温室效应重要的方法.然而,受能耗、安全以及经济因素影响,CCS技术的推广受到限制.新提出的基于矿化的CO2捕捉利用方法(CCU)是利用自然矿石与CO2反应,将CO2矿化为稳定的固体碳酸盐,同时提取高附加值的化工产物.利用自然界丰富的天然钾长石作为矿化原料,不仅可以减排大量二氧化碳,同时还可以获得稀缺的可溶性钾盐以降低CO2减排成本.实验结果表明,将钾长石与固体废料六水合氯化钙作为助剂,经800℃活化后,可在较为温和的条件与CO2反应,将其矿化为稳定固体碳酸钙,同时提取出钾长石中的钾离子,钾长石在该过程中的转化率高达84.5%.通过在氯化钙溶液中添加三乙醇胺(TEA)可实现在250℃的低温下活化转化钾长石,矿化CO2,同时提取出钾长石中的钾离子.低温下钾长石的转化率最高可达40.1%.利用地球自然钾长石矿化CO2联产可溶性钾盐的CCU新方法,具有工业可行性,是人类减排CO2,缓解温室效应的新途径.     

压裂液黏度对水力压裂破裂压力及破裂形态的影响

随着非常规油气开发需求的增加,水力压裂技术作为油气增产的关键技术受到广泛关注。根据现场压裂结果显示,压裂液黏度作为易于调整的工程参数会对储层改造效率造成重大影响。为了探究压裂液粘度对水力压裂效率的影响,系统开展了不同压裂液黏度作用下砂岩室内水力压裂试验,,揭示了压裂液黏度对水力压裂破裂压力、破坏形态的影响及内在机理。试验结果表明：低粘度压裂液将产生两翼平直窄裂缝,高黏度压裂液将形成单翼宽裂缝或分支裂缝。随着压裂液黏度升高,水力压裂过程中由于滤失产生的孔隙压力减小,破裂压力升高。本文通过试验结果得到了考虑压裂液黏度的计算式,对水力压裂参数设计具有指导意义。     

不同端部形状的细长圆柱体的附加质量研究

基于势流理论,并结合有限单元法,研究了在流体中运动物体的附加质量.首先,通过无限域中小球及管流中作横向运动的圆柱的附加质量的计算,验证了算法的正确性.其次,着重分析了具有不同端部形状的细长圆柱体在不同直径的无限长管流中沿轴向运动时的附加质量.结果表明:在管流外半径一定的情况下,细长圆柱体的附加质量与其柱体长度成线性关系,其斜率随着圆柱与管壁间距离的减小而迅速增大;而且,当圆柱体长度远大于其直径时,其两端的形状对其附加质量影响不大.     

陆相页岩油储层水力压裂裂缝形态的试验

水力压裂技术是在页岩油气藏中建立人工裂缝网络的一种重要方法,但由于各储层地质条件的差异性以及页岩具有的强非均质性,使得水力压裂裂缝形态十分复杂.为了了解长7陆相页岩油储层页岩水力压裂裂缝网络的形成机理,将室内真三轴水力压裂试验与基于计算机断层扫描的3D可视化模型相结合,初步探讨了水平应力差异系数、压裂液黏度和天然不连续面对岩样水力压裂裂缝形态的影响.结果 表明:页岩水力压裂裂缝形态按照复杂程度可以分为三类,即单一裂缝,鱼骨状裂缝和网状裂缝;低水平应力差异系数和低黏度压裂液有利于形成复杂的裂缝网络,较为合理的条件为水平应力差异系数为0 ～0.53,且压裂液黏度为0～17.1 mPa·s,在此条件下易形成鱼骨状裂缝或网状裂缝;此外,平行于层理面的天然不连续面有利于形成复杂裂缝网络,但是过多的天然不连续面开启是不利于主水力裂缝的形成和扩展.     

球磨时间对Fe–Mn–Al多孔钢显微结构和压缩性能的影响

多孔钢具有较高的机械力学性能、优异的能量吸收能力和较强的耐腐蚀性能等诸多结构功能一体化特性，已成为多孔金属材料领域的研究热点。目前，多孔钢的制备多以不锈钢和碳钢为母材,其力学性能受到一定的限制，影响了其结构及功能特性的发挥。与当前广泛采用的上述母材相比，高锰铝高强钢具有更加优异的轻质高强特性，能够显著提升多孔钢的使役性能，已成为一种重要的多孔钢母材。作为一种加工周期短和制备温度低的近净成形方法，粉末冶金能够获得成分可调、孔隙特征可控的多孔金属制品，是一种广泛采用的多孔钢制备技术。粉末细化是改变多孔钢微观结构和提升其力学性能的重要方法，而高能球磨是实现粉末细化的一种重要途径。当前，制备多孔钢的原料粉末多为预合金钢粉末，预合金粉末存在难以实时调整化学成分以及原料制备成本高等突出问题。为此，本文首次提出以Fe、Mn、Al和C等元素粉末替代现有的预合金粉末，经过一定周期的高能球磨后，采用真空烧结两步原位造孔的全新方法成功制备了高孔隙的高锰铝多孔钢。在此基础上，本文重点分析和探讨了球磨时间对混合粉末及其多孔钢的微观结构和压缩性能的影响，为多孔钢的微结构调整和性能优化提供了重要的理论基础。本文的研究结果表明，随着球磨时间的增加，混合粉末的尺寸不断减小，Fe颗粒的形貌逐渐向薄片状转变。在640℃的低温预烧结阶段,样品中的主要相为α-Fe、α-Mn和Al，以及少量的Fe2Al5和Al8Mn5等金属间化合物；当烧结温度升高到1200℃时，样品的表面以α-Fe为主,中心为γ-Fe。此外，研究还发现,随着球磨时间的增加，Mn的升华量逐渐减少，这是引起多孔钢的孔隙率下降的一个重要因素。在压缩性能方面，所制多孔钢宏观裂纹萌生时的应变及其应力都随球磨时间的延长而不断增加。