鼓泡式光生物制氢反应器中光合细菌的生长及产氢

提出了一种新型的鼓泡式光生物制氢反应器,并将Rhodopseudomonas palustris CQK-01光合产氢菌在光生物制氢反应器中进行序批式培养,以葡萄糖为碳源底物,以590nm单波长光为光源,研究了不同鼓泡条件下光合细菌的生长、产氢及底物降解特性.实验结果表明,在光生物制氢反应器中适当鼓入氩气气泡可以有效降低反应器内液相氢浓度,减少产物反馈抑制作用,促进产氢性能的提高,并且不同鼓泡频率对光合细菌的生长和产氢有较大影响.实验中间隔3h鼓泡时光合细菌产氢性能最佳,反应器最大产氢量33.25mmol,光能转化效率为18.46%,产氢得率为1.79mol(H2)/mol(glucose),平均底物消耗速率为0.28mmolL-1h-1和平均产氢速率为0.50mmolL-1h-1.     

烃源岩中有机质测定及分布规律研究

烃源岩是一种富含有机质和各种无机矿物的集合体,而有机质是未熟-低熟原油和烃源岩抽提物的常见组分。采用不同方法对烃源岩进行有机质抽提并进行了四组分分析,考察了不同层位和深度有机质总抽提率和四组分的分布规律。结果表明,三元溶剂的抽提率相对较高,并且总体含量上在Es3有机质的含量较高,颜色深的页岩含有机质的量较高。     

全金属螺杆泵漏失机理研究

传统的橡胶螺杆泵采用过盈方式啮合,当压力小于泵的击穿压力之前,泵没有漏失现象,但全金属螺杆泵定转子都是金属材质,且定转子之间采用间隙配合的啮合方式,所以即使在泵正常工作时,漏失也是一直存在的,研究全金属螺杆泵的漏失规律,为研究整个螺杆泵工作特性奠定基础。在同心环缝隙流动基础上充分考虑流体惯性力引起的压降漏失,研究全金属螺杆泵漏失计算通式,在对模型进行验证的基础上,分析漏失模型的影响因素,结果表明全金属螺杆泵漏失量主要受泵本身结构参数和泵送流体密度的影响,其中间隙高度为影响漏失的主要因素。     

低渗油藏CO2驱产出气回注可行性研究

为研究低渗油藏产出气回注的可行性,利用室内实验的方法,分别考察了原油与CO_2混相效果的影响因素及不同阶段产出气回注的驱油效果.研究结果表明:原油组分中C_1、N_2摩尔百分数的增加会引起原油与CO_2最小混相压力的升高,而原油组分中C_2～C15摩尔百分数越多越有利于实现原油与CO_2的混相.注入气中C_1、N_2摩尔百分数越高越不利于实现与原油的混相,而注入气中C_2、C_3的摩尔百分数越高越有利于实现与原油混相.注入气中CO_2摩尔百分数越高,注入气的驱油效率也越高,在CO_2摩尔百分数达到80 mol%以上时,完全可以达到CO_2混相驱的效果.现场检测结果表明,产出气中CO_2摩尔百分数已经超过了80 mol%,实施产出气回注是完全可行的.本研究首次明确了C_(11)～C_(15)摩尔百分数对混相效果的影响,同时本研究成果为产出气中温室气体的处理与利用提供依据,也为低渗油藏CO_2驱的高效开发提供重要技术支撑.     

掘进工作面硫化氢涌出运移规律研究及COMSOL数值解算

使用Fick扩散定理来描述硫化氢在掘进工作面的运移规律,结合N-S方程构建的掘进工作面气体流动模型,建立掘进工作面硫化氢运移扩散物理模型。应用COMSOL软件进行多物理场耦合进行数值模拟,模拟结果结合现场数据加以验证。模型计算结果表明:从风筒流出的风流在掘进工作面会形成一个类似"U"型的流场;从掘进机钻头处涌出的硫化氢主要聚集在掘进机前方的回风侧;在掘进机前方的垂直方向上,随距底板距离的增加,硫化氢的浓度逐渐减少;从掘进机前方的进风侧到回风侧,在水平方向上,硫化氢的浓度逐渐增加;在距离底板1.55 m的水平方向上和掘进机司机的位置处,均有扩散后的硫化氢。结果表明:当硫化氢从掘进工作面端面涌出时,治理硫化氢的重点是掘进机的前方以及回风侧,同时兼顾掘进机司机以及其他工作人员的个人防护措施。     

电解处理压裂返排液产气条件优化

为了实现对电解处理废液过程产气的调控,研究了电解处理压裂返排液的主要工艺条件参数对产气的影响。实验中阳极、阴极均使用相同铝板,考察了电解时间、电解电流、电极间距等因素对电解产氢气量的影响,并通过正交实验法确定了产氢气量最小时的条件参数;以正交实验数据为基础,利用支持向量机(SVM)算法建立了有效的、可靠的回归模型,利用该模型直观分析了电解时间、电解电流、电极间距间的交互作用对产氢气量的影响,预测了电解处理废液产氢气量最小时的主要工艺条件参数,预测产氢气量的最小值为47.35 mL,实测值为48.44 mL,相对误差为-2.25%。该条件下,阴极表面以产30～100μm的氢气气泡为主,占比92.11%,获得了很好的电解处理压裂返排液效果,TOC去除率为83.53%,去浊率为97.38%,脱色率为92.80%,所产生的氢气远小于在空气中的爆炸极限(4%)。研究结果表明,通过优化相应的工艺条件参数来调控电解产氢气量及处理效果具有可行性,同时也表明SVM法用于优化工艺参数及预测产氢气量是可行的。     

纳米Al2O3介导的固定化小球藻燃料电池产电性能分析

采用纳米Al2O3 海藻酸钠联合固定化制备小球藻胶球,并应用于微生物燃料电池阴极,以提供电子受体,考察电池的产电性能。研究结果表明:加入纳米Al2O3能提高海藻酸钠固定化小球藻胶球的比表面积,使固定化小球藻阴极MFCs输出电压由0113 V提高到0173 V,且电池的输出电压随着胶球粒径的减小和加入量的增加而提高,光照可降低MFCs内阻,提高产电性能。     

孔店油田含水上升规律及剩余油挖潜措施

针对孔店油田馆陶组油水同层油藏的开发特征,采用油藏工程动态分析法研究孔店油田的含水上升规律,以期改善开发效果。同时利用油藏数值模拟,研究单砂体剩余油分布控制因素、分布规律及相应挖潜措施。结果表明:通过准确预测剩余油富集区,完善注采井网,高粘度稠油区部署热采井,采油井采取放大生产压差提液、卡层堵水等措施可以有效动用油水同层油藏剩余油。     

西藏班戈湖淡化湖水的自然蒸发和析盐规律

 全球气候变暖给青藏高原的湖泊带来极大的影响,湖泊面积的扩大使湖水淡化严重,针对淡化碳酸盐型盐湖的研究意义重大。现场自然蒸发实验以班戈湖淡化碳酸盐型盐湖为研究对象,以Na⁺、K⁺/Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2--H₂O五元体系298 K介稳相图为指导,探讨了湖水的pH值变化以及碱金属元素含量对矿物析出的影响。实验结果显示,淡化湖水在自然蒸发过程中需要经历更长的时间才能出现矿物沉淀。湖水的pH值在经历一个缓慢的降低过程后,在蒸发后期又迅速升高,这主要与湖水中的CO₃^2-、HCO₃^-和OH^-含量有关,且与之正相关。在影响淡化湖水酸碱性质的主要碱金属元素中,Na的作用大于K,最后是Li。与之对应的矿物也由中性向碱性转变,表现出的矿物析出顺序为芒硝、石盐、钾芒硝、碳酸钠矾和天然碱。利用不同矿物的析出特性可以分阶段进行回收提取,对盐湖资源开发具有现实意义。     

鄂尔多斯盆地致密砂岩气储层饱和度测井评价方法

 以鄂尔多斯盆地某区域石盒子组致密砂岩气储层为例,研究了其饱和度测井评价方法。宏观上基于岩屑石英砂岩及岩屑砂岩,微观上基于残余粒间孔及溶蚀-粒间孔,结合岩样薄片显微分析资料、岩电试验资料以及网络模型数值模拟结果,分析获得致密气储层的导电规律:地层因素F、孔隙度φ与电阻率指数I、含水饱和度S_w的关系由于岩性及孔隙类型的不同而存在差异,岩屑砂岩因其岩屑成分及孔隙类型的复杂性,增加了岩石的导电难度,在同等条件下,地层因素及电阻率指数均高于岩屑石英砂岩;电阻率指数与含水饱和度呈现指数关系,而非Archie模型的乘幂关系。在此基础上,分类型建立了可变胶结指数(m)的改进Archie模型,并应用于石盒子组致密气储层饱和度测井评价,结果显示饱和度计算值的绝对误差小于5%,验证了该测井评价方法的实用性。