Key technologies for polymer electrolyte membrane fuel cell systems fueled impure hydrogen

Hydrogen energy and polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells become concerned issues in recent years. Nevertheless, the construction of hydrogen refueling infrastructure and hydrogen storage and transportation constrains the commercial development of fuel cells. In this review, sources, production, storage, transportation, and purification methods of hydrogen are extensively reviewed and compared. The advantages of utilizing industrial by-product hydrogen and steam reforming gas in PEM fuel cell systems are analyzed. Using industrial wasted hydrogen can significantly reduce the cost of hydrogen. Also, it is indicated that the onboard hydrogen generation by steam methanol reforming can solve the difficulties of efficient storage and transportation of gaseous hydrogen, which means that methanol has great potential to be a convenient carrier of hydrogen. The effects of impurities contained in the reformate gas are generally introduced. After the methanol steam reforming and pretreatment purification processes, the reformate gas can be fed to PEM fuel cells. Thus, a fuel cell system integrated with onboard hydrogen production and impure hydrogen treatment subsystems is introduced, and key technologies therein for pretreatment purification and in-situ poisoning mitigation methods are reviewed. Finally, suggestions are proposed for further studies.     

二元复合驱流度控制作用效果及其合理流度比研究

针对大港油田港西三区油藏,研究聚合物-表面活性剂二元复合体系流度控制作用对驱替效果的影响,考察二元复合驱合理流度(黏度)比的影响因素。结果表明:随油藏原油黏度、储层平均渗透率和渗透率变异系数增大,流度控制作用对二元复合驱采收率的贡献率增加;与聚合物溶液相比较,表面活性剂溶液流度控制作用效果较差,它在储层内仍沿原水流通道流动,仅靠降低通道内剩余油含油饱和度提高采收率,增油效果较差;流度控制作用对二元复合驱采收率的贡献率超过65%,大港油田港西三区合理黏度比为0.81~1.45。     

Translocation of polymer through nanopore: dissipative particle dynamics simulation

Dissipative particle dynamics simulations are performed to study the forced translocation of polymer through a nanopore inside which the polymer experiences a driving force F. Hydrodynamic interaction （HI） is taken into account for the polymer in good solvent. We find that the mean translocation time 〈t〉 scales with the polymer length N as 〈t〉 ~ N^a with α = 1.26 ± 0.03 close to a theoretical pre- diction, and the probability distribution of t can be described by a Gaussian function. Our results show that the dynamics of polymer translocation with the HI is different from that without the HI. However, the exponent 6 in the scaling 〈t〉 ~ F^-δ is found not to be affected by the HI effect.     

注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

油田供水系统仿真建模及算法研究

油田供水管网系统调度是我国油田采油系统生产的重要部分之一.介绍了油田供水生产过程仿真系统FSPPS的设计和实现方法.以供水系统基本水力元件数学模型为基础,应用节点方程模型建立了系统仿真模型,通过对该模型特征系统矩阵进行分析,提出数学模型的计算方法.通过对油田供水系统的实际仿真运算,验证了模型的正确性.该仿真系统软件目前已应用于油田供水系统,效果显著.     

多孔介质中滞留聚合物分子的粘弹效应模型

本文对三种不同的人造岩心用部分水解聚丙烯跳胺溶液进行了流动试脸,发现在水泥和环衷树脂胶结的不均质石英砂岩心中具有粘弹效应;而在致密的磷酸铝烧结的刚玉砂岩心中未发现粘弹效应。根据测出的残余效应系数分析,认为这可能与岩心的孔隙结构、渗透率等因素有关。对存在粘弹效应的岩心,基于开尔文模型,作者提出了多孔介质中滞留聚合物分子产生回复形变的教学模型。对于试脸曲线,用最小二乘法拟合出流量与时间的关系式,它与聚合物分子回复形变的数学模型具有一致形式,于是本文从理论上论证了滞留有聚合物分子的多孔介质中,在降低水的流动压差至稳定后,流量随时间呈指数变化的规律是滞留聚合物分子的粘弹性造成的。     

6D型注水泵的技术改造及现场应用

原6D型注水泵效率低,耗电高、寿命短,难以满足油田注水需要。究其原因是泵设计不合理,对主要部件的材质和工艺要求过低而造成。通过对6D型注井泵的改造,使其在较恶劣的环境下工作性能良好,提高了泵的效率和寿命,使油田在注水过程中节约了大量能源和资金。文章详细介绍了这一投资少、见效快的6D型注水泵的改造措施和改造经验。     

无机盐对两性离子聚合物在粘土表面吸附的影响

通过测定无机盐对具有不同分子结构两性离子聚合物在粘土表面吸附特点,确定出了两性离子聚合物分子结构特征对其在粘土表面吸附规律及其受无机盐影响的变化规律。     

由储层矿物在碱性驱替剂中的化学行为到砂岩储层次生孔隙的形成

本文在对储层矿物、岩石在碱性驱替剂中的化学行为系统研究进行概括的基础上提出了碱性成岩环境有助于砂岩储层次生孔隙发育这一全新的观点,并提出了单旋回成岩环境体系中的“酸-碱链式反应”模型。最后通过岩石矿物组成分析和文献调查证实了碱性成岩环境确实存在。显然,这种观点的应用会对油田油气勘探产生积极的影响。     

有机硅—有机聚酯的合成

本文报导了[有机硅—有机]聚酯的合成方法,并对聚酯的粘度、折光率和抗拉强度等性质进行了测试。