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运行工况对超临界CO_(2)干气密封端面热力学过程及稳态性能影响研究 被引量：1
1
作者 江锦波 陈竹鑫 +5 位作者 肖洋溢 彭新 陈源 于辰 孟祥铠 彭旭东 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2913-2928,共16页
超临界CO_(2)压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化,密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO_... 超临界CO_(2)压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化,密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO_(2)干气密封热动力润滑相变仿真模型,提出了密封端面热力学过程表征方法,研究了转速、进气压力和进气温度等运行工况参数对超临界CO_(2)干气密封端面热力学过程、流场参数和稳态性能的影响。结果表明:进气温度的提高对于抑制密封端面液相凝析效果显著;转速和进气压力的增大只能抑制槽区液相凝析,增大端面非液相区面积,但对密封坝气液混相区影响不大,当进气温度达到320 K和340 K时,端面纯液相区和气液混相区先后消失;提高非液相区面积,对于增大密封气膜刚度是有利的。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 干气密封 相变 工况参数 热力学过程
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含杂质超临界CO_(2)输送管道水膜生成模拟及腐蚀威胁预测 被引量：1
2
作者 陈兵 张萧玉 +3 位作者 房启超 唐春丽 齐文娇 王香增 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第3期68-76,共9页
以延长油田一期管网工程中榆林能化-乔家洼干线CO_(2)输送管道为例,结合热力学分析了该实际管网工程中杂质水凝析过程及其腐蚀威胁,使用OLGA软件模拟了管线的水膜生成并预测了腐蚀威胁,分析了稳态工况和不同瞬态工况下水膜含量及存在位... 以延长油田一期管网工程中榆林能化-乔家洼干线CO_(2)输送管道为例,结合热力学分析了该实际管网工程中杂质水凝析过程及其腐蚀威胁,使用OLGA软件模拟了管线的水膜生成并预测了腐蚀威胁,分析了稳态工况和不同瞬态工况下水膜含量及存在位置变化,并基于试验数据验证了模拟方法的适用性。结果表明:在稳态运行过程中,该管线前22.3 km存在一定量的连续水膜,管内存在腐蚀威胁;随管线输量波动,水膜体积增加,低输量下存在水膜的管段更长;低压运行时水膜体积减少,但在压力恢复过程中,水膜体积迅速增加,被水膜覆盖的管线长度达到37 km;在停输/再启动工况下,水膜体积和存在水膜的管段长度均减小,但停输可能导致前8 km管线中的静态水膜发生聚集,造成管壁严重腐蚀;在泄漏工况下,管内水膜体积增加,存在水膜的管段长度增加至30 km,管内腐蚀威胁较大。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 腐蚀 水膜 存在位置
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U型弯管对超临界CO_(2)跨类临界换热的影响分析
3
作者 闫晨帅 张炎 +3 位作者 张鑫奕 王维雪 陈奇成 赵亚莹 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5402-5412,I0006,共12页
U型弯管是换热器常用换热通道形式之一,但超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),S-CO_(2))在U型管内的流动换热特性及机制尚未得到充分研究。该文采用数值方法重点探究S-CO_(2)在垂直倒U型弯管内流动换热特性及规律。基于S-CO_(2)跨越... U型弯管是换热器常用换热通道形式之一,但超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),S-CO_(2))在U型管内的流动换热特性及机制尚未得到充分研究。该文采用数值方法重点探究S-CO_(2)在垂直倒U型弯管内流动换热特性及规律。基于S-CO_(2)跨越类临界温度发生类气-类液转换假设,阐述U型管内S-CO_(2)跨类临界传热行为的机理,讨论S-CO_(2)在U型管与垂直圆管内产生传热差异的原因。结果表明,相对于垂直圆管,U型管段具有强化S-CO_(2)传热的效应,但其壁温沿周向呈不均匀分布。此外,U型弯管段横截面内类液相受离心力作用偏离中心区域并迁移至弯管顶部,类气相则汇聚于底部,且流动参数与垂直圆管呈现显著差异,以上因素共同决定了U型管内S-CO_(2)换热特性及壁温分布特点。该文结果对采用U型换热管的S-CO_(2)换热器设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 跨类临界 传热 U型管 数值模拟
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超临界CO_(2)脉动作用对低阶煤微观-宏观结构损伤演化特征
4
作者 刘佳佳 李元隆 +2 位作者 高建良 王丹 张云龙 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期190-199,共10页
为了明晰超临界CO_(2)脉动作用对低阶煤的作用效果及机理,采集新疆艾维尔沟矿深部低阶煤作为试验对象,通过自主搭建的超临界CO_(2)脉动致裂试验系统开展试验研究,对脉动作用前后的煤样分别进行XRD、FTIR、低温液氮吸附试验、低场核磁共... 为了明晰超临界CO_(2)脉动作用对低阶煤的作用效果及机理,采集新疆艾维尔沟矿深部低阶煤作为试验对象,通过自主搭建的超临界CO_(2)脉动致裂试验系统开展试验研究,对脉动作用前后的煤样分别进行XRD、FTIR、低温液氮吸附试验、低场核磁共振及单轴压缩试验测定,量化分析超临界CO_(2)脉动作用前后煤体的微观结构、孔隙结构及力学特性变化。结果表明:超临界CO_(2)脉动作用后,煤中方解石和黏土矿物的质量分数增加,黏土矿物质量分数的变化主要受氨伊利石增加的影响,煤中各有机官能团峰值均呈现不同程度的降低,超临界CO_(2)对有机物的萃取作用效果明显,脉动作用后煤体的微晶结构受到损伤,晶体层片间距增加了0.002 9 nm,煤体结构趋于松散;对比超临界CO_(2)脉动作用前,作用后煤样XJ-A、XJ-B有效孔隙率分别提高了66.7%、128.6%,煤体内部孔隙连通性增强,脉动作用对微小孔及中孔的改造作用更明显;超临界CO_(2)脉动作用后煤的力学特性显著劣化,单轴抗压强度和弹性模量分别降低54.73%和59.82%,声发射振铃计数和累积能量均大幅降低,振铃计数峰值降至作用前51%,煤样内部颗粒黏聚力降低,累积能量降低了62%。综上,超临界CO_(2)脉动作用能够显著破坏低阶煤的微观-宏观结构,对深部低阶煤储层致裂增透、煤层气抽采具有重要意义。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 脉动致裂 微观结构 孔隙 力学特性
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超临界CO_(2)脉冲致裂页岩裂缝起裂及扩展影响规律
5
作者 陆朝晖 闫卓林 +3 位作者 王俐佳 卢义玉 房大志 周军平 《天然气工业》 北大核心 2025年第9期79-91,共13页
中国深层页岩气藏构造复杂、储层温度高和地应力差异大,致使页岩气储层压裂过程中存在起裂压力高、裂缝网络单一等问题。为此,综合超临界CO_(2)压裂(SCF)与脉冲压裂在致裂储层的优势,探索了超临界CO_(2)脉冲压裂(SCPF)对页岩裂缝起裂和... 中国深层页岩气藏构造复杂、储层温度高和地应力差异大,致使页岩气储层压裂过程中存在起裂压力高、裂缝网络单一等问题。为此,综合超临界CO_(2)压裂(SCF)与脉冲压裂在致裂储层的优势,探索了超临界CO_(2)脉冲压裂(SCPF)对页岩裂缝起裂和扩展的影响规律。以四川盆地下志留统龙马溪组页岩为研究对象,开展了SCPF页岩的对比实验,通过声发射监测、CT扫描及三维重构技术对实验结果进行表征,揭示了不同压裂方式及脉冲参数对页岩裂缝起裂压力、扩展形态及裂缝复杂性的影响。研究结果表明:①SCPF的起裂压力相较SCF降低了16.33%,较水力压裂降低了40.95%;②SCPF使大振幅的应力释放被分散到多次小振幅事件中,可以释放更多的声发射信号,产生的声发射累计能量和起裂瞬态能量分别是SCF的2.30倍和0.83倍;③SCPF形成拉-剪混合裂缝网络,伴随大量次生裂缝和层理裂缝,裂缝扩展面积和体积分别是SCF的2.07倍和1.47倍;④在低频脉冲条件下,起裂压力随脉冲频率和振幅的增加而降低,裂缝复杂程度随脉冲频率和振幅的增加而提高。结论认为,超临界CO_(2)脉冲压裂技术能够有效改善页岩储层压裂效果,为优化页岩气开采工艺参数提供了理论与实验依据。 展开更多
关键词 深层页岩气 超临界co_(2) 脉冲压裂 脉冲频率 脉冲振幅 疲劳损伤 起裂压力 裂缝扩展
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超临界CO_(2)与黏土矿物的化学反应动力学特征
6
作者 李小刚 李坤阳 +3 位作者 杨兆中 朱静怡 袁健峰 易良平 《断块油气田》 北大核心 2025年第2期331-338,共8页
为研究黏土矿物在超临界CO_(2)焖井过程中的溶蚀行为与反应强度,选取4种主要黏土矿物进行超临界CO_(2)与黏土矿物的地球化学反应实验研究。采用X射线衍射法和扫描电镜-能谱分析法,分析了4种黏土矿物的矿物成分、元素组成及微观结构对超... 为研究黏土矿物在超临界CO_(2)焖井过程中的溶蚀行为与反应强度,选取4种主要黏土矿物进行超临界CO_(2)与黏土矿物的地球化学反应实验研究。采用X射线衍射法和扫描电镜-能谱分析法,分析了4种黏土矿物的矿物成分、元素组成及微观结构对超临界CO_(2)环境的响应特征,基于过渡态理论方程建立了各黏土矿物与超临界CO_(2)的地球化学反应动力学方程。结果表明:4种黏土矿物中钙蒙皂石反应最为剧烈,反应后黏土矿物质量分数下降超30百分点,生成多种新物质;高岭石和伊利石在水岩反应过程中能相互转化,反应后有次生石英生成;绿泥石反应后表面有黑色固碳物质生成及白云石颗粒镶嵌在其中;计算得到各黏土矿物的地球化学反应动力学方程,理论值与实验结果基本一致,验证了方程的准确性;反应速率整体表现为钙蒙皂石>伊利石>高岭石>绿泥石。所得反应动力学方程从单矿物溶蚀动力学层面解释了超临界CO_(2)-黏土矿物的地球化学反应强弱,能对超临界CO_(2)与黏土矿物地球化学反应进行定性及定量分析,可为不同黏土矿物含量储层现场注CO_(2)焖井工艺提供理论支撑。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 黏土矿物 地球化学反应 元素分析 动力学方程
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350MW超临界CFB燃煤机组钙循环CO_(2)捕集系统的方案设计与计算分析
7
作者 王冬福 孙秋辰 +3 位作者 陈文强 张陶陶 李明馨 韩志江 《锅炉技术》 北大核心 2025年第5期51-59,共9页
基于钙基载碳体在高温下循环吸收和解析CO_(2)的基本原理,开展350MW超临界循环流化床燃煤机组锅炉烟气CO_(2)捕集系统的方案设计和计算研究。提出采用双循环床作为碳酸化反应器和煅烧反应器内的设计流态,并增加再碳酸化反应器提高碳捕... 基于钙基载碳体在高温下循环吸收和解析CO_(2)的基本原理,开展350MW超临界循环流化床燃煤机组锅炉烟气CO_(2)捕集系统的方案设计和计算研究。提出采用双循环床作为碳酸化反应器和煅烧反应器内的设计流态,并增加再碳酸化反应器提高碳捕集效率。建立碳酸化反应器和煅烧反应器之间循环物料的质量和能量守恒方程,计算与分析不同锅炉负荷下的关键性能参数。在锅炉最大连续出力工况下,当碳捕集效率为90%时,锅炉烟气CO_(2)体积分数从13.64%降低到1.4%,捕集到的湿烟气CO_(2)体积分数为76.60%,经过冷凝后,干烟气中CO_(2)体积分数可达到97.04%。研究得出常规CFB燃煤机组耦合钙循环系统实现锅炉烟气CO_(2)高效捕集的综合方案,为今后燃煤发电厂碳捕集技术路线的选择提供参考。 展开更多
关键词 钙循环 CO_(2)捕集 循环流化床 超临界CFB
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对位芳纶纤维超临界CO_(2)无水染色关键技术 被引量：1
8
作者 郑环达 《纺织高校基础科学学报》 2025年第1期33-35,共3页
聚对苯二甲酰对苯二胺,简称对位芳纶,是由对苯二甲酰氯和对苯二胺缩聚制得的全对位聚芳酰胺^([1])。对位芳纶大分子结构中苯环与酰胺键上羰基和氮原子间形成共轭大π键,苯环上对位共价键具有较高内旋位能,由此产生的较大分子间氢键作用... 聚对苯二甲酰对苯二胺,简称对位芳纶,是由对苯二甲酰氯和对苯二胺缩聚制得的全对位聚芳酰胺^([1])。对位芳纶大分子结构中苯环与酰胺键上羰基和氮原子间形成共轭大π键,苯环上对位共价键具有较高内旋位能,由此产生的较大分子间氢键作用使纤维表现出优异的强度模量、耐高温性、耐化学性、本质阻燃和质轻耐磨性,是航空航天、轨道交通等尖端领域用重要基础材料^([2])。近年来,随着对位芳纶纤维生产日益成熟与产量持续增长,其在军事技术、工业防护、运动材料等民用领域中的应用日趋广泛,获取染色产品需求显著增加^([3])。但对位芳纶纤维水基着色难、污染重等问题已成为制约其扩大应用的瓶颈。 展开更多
关键词 超临界co_(2)无水染色 对位芳纶 水基染色
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超临界CO_(2)不同浸泡时间致煤体变形破坏能量演化机制研究
9
作者 于永江 邬志强 刘佳铭 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第2期498-507,共10页
为探究超临界CO_(2)不同浸泡时间(0、5 d、10 d、15 d)下煤体变形破坏全过程中的能量演化机制,以梅花井煤矿4-1煤层的两种煤样(焦煤、弱黏煤)为研究对象,开展了超临界CO_(2)不同浸泡时间下的煤体单轴压缩试验。结果表明:随着超临界CO_(2... 为探究超临界CO_(2)不同浸泡时间(0、5 d、10 d、15 d)下煤体变形破坏全过程中的能量演化机制,以梅花井煤矿4-1煤层的两种煤样(焦煤、弱黏煤)为研究对象,开展了超临界CO_(2)不同浸泡时间下的煤体单轴压缩试验。结果表明:随着超临界CO_(2)浸泡时间的延长,煤体抗压强度及弹性模量均逐渐下降;基于能量计算原理,随着浸泡时间的延长,煤体在压密阶段存在微小量值的能量存储与耗散特征,在线弹性阶段存储弹性应变能的能力逐渐减弱,在塑性屈服阶段耗散能占总应变能的比重逐渐增大,在峰后残余强度阶段耗散能的激增使得煤体产生相互贯通和扩展的宏观裂隙。在此基础上研究煤样的能量累积率与耗散率演化机制,结果表明:在应力峰值前,受到超临界CO_(2)的浸泡会削弱煤体弹性应变能的累积速率;在应力峰值处,煤体的弹性应变能累积速率达到最小;在峰后破坏阶段,随着浸泡时间的延长,煤体超临界CO_(2)浸泡时间达到10 d时,其弹性应变能转化率与耗散率达到最大。此研究成果有助于分析深部煤储层注入CO_(2)压裂过程煤体变形的能量特征,也对CO_(2)的地质封存具有一定参考意义。 展开更多
关键词 安全工程 超临界co_(2) 力学特性 能量演化 能量累积率 能量耗散率
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超临界CO_(2)萃取苹果籽油工艺优化及其品质分析
10
作者 苟丽娜 曾朝珍 康三江 《寒旱农业科学》 2025年第5期452-458,共7页
系统比较超临界CO_(2)萃取与传统溶剂萃取对苹果籽油质量的关键理化指标的影响,为选择合适的萃取工艺和开发高品质苹果籽油提供科学依据。以红富士苹果籽为原料,通过单因素试验及正交试验优化了超临界CO_(2)萃取工艺条件,分别采用超临界... 系统比较超临界CO_(2)萃取与传统溶剂萃取对苹果籽油质量的关键理化指标的影响,为选择合适的萃取工艺和开发高品质苹果籽油提供科学依据。以红富士苹果籽为原料,通过单因素试验及正交试验优化了超临界CO_(2)萃取工艺条件,分别采用超临界CO_(2)萃取和石油醚萃取提取苹果籽油,并对其理化指标和脂肪酸组成进行系统比较。结果表明,超临界CO_(2)萃取最佳工艺条件为萃取压力30 MPa、萃取温度55℃、萃取时间2.0 h、CO_(2)流量25 L/h,苹果籽油得率达23.72%。理化指标分析结果显示,与传统溶剂萃取相比,超临界CO_(2)萃取的苹果籽油具有较低的过氧化值(0.70 g/kg)和较高的皂化值(189 mg/g),表明其具有更好的稳定性和较高的长链脂肪酸含量。脂肪酸分析结果表明,2种萃取方法所得苹果籽油的脂肪酸组成相似,均以不饱和脂肪酸为主,主要包括亚油酸(51.973%~52.050%)和油酸(36.206%~36.293%)。综上所述,超临界CO_(2)萃取法在提升苹果籽油品质方面具有一定优势,适用于生产高品质苹果籽油产品。 展开更多
关键词 苹果籽油 超临界co_(2)萃取 工艺优化 理化特性 脂肪酸组成
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面向超临界CO_(2)射流开采的三维地质模型动态更新与可视化管控平台开发
11
作者 林允 《中国矿业》 北大核心 2025年第S2期147-150,共4页
针对超临界二氧化碳(SC-CO_(2))射流开采过程中地质条件复杂性和动态变化挑战,本文研究了三维地质模型的动态更新方法与可视化管控平台开发。通过整合多源地质数据与实时监测信息,构建了基于数值流形法的多场耦合模型,实现了地质结构、... 针对超临界二氧化碳(SC-CO_(2))射流开采过程中地质条件复杂性和动态变化挑战,本文研究了三维地质模型的动态更新方法与可视化管控平台开发。通过整合多源地质数据与实时监测信息,构建了基于数值流形法的多场耦合模型,实现了地质结构、应力场、渗流场的热-力-化学(TMC)全过程动态模拟。平台采用HOOPS Visualize引擎和WebGL技术,开发了具有四维时空特征的可视化管控系统,支持SC-CO_(2)射流作业的实时监测、分析与优化。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 射流 三维地质模型 动态更新 数值流形法 多场耦合 可视化管控
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超临界CO_(2)对煤体多尺度孔隙结构的改造效果量化研究
12
作者 王春霞 田守强 《煤矿安全》 北大核心 2025年第10期69-77,共9页
为了更准确地表征超临界CO_(2)对煤体多尺度孔隙结构的影响,探究其对煤体孔隙结构的改造机理,基于文献调研和联孔法开展了低温氮气吸附脱附试验和高压压汞试验。研究结果表明:超临界CO_(2)处理前后,低温氮气吸附脱附试验与高压压汞试验... 为了更准确地表征超临界CO_(2)对煤体多尺度孔隙结构的影响,探究其对煤体孔隙结构的改造机理,基于文献调研和联孔法开展了低温氮气吸附脱附试验和高压压汞试验。研究结果表明:超临界CO_(2)处理前后,低温氮气吸附脱附试验与高压压汞试验所得的煤体孔径分布结果出现差异,应进行联合表征,以降低试验误差;超临界CO_(2)能够使煤体内微小孔逐渐破裂为中大孔,孔隙结构变得更加开放和连通;超临界CO_(2)处理后煤体的大孔、中孔和小孔孔容占比呈增大趋势,增量分别为3.66%、1.84%和2.92%;微孔孔容占比呈降低趋势,缩减了8.42%;煤体大孔、中孔和小孔的孔比表面积占比皆呈增大趋势,增量分别为0.47%、3.67%和57.65%,微孔的孔比表面积占比呈降低趋势,缩减了61.79%;该现象产生的主要原因是超临界CO_(2)对煤体孔隙结构具有一定的萃取扩孔效应和吸附溶胀效应,能与煤中的矿物成分和有机官能团发生反应,导致煤体内部产生化学溶蚀过程,使煤颗粒间的胶结程度变差,煤体的颗粒分散性增强,且煤体对超临界CO_(2)具有强吸附性,使煤体内部发生吸附溶胀,导致煤基质膨胀、孔隙拓宽,从而使煤体的孔容和孔比表面积增加。 展开更多
关键词 孔隙结构 安全工程 超临界co_(2) 高压压汞 低温氮气吸附脱附 联孔法 孔径分布
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超临界CO_(2)布雷顿循环耦合有机闪蒸循环的性能分析及优化
13
作者 余廷芳 张艮离 +1 位作者 周嘉鹏 汤一村 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第1期130-140,共11页
为了提高超临界CO_(2)再压缩布雷顿循环(SCRBC)的热效率,在SCRBC余热端耦合有机闪蒸循环(OFC)作为低温余热利用的底循环,建立基于太阳能塔的SCRBC/OFC联合循环.在设定条件下,进行联合循环的主要参数(如分流比、顶循环透平入口压力和温... 为了提高超临界CO_(2)再压缩布雷顿循环(SCRBC)的热效率,在SCRBC余热端耦合有机闪蒸循环(OFC)作为低温余热利用的底循环,建立基于太阳能塔的SCRBC/OFC联合循环.在设定条件下,进行联合循环的主要参数(如分流比、顶循环透平入口压力和温度、透平效率、闪蒸温度和冷凝温度)对系统热力性能影响的参数分析和㶲分析.参数分析结果表明,在不同的顶循环透平入口压力和温度下存在最佳分流比,该分流比随透平入口压力的提高而上升;系统热效率随着冷凝温度增加而降低,随闪蒸温度的增加先增后降.㶲损分析结果表明,在给定的条件下,印刷电路板式换热器(PCHE)㶲损失最大,之后依次为SCRBC透平、预冷器、回热器.采用多目标优化方法得到兼顾系统热力性能和单位投资成本的Pareto解集,为工程设计方案提供了最优折中解作为参考.相比优化前的SCRBC,优化后SCRBC/OFC使联合循环的热效率提高了12.5%. 展开更多
关键词 热力循环 超临界co_(2)再压缩布雷顿循环 有机闪蒸循环 热力性能分析 多目标优化
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超临界CO_(2)作用下页岩微观孔隙结构与多尺度分形特征--以鄂尔多斯盆地延长组73亚段为例 被引量：2
14
作者 蒋丽丽 田冷 +3 位作者 陈掌星 王泽川 黄文奎 柴晓龙 《天然气地球科学》 北大核心 2025年第3期533-553,共21页
为明确超临界CO(2 ScCO_(2))对页岩微观孔隙结构的影响机制,以鄂尔多斯盆地延长组73亚段(长73亚段)页岩为研究对象,在有机地球化学和矿物组成分析的基础上,采用低温气体(CO_(2)、N2)吸附实验和核磁共振(NMR)扫描方法,结合多尺度分形理论... 为明确超临界CO(2 ScCO_(2))对页岩微观孔隙结构的影响机制,以鄂尔多斯盆地延长组73亚段(长73亚段)页岩为研究对象,在有机地球化学和矿物组成分析的基础上,采用低温气体(CO_(2)、N2)吸附实验和核磁共振(NMR)扫描方法,结合多尺度分形理论,全面分析了页岩微观孔隙结构的变化规律及多尺度分形特征,详细阐明了ScCO_(2)对页岩孔隙结构的微观作用机制。研究结果表明,ScCO_(2)作用后,页岩样品的总有机质(TOC)含量下降,石英含量增加,而黏土矿物和长石含量减少。相比于温度变化,TOC及矿物组分对压力变化的敏感性更高。此外,页岩孔隙主要分布在对比表面积贡献较大的微孔(0~2 nm)和中孔(2~50 nm)范围内,大孔(>50 nm)的数量较少,但其对总孔体积的贡献显著。ScCO_(2)作用后,页岩样品的总比表面积减少,而总孔体积、平均孔径和有效孔隙度均增大。其中,总比表面积和平均孔径对温度变化较为敏感,而总孔体积和有效孔隙度则受压力影响显著。同时,页岩孔隙表现出多尺度分形特征:微孔具有较高的分形维数,而中、大孔的分形维数较低。ScCO_(2)作用后,各尺度分形维数均呈下降趋势,表明页岩样品孔隙结构的复杂性得到改善。微孔分形维数与TOC含量呈显著正相关,而中大孔分形维数与石英、黏土矿物含量的相关性更强。由此可知,页岩矿化特性的变化是影响微观孔隙结构的内在因素,ScCO_(2)作用条件则是重要的外在因素,两者共同作用决定了页岩孔隙结构的演变过程。研究成果为碳捕集、利用与封存的优选层段提供了重要的科学依据和实际指导。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 页岩 微观孔隙结构 多尺度分形 低温气体吸附 核磁共振 CCUS
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超临界CO_(2)压裂对储层渗透率的适应性研究 被引量：2
15
作者 杨兵 黄海 +5 位作者 王海柱 任倩倩 乔瑞宏 王斌 樊旭浩 张国新 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期79-91,共13页
为探究超临界CO_(2)压裂对储层渗透率的适应性,采用不同渗透率(0.08~1.0 mD)致密砂岩岩样的超临界CO_(2)压裂实验结合CT扫描技术定量分析了压裂诱导裂缝特征,并采用矿场尺度数值模拟对实验结果进行验证与补充。实验结果表明:超临界CO_(2... 为探究超临界CO_(2)压裂对储层渗透率的适应性,采用不同渗透率(0.08~1.0 mD)致密砂岩岩样的超临界CO_(2)压裂实验结合CT扫描技术定量分析了压裂诱导裂缝特征,并采用矿场尺度数值模拟对实验结果进行验证与补充。实验结果表明:超临界CO_(2)可有效压裂渗透率在0.08~0.3 mD范围内的岩样,且随着渗透率增加,诱导裂缝复杂度降低,裂缝体积减小;当渗透率超过0.5 mD时,超临界CO_(2)无法实现岩石压裂,但水压裂仍可有效压裂,这主要归因于流体性质的差异。数值模拟结果验证了实验结论,表明在矿场施工条件下,超临界CO_(2)可成功压裂不同渗透率储层,但压裂效果存在显著差异。随着储层渗透率增加(0.01~100 mD),裂缝半长、缝宽、缝高、分形维数及渗滤面积等参数均呈下降趋势,而滤失量逐渐增加,导致压裂效果逐渐变差。超临界CO_(2)更适用于低渗透率储层改造,在施工过程中需针对不同渗透性储层进行参数优化。该研究为超临界CO_(2)压裂非常规储层的施工方案设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 超临界co_(2)压裂 储层渗透率 裂缝特征 数值模拟 致密砂岩 非常规储层
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超临界CO_(2)-盐水对页岩拉伸断裂行为影响 被引量：2
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作者 邱仁怡 张广清 +2 位作者 郑学林 罗森林 周大伟 《中国矿业》 北大核心 2025年第5期246-256,共11页
页岩渗透率极低,能作为CO_(2)地质埋存的盖层。CO_(2)-地层流体长期作用下页岩力学性质发生变化,直接影响页岩盖层的密封性。基于此,为研究超临界CO_(2)-盐水长时间作用对页岩拉伸断裂特征影响,采用超临界CO_(2)-盐水在110℃、30 MPa条... 页岩渗透率极低,能作为CO_(2)地质埋存的盖层。CO_(2)-地层流体长期作用下页岩力学性质发生变化,直接影响页岩盖层的密封性。基于此,为研究超临界CO_(2)-盐水长时间作用对页岩拉伸断裂特征影响,采用超临界CO_(2)-盐水在110℃、30 MPa条件下对龙马溪页岩分别饱和15 d和30 d,并开展了超临界CO_(2)-盐水饱和前后页岩巴西劈裂测试。同时,结合声发射(AE)和数字图像相关(DIC)技术实时监测了页岩连续变形及断裂过程。研究结果表明:超临界CO_(2)-盐水作用引起的非均匀损伤易诱导页岩发生多次局部断裂,表现为加载过程中出现大量离散的点状或条带状应变集中区;随着超临界CO_(2)-盐水饱和时间增加,页岩的剪切断裂现象明显增加,断裂模式逐渐由拉伸断裂主导向拉伸-剪切混合断裂转变;超临界CO_(2)-盐水作用增加了页岩裂缝复杂程度,裂缝形态由单一平直裂缝变为弯曲裂缝带;超临界CO_(2)-盐水饱和后页岩中产生溶蚀孔隙和微裂缝、黏土和有机质膨胀等微观结构的变化直接导致拉伸断裂性质发生显著弱化,且饱和时间越长降低幅度越大。与干燥页岩相比,超临界CO_(2)-盐水饱和15 d和30 d的页岩抗拉强度降低40.18%和48.21%,起裂应力降低17.72%和37.99%,损伤应力降低35.54%和58.36%。相关研究成果明确了超临界CO_(2)-盐水长期作用对页岩拉伸断裂性质的弱化规律,可为页岩CO_(2)地质埋存设计提供依据。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 页岩 拉伸断裂 巴西劈裂 CO_(2)地质埋存
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超临界CO_(2)对页岩断裂裂缝形态的影响 被引量：1
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作者 吴华 王小琼 +4 位作者 葛洪魁 汪海阁 何吉祥 张彦龙 王建勇 《石油机械》 北大核心 2025年第6期130-140,共11页
超临界二氧化碳(SC-CO_(2))前置压裂过程中,前置注入的CO_(2)容易进入页岩多孔介质中,并与地层水或者水基压裂液结合形成弱酸性流体,激发页岩微裂缝萌生扩展。为了明确CO_(2)对页岩微裂缝萌生扩展的影响,开展了加压浸泡-单轴压缩联合试... 超临界二氧化碳(SC-CO_(2))前置压裂过程中,前置注入的CO_(2)容易进入页岩多孔介质中,并与地层水或者水基压裂液结合形成弱酸性流体,激发页岩微裂缝萌生扩展。为了明确CO_(2)对页岩微裂缝萌生扩展的影响,开展了加压浸泡-单轴压缩联合试验,研究了流体类型、浸泡时间、浸泡顺序对页岩微裂缝萌生扩展的影响。研究结果表明:CO_(2)前置注入能促进层理缝开启,CO_(2)作用时间越长,层理缝开启数量越多。压力降低时,SC-CO_(2)开启的层理裂缝容易闭合,但“SC-CO_(2)→水”复合作用时,水易进入CO_(2)开启的层理缝中形成有效支撑,与CO_(2)反应生成碳酸溶蚀碳酸盐岩矿物,弱化页岩的力学强度,促进微裂纹扩展,形成复杂且稳定的缝网。而“水→SC-CO_(2)”复合作用时,水在压差和毛细管力的作用下渗吸进入页岩微小孔隙中,在孔隙壁面形成大量水膜,严重阻碍了CO_(2)向页岩内部扩散,使其难以有效开启层理缝。垂直层理样品裂缝扩展主要受加载应力控制,流体的影响较弱,破裂后普遍形成一个倾斜贯穿层理的破裂面。研究结果可为优化页岩CO_(2)前置压裂工艺参数设计提供理论依据,对于提升页岩油的开发效率及促进CO_(2)地质封存具有重要意义。 展开更多
关键词 前置压裂 超临界co_(2) 页岩 CO_(2)浸泡方式 浸泡顺序 单轴压缩 裂缝形态
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超临界CO_(2)作用下不同高度比煤岩组合体力学特性及能量演化规律 被引量：1
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作者 蔚默然 王开 +2 位作者 张小强 姜玉龙 蔡婷婷 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期134-141,共8页
为研究煤岩组合体在超临界CO_(2)作用下三轴力学特性及能量演化规律,采用超临界CO_(2)浸泡系统,对4种不同高度比煤岩组合体试件进行浸泡和三轴压缩试验。试验结果表明:随着煤岩组合体高度比的增大,三轴抗压强度和弹性模量逐渐降低,破坏... 为研究煤岩组合体在超临界CO_(2)作用下三轴力学特性及能量演化规律,采用超临界CO_(2)浸泡系统,对4种不同高度比煤岩组合体试件进行浸泡和三轴压缩试验。试验结果表明:随着煤岩组合体高度比的增大,三轴抗压强度和弹性模量逐渐降低,破坏时应变变形逐渐增大。被超临界CO_(2)浸泡后,组合体三轴抗压强度和弹性模量均有不同程度的降低;随着煤岩高度比的增大,组合体三轴抗压强度和弹性模量劣化程度逐渐增大。组合体加载破坏后,岩体部分无明显裂隙,主要为煤体发生破坏,经超临界CO_(2)浸泡后,煤体破坏更为破碎。组合体总能量、弹性能、耗散能随煤岩高度比增大逐渐降低;超临界CO_(2)浸泡会使组合体总能量、弹性能、耗散能降低,但耗散能占比升高。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 煤岩组合体 高度比 三轴抗压强度 弹性模量 能量演化
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超临界CO_2萃取测定姜黄中姜黄素的实验研究 被引量：33
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作者 宿树兰 吴启南 +2 位作者 欧阳臻 吴德康 陈钧 《中国中药杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期857-860,共4页
目的 :筛选超临界CO2 萃取姜黄中姜黄素的最佳工艺条件。方法 :采用正交试验优化超临界流体萃取姜黄素的工艺条件 ,采用HPLC法测定姜黄素含量。结果 :超临界CO2 萃取姜黄素的最佳条件 :萃取压力 2 5MPa ,萃取温度 5 5℃ ,采用无水乙醇... 目的 :筛选超临界CO2 萃取姜黄中姜黄素的最佳工艺条件。方法 :采用正交试验优化超临界流体萃取姜黄素的工艺条件 ,采用HPLC法测定姜黄素含量。结果 :超临界CO2 萃取姜黄素的最佳条件 :萃取压力 2 5MPa ,萃取温度 5 5℃ ,采用无水乙醇作为夹带剂 (与超临界CO2 流体同步泵入萃取器中 ) ,用量为 30 % ,静态萃取 4h ,动态萃取 5h ,CO2 流量 3.5L·min-1。结论 :超临界CO2 萃取姜黄素具有操作简便、无有机溶剂残留的优点 ,其方法可靠 ,切实可行。 展开更多
关键词 姜黄素 实验研究 超临界co2萃取 HPLC法 无水乙醇 MP 含量 萃取器 超临界co2流体 夹带剂
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超临界CO_2/油/水系统中油气管材钢的腐蚀机制 被引量：31
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作者 孙冲 孙建波 +2 位作者 王勇 王世杰 刘建新 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期811-820,共10页
利用高温高压CO2模拟实验及SEM,EDS,XRD等分析技术,研究了超临界CO2/油/水系统中J55钢的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜的结构特征,建立了不同含水率下的腐蚀模型,并阐述其腐蚀机制.结果表明：含水率低于30%时,原油浸润整个金属表面,J5... 利用高温高压CO2模拟实验及SEM,EDS,XRD等分析技术,研究了超临界CO2/油/水系统中J55钢的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜的结构特征,建立了不同含水率下的腐蚀模型,并阐述其腐蚀机制.结果表明：含水率低于30%时,原油浸润整个金属表面,J55钢发生均匀腐蚀,处于耐蚀状态;含水率在30%~75%之间时,腐蚀速率近似线性增长,原油吸附不均匀性及在腐蚀膜沉积部位水优先润湿导致局部孔蚀;含水率高于75%以后,水相浸润整个金属表面,原油的缓蚀作用被屏蔽,腐蚀膜局部破坏引发台地腐蚀,腐蚀速率急剧增加.含水率达到100%时,超临界CO2溶于水形成的强腐蚀环境导致整个金属表面的均匀腐蚀.原油能够削弱超临界腐蚀介质对腐蚀膜的溶解,改变腐蚀膜晶粒尺寸、堆积形态及化学组成,提高腐蚀膜的保护性能. 展开更多
关键词 co2腐蚀 超临界co2 原油 含水率 J55钢
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