微型石英毛细管平衡釜中CO2-正癸烷/正十六烷体积膨胀系数的研究

摘要

以CO2为代表的温室气体排放使人类社会的可持续发展受到严重威胁。中国作为温室气体排放的大国，在面临CO2排放量不断增长现实的同时，还承担着严峻的减排任务。我国在“十三五”规划中重点提出“坚持减缓与适应并重，主动控制碳排放，落实减排承诺”的要求。另外，我国面临严重的能源供给问题，石油对外依存度已达60％以上。我国原油新增可采储量已不能满足经济发展对石油的需求，原油可采储量的补充，将更多依赖于已探明地质储量中采收率的提高。CO2驱油技术(CO2for Enhance Oil Recovery，CO2-EOR)既可实现CO2封存，又能提高石油开采率，是当前实现CO2减排与资源化最现实有效的方法之一。
　　精确测定CO2-石油或石油烃类单一组分体系的膨胀系数是CO2油气藏封存及驱采的重要基础工作和理论依据。本研究利用自行研发的耐高温耐高压微型可视石英毛细管作为平衡釜(FSCC)结合Linkam冷热台、加压系统及拉曼光谱，建立了一套研究地质封存条件下CO2-模拟油体系膨胀系数的方法。在本实验方法中，微米级毛细管的使用大大降低了原料的消耗和内部体系的温度梯度;通过在烷烃与气相/超临界CO2之间注入一段水柱（水封）可有效防止烷烃汽化;利用CO2-烷烃体系拉曼峰强度比变化可判断体系的相平衡情况;通过显微镜/实时录像系统观察和记录CO2-模拟油体系体积膨胀变化，并利用千分尺精确测量与计算了体系体积膨胀数据。本研究测定了30～80℃，1～21MPa条件下，CO2-正癸烷/正十六烷体系的体积膨胀系数。其中，CO2-正癸烷体积膨胀系数的最大测定值为5.57，CO2-正十六烷体积膨胀系数的最大测定值为3.80。本研究提供了一种新颖的膨胀系数测定方法，拓宽了传统PVT法测定的温压范围，为CO2驱油提供更多的基础数据。

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致谢

摘要

引言

符号说明

第一章 绪论

1．1．1 CO2的物理化学性质

1．1．2 CO2地质封存

1．1．3 CO2驱油

1．2 CO2-石油烃类物质体积膨胀系数研究

1．2．2 CO2与石油烃类物质体积膨胀系数方法

1．3 拉曼光谱原理与应用

1．3．2 拉曼光谱的分析原理和特点

1．3．3 拉曼光谱地球化学应用

1．3．4 CO2、烷烃和水的拉曼光谱特征

1．4 微反应器／平衡釜的应用

1．5 本文研究目的与内容

1．5．1 本文的研究内容

1．5．1 课题的创新点

第二章 实验部分

2．2 实验装置

2．3 实验步骤

2．3．2 实验过程

2．4 实验操作说明

2．5 实验技术路线图

第三章 CO2-正癸烷体系的体积膨胀系数研究

3．1 常压下正癸烷体积随温度变化

3．2 水封的可行性验证

3．3 相平衡验证

3．4 CO2-正癸烷体系的体积膨胀系数

3．5 CO2-正癸烷体系的体积膨胀系数和拉曼峰强度比相关性

3．6 本章小结

第四章 CO2-正十六烷体系的体积膨胀系数的研究

4．1 常压下正十六烷体积随温度变化

4．2 水封的可行性验证

4．3 相平衡验证

4．4 CO2-正十六烷体系的体积膨胀系数

4．5 CO2-正十六烷体系的体积膨胀系数和拉曼峰强度比相关性

4．6 CO2-烷烃体系的体积膨胀系数变化分析

4．7 本章小结

第五章 结论

5．2 展望

参考文献

作者简介

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