微生物学的先驱者篇1
关键词：三次采油；新技术；技术原理；采收率
早期的油田开发技术水平较低，使超过50%的探明石油储量留在地下被废弃，石油工作者通过人工注水（气）的二次采油方法使油采收率提高到30%～40%。这是至今世界上各油田的主要开发方式，但二次采油仍有60%～70%的油剩留地下。为此，国内外石油工作者进行了大量研究工作，逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因，从而提出了三次采油新方法。三次采油不同于二次采油，二次采油是依靠人工补充油层能量的物理作用提高采收率，而三次采油方法是在注水保持油层压力基础上，又依靠注入大量新的驱油剂，改变流体粘度、组分和相态，具有物理化学的双重作用，不仅进一步扩大了注入水波及范围，而且使分散的、束缚在毛细管中的残余油重新聚集而被采出。
一、三次采油的技术类型及驱油原理
三次采油是指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量（注水、注气）之后，利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。其驱油原理是采取物理一化学方法，改变流体的性质、相态和改变气一液、液一液、液一固相间界面作用，扩大注人水的波及范围以提高驱油效率，从而再一次大幅度提高采收率。
目前世界上已形成三次采油的四大技术系列，即化学驱、气驱、热力驱和微生物采油。其中化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱及其复配的三元复合驱等；气驱包括混相或部分混相的Co2驱、氮气驱、天然气驱和烟道气驱等；热力驱包括蒸汽驱、蒸汽吞吐、热水驱和火烧油层等；微生物采油包括微生物调剖或微生物驱油等。
二、三次采油新技术的应用
（1）聚合物驱。聚合物驱油技术是一种经济有效的提高原油采收率的方法，其主要驱油剂是聚合物，它通过提高水的波及系数来提高采油采收率。聚合物驱油已成为东部油田实现技术接替稳产的重要手段。大庆油田已在北二区、北一中块、喇北东块等6个大区，开展注聚面积达50km2，地质储量1.2×108t以上。2007年三次采油年产油量已接近500×104t，占大庆油田总产量的8.8%。平均吨聚合物增油120t。全油田适合聚合物驱的储量达27.8×108t，前景十分广阔。
（2）碱驱。碱水注入后，碱与原油中的极性物质有机酸类物质反应生成表面活性剂，而原油中存在的重质油如沥青质、胶质等所含的梭酸、梭基酚、叶琳等与之协同作用，使得油水界面张力和界面粘度降低，并产生润湿性反转形成水包油、油包水和多重乳状液从而改变了毛细管力、附着力和驱动力，使原来不流动的残余油通过夹带、聚并重新处于可流动状态，从而提高采收率。
（3）表面活性剂驱。表面活性剂在三次采油中的作用机理主要是加人表面活性剂以降低油/水界面张力，改变岩石湿润性，以利于吸附在岩石颗粒表面的残余油膜的剥离，提高洗油效率，并使油珠或油滴能被注人水带走。目前，国内许多研究人员对双子表面活性剂用于三次采油都进行了一些研究。罗平亚院士课题组从三次采油用表面活性剂所需性能和存在的问题入手，合成了一系列不同疏水链长度、不同联接基长度的阳离子型双子表面活性剂，系统分析了双子表面活性剂溶液与原油之间的界面张力、表面活性剂溶液的黏度行为及双子表面活性剂的油水界面黏度行为，且具有比普通驱油用表面活性剂更低的油水界面黏度。
（4）三元复合驱。三元复合驱，（包括表面活性剂、碱、聚合物），经研究能够达到中相微乳液驱的驱油效率，而成本仅为后者的1/3。复合驱体系中碱、表面活性剂、聚合物三者相互作用。
表面活性剂、碱、聚合物是注入段塞的主要组分。由于不同的化学试剂在油层中混合，其作用有互补性和复配增效性，有利于提高驱油独立自主率。新疆克拉玛依油田2006年在七东1区开辟了一个1km2以上的复合驱工业试验区，提高采收率8%，增加可采储量12×104t以上。
在三元复合驱中，由于表面活性剂浓度较低（一般1%左右），当三元复合体系的水溶液和油液混合时，往往是形成乳状和剩余水相，或者与剩余油相达到平衡，有时也出现三相。French等人在前人工作基础上，对其三相态提出如表1所示判断标准。乳化等级越高，相应的界面活性越高和越接近最佳状态。
表1三相态判断标准
乳化等级标准
0未见乳化
1中相黑色乳状液
2中相为棕色乳状，在搅劝下，变为黑色
3中相为棕色乳状液，在搅动下也为棕色。
4中相为棕色乳状液，在乳状液中含有90%的原油。
三、我国三次采油的发展方向
在三次采油技术中，国内聚合物驱己形成了配套工艺技术。从原料、设备、生产到技术攻关己形成规模化产业。其它提高采收率的矿场试验也在积极推向小井距试验，如大港油田在聚合物驱先导试验后又进行了微生物驱油试验，试验表明微生物驱油技术在聚合物驱采油之后，还能进一步提高采收率，目前他们正在积极准备开辟一个注Co2的混相驱先导试验区。胜利油田和辽河油田开展了火驱先导试验。大庆油田和胜利油田在高采出程度、高含水区块进行三元复合驱工业扩大试验，试验结果表明在水驱结束情况下，三元复合驱可以较大幅度提高采收率。新疆油田在砾岩油藏中进行三元复合驱试验获得成功，提高采收率16%以上。
目前，国内外对三次采油技术的研究都高度重视。迅猛发展的三次采油技术将老油田的稳产接替和提高采收率提供技术支持。聚合物驱技术已在我国大庆、胜利等东部油田形成大规模工业化生产。复合驱技术先导试验已见到成效，正向工业性试验延伸，前景看好，砾岩油藏三元复合驱先导试验已见到成效，技术上已获得重大突破。结合不同的油藏地质情况，加强对三次采油表面活性剂的合成技术、生产工艺、现场应用的研究，对于推动我国三次采油技术的研发和现场应用具有重要意义。
参考文献：
微生物学的先驱者篇2
[论文摘要]：目前，微生物采油技术引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球化学界等相关学科的广泛兴趣和关注。详细介绍微生物采油技术概况，明确分析微生物采油技术概况机理，并探讨其发展方向。
微生物原油采收率技术(microbialenhanancedoilrecovery，meor)
是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石／水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术。该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。与其它提高采收率技术相比，该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。
一、微生物采油技术概况
1926年，美国科学家mr.beckman提出了细菌采油的设想。1946年zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理，获得微生物采油第一专利。i．d．shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作，奠定了微生物采油的基础。美国的coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。马来西亚应用微生物采油技术在bokor油田做先导性矿物试验，采油量增加了47%。2002年至2003年，我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用，累计增产原油1695t，累计少产水1943t，有效期达10个月。
美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49x10t，产量增加了10～46％。1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44
个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21x10t。
20世纪60年代我国开始对微生物采油技术进行研究，但发展缓慢。80年代末，大庆油田率先进行了两口井的微生物地下发酵试验(30℃)。大港、胜利、长庆、辽河、新疆等油田与美国micro～bac公司合作，分别进行了单井吞吐试验。1994年开始，大港油田与南开大学合作，成功培育了一系列采油微生物，该微生物以原油和无机盐为营养，具有降低蜡质和胶质含量功能，并在菌种选育与评价、菌剂产品的生产、矿场应用设计施工与检测等诸方面取得了成绩。1996年以来，吉林油田与13本石油公司合作，探究了微生物采油技术在扶余油田东189站的29口井进行的吞吐试验，21口井见效，见效率达70%。2000年底，大庆油田采油厂引进了美国npc公司的耐高温菌种，在y一16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验，结果表明，采收率达43.41%，增加可采储量1.81×10t，施工后当年增油615.5t。胜利油田罗801区块外源微生物驱油技术现场试验提高采收率2.66%。
二、微生物采油技术机理
（一）微生物采油技术与油田化学剂
在大庆油田开发的各个阶段都会使用不同性质的化学剂，现以大庆油田为例。当大量化学剂进入油藏后，将发生物理变化和化学变化，对微生物采油过程可能产生不同的影响。化学剂既可引起微生物生存环境（渗透压、氧化还原电位、ph值）的改变，又可直接改变生物的生理（呼吸作用、蛋白质、核酸及影响微生物生长的大分子物质的合成）以及影响微生物细胞壁的功能，从而影响微生物的生长，降低采收率。
（二）微生物驱油机理
因为，微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高原油采收率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入，但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述，据分析，主要包括以下几个方面：
1.原油乳化机理。微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂，能降低岩石一油一水系统的界面张力，形成油一水乳状液（水包油），并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度，使不可动原油随注入水一起流动[1引。有机酸能溶解岩石基质，提高孔隙度和渗透率，增加原油的流动性，并与钙质岩石产生二氧化碳，提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。
2.微生物调剖增油机理。微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞，堵塞高渗透层，调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低水油比，起到宏观和微观的调剖作用，可以有选择地进行封堵，改变水的流向，达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中，微生物易增殖，生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物，具有高效堵塞作用。
3.生物气增油机理。代谢产生的co、co2、nz、h、ch和c3h等气体，可以提高地层压力，并有效地融入原油中，形成气泡膜，降低原油粘度，并使原油膨胀，带动原油流动，还可以溶解岩石，挤出原油，提高渗透率。
4.中间代谢产物的作用。微生物及中间代谢产物如酶等，可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃，降低原油的粘度，并可裂解石蜡，减少石蜡沉积，增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降低油水界面张力，改善原油的流动性。
5.界面效应。微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜，改善岩石孔隙壁面的表面性质，使岩石表面附着的油膜更容易脱落，并有利于细菌在孔隙中成活与延伸，扩大驱油面积，提高采收率。
（三）理论研究
1.国内外的数学模型。20世界80年代末，国外的islam、zhang和chang等建立了微生物采油的数学模型并开展了相应的数值模拟研究。zhang模型优于islam模型在于可描述微生物在地层中的活动，却难于现场模拟。chang模型是三维三相五组分，能描述微生物在地层中的行为，不能描述在油藏中的增产机理。
2.物理模拟。物理模拟研究基本上是应用化学驱的物理模型试验装置及试验过程。微生物驱油模型的核心是岩心管部分，其长度影响微生物的生长繁殖。应建立大型岩心模型，使微生物充分繁殖，便于分析研究微生物的驱油效果。通过物理模拟研究微生物驱油法，可获得微生物在岩心中的推进速度及浓度变化，对岩心渗透率的影响等信息。
（四）源微生物的采油工艺
国内油田（大庆等）已进人高含水开发期，是采用内源微生物驱油还是采用外源微生物驱油，要根据具体油藏内的微生物群落进行分析。若具体油藏中内存在有益微生物驱油的微生物群落，宜采用内源微生物驱油工艺，这是目前国内致力于运用最新微生物采油技术。
三、结语
综上所述，在我国油田中，特别是大庆油田，在微生物采油技术具有提高采收率的效果，对大多数的油藏都能充分发挥微生物采油的优势。制约微生物采油技术的主要因素在于油藏中微生物群落结构、现场试验工艺及物理模拟实验的局限性。外源菌种的选育和评价指标、特性，微生物的研究、菌液的生产和矿场试验等方面还需深化。
参考文献：
微生物学的先驱者篇3
一、聚合物驱油
1.聚合物驱油基本原理
聚合物驱油是指将易溶于水的高分子聚合物加入注入水中,改善油水粘度比,从而扩大波及体积,,最终达到提高原油采收率的方法。它主要表现为两个作用。其一,绕流作用。由于聚合物进入高渗透层后,导致高渗透层与低渗透层之间的存在一定压力梯度,注入液进入到较低渗透层,这扩大了注入水驱波及体积。其二,调剖作用。聚合物改善了水油流度比,控制了高渗透层中的渗流,这样注入液在高、低渗透层中以较均匀的速度向前推进,改善非均质层中的吸水剖面,达到提高原油采收率的作用。
2.聚合物驱油技术研究及应用
大庆油田王德民等[1]在室内研究的基础上,进行了现场试验。通过在大庆油田多年的聚合物驱油生产实践过程,发现采用聚合物驱油采收率提高了12%~15%,驱油效率和体积波及系数是影响总体采收率提高的重要因素,贡献各占50%。另外,配置聚合物用水的矿化度、聚合物分子量及聚合物注入对采收率影响很大。通过调整注入和产出剖面及调整注入和产出速度,有利于获得一个较为均匀的聚合物前缘。
聚合物技术发展成熟后,其经济效益明显。胜利油区自1992年开展聚合物驱先导试验以来,聚合物驱在规模不断扩大,聚合物驱油技术在胜利油区的工业化推广应用取得了较好的增油降水效果,经济效益显着[2]。
二、微生物驱油
1.微生物驱油基本原理[3]
微生物驱油原理一般认为主要包括两方面,一方面是微生物自身细胞的作用,细菌在地层内生长繁殖,随着注入水向前流动,类似于在注入水中加入了颗粒,随着细胞长大,颗粒粒径随之增大,进一步堵塞了高渗透地带,起到了堵水的作用。与一般化学堵水剂不同,细菌可以实现地层深处封堵;另一方面则是微生物的代谢产物的作用。这些代谢产物,如表面活性剂、小分子油剂溶剂等,作用在原油和岩石上,改善了油藏中原油的流动性。
2.微生物驱油技术研究
自20世纪90年代以来,我国在微生物驱油技术的研究投入较多。中科院、中国石油大学和克拉玛依石油化工研究院等多家科研机构与油田合作进行联合攻关,从室内实验向矿场试验发展。
胜利油田自20世纪90年代初开始微生物驱油技术的研究,目前在国内处于领先地位,截至2011年7月在三个重要区块取得较大进展。河口罗801区块是国内外影响较大的微生物驱油应用矿场,自1999年7月开始试验,目前该区块油藏微生物生长代谢良好,生物场稳定,开发动态表明微生物驱油的控水增油效果明显。相比于同类型断块油藏13%的自然递减率,该区块自然递减率明显较低,小于2%,并实现累计增油10.4万t,预计微生物驱油技术将提高采收率10%以上;为了向油田持续开发提供技术储备,在孤岛中一区针对聚合物驱后油藏开展。该区块试验前采出程度高达53%,2008年11月开始微生物驱油试验后产量明显上升,含水稳中有降;在河口沾3块实验,研发出了具有较强针对性的微生物激活体系,通过地下微生物活动,油井开井生产后产量取得了明显提高,日产油从之前的3.4t提高到10t。
目前,国内微生物驱油技术主要涉及清防蜡技术和单井吞吐技术。这两技术基本已经成熟,但清防蜡技术处理范围仅局限于油井的井筒。微生物单井吞吐技术,与常规酸化技术实施的工艺类似,处理范围主要是油田的近井地带,一般是同时注入微生物和营养物质,这项技术更加适合与中低渗透率油藏使用。吉林油田和中国科学院微生物研究所合作研究了一项微生物吞吐技术,有较好的增油效果,但在注入微生物的同时需要注入大量的营养液,这相对提高了原油开采的成本。
3.微生物驱油的优势与局限
相比于化学驱油方法,微生物驱油对开采重质原油效果更好,且更经济;微生物驱油产物均可生物降解,对环境无污染;微生物细胞小,能进入其它的驱油工艺不能完全进入的油层中的死角和裂缝。但是微生物驱油,对于高温(高于89℃)或高含盐量(高于10%)的地层,通常不能选用;而且需要进行室内配伍性测试,以及合理的工程设计,其采油机理尚未完全探明证实。
三、注气驱油
我国注气驱油提高采收率技术发展较晚,在常规注气中,Co2最易混相,随着国际社会对室温气体减排呼声增大,这给大力发展注Co2驱油技术带来了机遇,发展注Co2提高采收率技术具有广阔的应用前景。
1.Co2驱油原理
Co2在压力高于临界压力7.2mpa和温度高于临界温度31.26℃状态下,处于超临界状态时,性质会发生变化,具有较大的溶解能力。原油溶有Co2时,油的黏度减小,因而流动能力提高,油的密度会随着Co2饱和压力的增加而增加,有利于改善油藏的性质。Co2驱油技术通过促使原油膨胀、降低黏度、降低油水界面张力、改善储层渗透率和形成内部溶解气驱等来提高采收率。Co2驱油按原理主要分为Co2混相驱和Co2非混相驱。两者之间的差别在于地层压力是否达到最小混相压力,当注入到地层压力高于最小混相压力时,实现混相驱油。当压力达不到最小混相压力时,实现非混相驱油。
2.Co2驱油技术研究及应用
1963年,大庆油田首先利用Co2驱作为主要提高采收率的方法进行研究,之后陆续开展了注Co2先导试验。吉林油田自1995年开始进行Co2单井吞吐试验,利用金塔Co2气田的液态Co2吞吐和Co2泡沫压裂100井次以上实现累计增油1420t。1996年,江苏富民油田48井开展了Co2驱试验,至2002年底累计实施了36井次,增油效果明显,有效率提高了50%个百分点。江苏油田富14断块在保持最低混相压力的状态下,于1998年末开始了Co2-水交替(waG)注入试验,注入约6周期后,水气比由0.86∶1升至2:1,见到了明显的增油降水效果。
由于二氧化碳是一种在油和水中溶解度都很高的气体,当它大量溶解于原油中时,可使原油体积膨胀、黏度下降,还可降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比,二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显着等优点。
我国现已探明的低渗透油藏原油储量有63.2×108t,其中50%左右的储量处于尚未动用阶段,运用二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势和环保优势。因此,可以预测,Co2驱油技术以其成本低、采油率高等优势成为我国改善油田开发效果、解决老油田采收率低问题的重要技术手段。
四、结论
聚合物驱油、微生物驱油和注Co2驱油是目前采油驱油的重要技术手段,这些技术都能较大的提高采收率,但各有优缺点。Co2驱油在提高采收率基础上,又能解决气候变暖问题,是目前驱油技术研究的重点。
参考文献
[1]王德民,程杰成,吴军政,等.聚合物驱油技术在大庆油田的应用[J].石油学报,2005,26(1):74-78.
[2]张莉.胜利油田聚合物驱油技术经济潜力分析[J].石油勘探与开发,2001,34(1):79-82.
微生物学的先驱者篇4
【关键词】金属氧化物；化学合成；微米结构；纳米结构
0.前言
现如今，对材料的开发和应用对人类的发展发挥了非常重要的作用。可以说，当前材料和能源、信息并成为现代技术发展的主要支柱，再加上，信息技术和能源技术的发展远远离不开材料技术的支持。近几年，由于我国科学技术的飞速发展，从而使得对物质的认识逐步提高。尤其是进入21世纪后有学者提出相对论与量子力学的观点，这样一来，人类对物质世界的认识逐步由宏观阶段进入到微观阶段。生活在一个充满挑战的时代，信息、能源、生物技术、制造技术等的发展势必会对材料技术的发展提出更高的要求。例如：在元件设计上，要求更加智能化、小型化，尺寸要求越来越小，然而，在军事领域、设备制造等领域对材料的性能要求逐渐增高。可以说，对新材料的研究势必会对今后我国社会的发展、经济发展等产生巨大的影响。当前，对微纳米技术的研究在整个材料研究领域占据十分重要的地位。通过不断改进微纳结构制备方法，更有利于人们在原子、分子水平上认识晶体的整个形成过程，不断扩宽对材料性能的深入研究，从而使按照人们的意愿设计所需的纳米器具提供更为合理、合理的指导。
1.溶液法化学合成微纳米结构动力学过程
事实上，溶液法化学合成微纳米颗粒就是晶体颗粒成核与不断生长的过程。使其最终实现对纳米颗粒结构、尺寸、维度等进行控制，因此，我们应该事先对颗粒整个成形过程进行详细了解。按照结晶学理论来分析晶体的生长过程，纳米晶体的成形过程实际上是若干个晶体晶面激烈的竞争生产过程。然而，纳米晶体的生产特性主要是由晶体表面能大小所决定的，其中，表面能越高，晶面生长速度就会很快，反义，生长速度会非常慢。随着时间的不断推移，晶体生长速度较快的晶面会慢慢变小最终消失，但是，生产速度很慢的晶面会慢慢变大，最终便形成一个比较稳定的晶体。除此之外，在晶体生长时，需要在溶液内部加入适量的添加剂，这样一来，能够从根本上改变晶面表面能的高低顺序。在加入添加剂后，某些晶面吸附性要远远比其它晶面强，此种优先吸附不仅可以大大降低吸附晶面表面能，而且又可以阻止晶体朝着垂直晶面方向生长，有利于改变晶体的最终形状。
2.微纳米结构合成法研究发展
我们对铂资源并不陌生，它有用途十分广泛。但是，目前我国铂资源相对比较缺乏，再加上，价格较高，那么，怎样才可以提高铂纳米材料稳定性、催化性是材料技术发展的非常重要的问题。现如今，研究学者面临的一巨大挑战是传统化学法只可以合成表面能较小的金属纳米晶体，而晶体的形状通常是比较正规的立方体、八面体等，形成“低指数”的晶面结构。然而，通过科学家的证实，只有“高指数”晶面结构才可以提高纳米晶体的催化效率。例如：当前二十四面体是非常少见的一种晶体形状，表面结构由高指数晶面所围成。有科学家曾经提出方波点位便可以产生周期性的氧化还原驱动，这样一来，便可以实现对铂纳米晶体生长结构的控制，首次生产出高指数晶面结构，即二十四面体纳米晶体。通过改变控制条件，从而将纳米晶体尺寸大小发生巨大变化。试验结构证实铂纳米催化剂活性与稳定性得到了大大提高，在经济发展的各个领域中具有十分重要的应用价值。对于此种新的研究方法来说，既可以控制纳米晶体结构又可以调控晶体的生长速度，进而制备出具有高表面能的金属纳米晶体，完全打破了传统溶液化学合成低表面能金属纳米晶体的限制。
3.模板法合成中空结构金属氧化物
模板法合成中空结构金属氧化物中，模板主要以微溶性无机盐，结合克肯达尔空位效应来生产中空结构材料的办法。若想要扩展模板法，应该结合溶液体系下各种锌的氧化物在溶液中溶液度差规律，进而合成硫化锌中空微米球。由于氧化锌具有各向异性生长特性与无电流取代反应，有学者设计出一套较为合理的合成空空氧化锌管状材料的原位模板法。在制备过程中，氧化锌中空管是利用错算在模板中腐蚀形成的，得到的氧化锌管外径大约在1-2微米之间，然而，壁厚大约在200-300纳米范围内。利用先进的设备我们可以发现氧化锌直径由根部至顶部发生很大的改变，所以，便出现了特殊的锥形管形状。
4.前驱体法合成微纳米金属氧化物
由于碱式碳酸镁具有形成片状结构的特性，因此，有科学家便设计出一套利用碱式碳酸镁而生产等级结构氧化镁前驱体合成方法。首先，我们先制备碱式碳酸镁的前驱体，进而在某一特定温度下有效控制分解前驱体过程，只有这样，才可以生产出等级结构形状的氧化镁。除此之外，由于碳酸镁在溶液中溶解度是非常小的特性，可以将碳酸镁当作反应物，通过离子置换反应，制备出很多种金属氧化物微纳米结构材料。文章中将氧化镁立方体借助离子置换反映，便提出一种离子替代固液反应的方法，这种方法克服传统固液不能对晶体成核和生长进行控制的漏洞。然而，离子置换方法却能够有效控制金属氧化物微纳米材料的形成，与此同时，这也将为其它金属氧化物微纳米结构材料的产生提供一个合理的借鉴。当前，借助碱式碳酸镁特性生产金属氧化物纳米结构是研究的重点课题，碱式碳酸镁在溶液中的生长特性与微溶特性为合成金属氧化物微纳米结构提供了很多选择的可能，这样一来，我们便更容易生产多种形状、尺寸的金属氧化物微纳米材料。
5.结束语
总体来说，对新材料的研究势必会对今后我国社会的发展、经济发展等产生巨大的影响。当前，对微纳米技术的研究在整个材料研究领域占据十分重要的地位。通过不断改进微纳结构制备方法，更有利于人们在原子、分子水平上认识晶体的整个形成过程，不断扩宽对材料性能的深入研究。通过对溶液化学合成法合成金属氧化物微纳米结构，从其结构、生长行为等作为其研究的起点，对化学法合成技术加以完善和补充。我们得出了下述结论，由于反应物与生产物在溶液中的溶液度的不同，利用离子置换法，提出一种制备金属氧化物微纳米材料发方法，以便制备多种形貌与维度的材料。在反应溶液中，因反应物与生产物溶解度有一定差别，这样一来，金属阳离子由最初的溶液状态变为固态，进而利用离子交换反映，便可以得到金属前驱物，再将前驱物燃烧就能够合成金属氧化物微纳米材料。
【参考文献】
［1］陶锋,於孝朋.mnS纳米线阵列上mnS花状球的水热合成[J].无机化学学报,2010(4).
［2］陶宇,王辉.微波辅助法制备形貌可控Ceo2纳米材料[J].中国稀土学报,2010(4).
微生物学的先驱者篇5
关键词：智能货物运送；慧鱼；循迹；自动化
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.198
1智能货物运送车所实现功能的设计
1.1货物叉体起升功能
能自动校准货物叉置及货物叉体的上升、下降和停止，完成一系列复杂动作，如：货物叉体上升触发微动开关，停止货物叉体下降触发微动开关，停止继续下降触发微动开关，停止货物叉体上升触发微动开关，停止。
1.2循迹功能
能主动跟踪循迹，完成一系列复杂动作如：寻找轨迹沿轨迹前进判断是否偏离轨迹偏离轨迹则相应方向调整继续前进。
1.3循迹加货物叉体起升功能
能同时完成循迹跟踪和货物叉体起升，完成一系列复杂动作如：寻找轨迹沿轨迹行走循迹至轨迹末端叉车停止货物叉体下降准备托起托架叉车前行制定距离货物叉体上升托起托架叉车掉头继续沿轨迹行走。
2智能货物运送车的软件控制
2.1货物叉置子程序
程序运行开始，首先进行货物叉置的校准定位，通过直流电动机m3的驱动，货物叉体上升，触发微动开关i3或者i4，调节m3的转向，使货物叉体停止在合适位置。程序如图1所示。
2.2循迹行走子程序
程序中轨迹传感器装在叉车头部的正前底部，i1在右侧，i2在左侧。子程序执行，行车灯o7亮，i1、i2都检测到黑色轨迹线，则m1、m2以同速率驱动叉车前进；当叉车方向发生向右偏移，先是i1检测到轨迹线边界，i2未检测到边界，m1、m2同时停止驱动，m1再以原速率驱动叉车，则叉车向左调整方向；当叉车方向发生向左偏移，先是i2检测到轨迹线边界，i1未检测到边界，m1、m2同时停止驱动，m2再以原速率驱动叉车，则叉车向右调整方向；当i1、i2同时检测到轨迹线的边界，则叉车行走到轨迹线的尽头，m1、m2停止驱动，车灯o7灭，子程序执行结束。程序如图2所示。
2.3转向子程序
转向程序包括左转、右转子程序，调整mi、m2转动方向，驱动叉车转向，到i1或者i2检测到轨迹线，电动机m1、m2停止，子程序结束，左转程序和右转相反。
2.4货物叉体下降子程序
叉车要完成将托架托起的任务就需要将货物叉体降到托架的底下位置，因此设计本子程序来控制实现。直流电动机m3顺时针方向驱动，货物叉体下降触动微动开关i3，输入信号，继续下降，当下降到i3不再有信号输入时停止，则此时货物叉体到达所需的位置。
2.5托起托架、放下托架子程序
此两个子程序较为复杂，子程序里都分别又包含货物叉体下降子程序、转弯子程序、货物叉置子程序。托起托架子程序执行，货物叉体下降，前进设定好的距离85mm，等待一秒钟，执行货物叉置子程序，将托架托起，o8红灯亮，倒车，等待，掉头寻找到轨迹停止，红灯o8灭，子程序结束。放下托架子程序的步骤与托起托架类似。
3结论
论文以慧鱼创意组合模型为平台，通过RoBopro软件完成了对机器人的控制：计算机控制系统的设计，运用RoBopro软件的编程方法编制了智能货物运送车运行的各个子程序并联接成控制智能货物运送车运行的主程序，使智能货物运送车运行并能实现所设计的功能。
参考文献：
[1]毛茂林.慧鱼创意模型试验教程[m].西南交通大学出版社，2010.
微生物学的先驱者篇6
关键词：微乳液；表面活性；界面张力；驱油助排；封窜
前言
锦州油田历经二十多的高效开发，采出程度不断提高，未动用稠油粘度高，储层物性较差，常规的表面活性剂应用空间越来越小，急需新型实用的技术来实现稠油井的稳产工作。微乳液体系采用广谱预膜减阻剂、有机溶剂与助溶剂，按一定的比例混配而成的透明微乳液体系。其形成的微乳液体系与原油间的界面张力趋近于零，可有效降低原油粘度，具有更强的驱油助排效果，实现提高单井原油采收率的目的[1]，同时加入的添加剂具有较好的封窜调剖作用，起到防止井间汽窜的作用。2013年，该技术在锦45块现场应用5井次，有效率100%，累计增油1523吨，取得了较明显的效果。
1.研究内容
1.1不同浓度微乳液与原油间的界面活性
由表1可以看出，随着微乳液浓度的增加，油水间的界面张力随之降低，降低的幅度在10-2mn/m的数量级内，图1给出了界面张力随浓度的变化曲线，从曲线中也可以看出，浓度增大，界面张力减小。图2给出了不同浓度微乳液与原油接触后，界面张力随时间的变化曲线，从此图中可见，同一浓度下，界面张力随微乳液与原油接触时间的增加而降低，高浓度效果比较明显，见图中浓度为2.0%微乳液曲线，维持界面张力在10-2数量级内达1115S；其次是浓度为1.5%。
表1不同浓度微乳液与原油间的界面张力
1.2不同浓度微乳液的驱油效果
由表2可以看出，相同驱油试验条件下，微乳液浓度越增加，驱油效果越好。浓度为0.3%时，水驱时驱油效率为50.91%，注入0.5pV的微乳液后再进行水驱，含水率略有降低，驱油效率增加的幅度较大；综上所述，试验条件相同，对于微乳液来说，浓度增加，界面张力降低的效果较好，驱油效率提高的幅度相对较高。
表2不同浓度微乳液的驱油效果对比表
1.3基础管式物理模拟试验
1.3.1试验方法：
对制备好的填砂模拟岩芯a和B进行300℃蒸汽驱，在产出液含水达到98%后，分别注入0.4pv、浓度各为1%和0.5%的需要进行评价的微乳液，恒温静置24小时，再进行300℃蒸汽驱至产出液含水达到98%以上，结束试验。通过对油、水的分离与计量，计算前后过程的驱油效率，二者的差值便是所注微乳液提高蒸汽驱油效率幅度的大小。
1.3.2模拟岩芯的制备：
a.模型装填（岩芯为不同目数的人造刚玉砂）
b.测定空气渗透率
c.抽真空、饱和水（蒸馏水）、测定孔隙度
d.饱和油（脱水原油）、测定含油饱和度
具体数据见表3的模拟岩芯的部分参数。
表3模拟岩芯部分参数
1.3.3试验过程及结果
对模拟岩芯a和B先进行300℃蒸汽驱至产出液含水达到98%以上，然后分别注入浓度分别为1%和0.5%的化学剂，恒温静置24小时，再对a和B进行蒸汽驱至产出液含水达到98%以上；通过对油、水的分离与计量，最后分别计算出单一蒸汽驱（300℃）的驱油效率和加入段塞后的最终驱油效率。得出微乳液提高驱油效率幅度的大小。结果见表4的驱油效率数据。试验结果表明，注入1.0%浓度化学剂后，能够提高驱油效率12.58个百分点。
表4不同浓度微乳液提高蒸汽驱油效率的试验结果
1.3.4实验结论
a.微乳液使用浓度0.5-1%（与注汽量的比例）。
B.采取段塞注入工艺，在油井注汽前注入。
2.典型井例评价
锦45-024-183井，生产井段1123.90m-1167.00m兴1+2，23.2/7。共生产6个周期，累产油5877吨，累产水10980立方米，上周期累产油784吨，累产水2713立方米，原油粘度较高，周期产油较少，符合微乳液驱油的选井要求。该井于2012年11月5日进行现场试验，注入药剂17.5吨，注入压力为2mpa，设计注汽量2831立方米，药剂使用浓度为6.2%，该井注汽后生产338天，生产原油1149吨，产水3826立方米，周期对比增油365吨，同时，所对应的024-173、024-175、24-161三口井起到了一定的防窜效果，避免原油损失143吨，合计增油为508吨。
3、结论与建议
1、该体系是与单纯的表面活性剂溶液相比较，会具有更强的驱油助排效果，可以瞬间解除近井地带有机堵塞，降低注汽压力。
2、室内研究表明，微乳液浓度越高驱油效果越好，使用浓度应为0.5-1%。现场试验采用段塞注入方式。■
微生物学的先驱者篇7
关键词：凝析油气；多孔介质；微观渗流；分布；驱替速度
凝析油气在储层多孔介质中的渗流是一个复杂的热动力不平衡物质交换过程，储层多孔介质提供了渗流的空间几何形态和边界状况。在渗流过程中，除服从一定的力学作用规律外，伴随着渗流过程，在储层中会出现各种各样的物理化学现象，如传质、吸附、相态变化等，因此清楚地认识凝析油气在近井地带的渗流和分布规律，可为凝析气藏的高效开发提供重要的理论依据。因此，有必要研究凝析油气在多孔介质中的微观渗流机理。
一、多孔介质中凝析油气混合物渗流特征
凝析油气在储层多孔介质中的渗流受许多特殊因素的影响，与其他形式的两相渗流有着很大的差异，具有自己的特点[1—4]：
（一）在凝析气藏开发过程中，由于凝析气具有逆行凝析行为，因而压降会导致气相中重烃逐步凝析成为凝析油，发生相态变化。这样，一方面气相中凝析油含量降低导致其渗流特性发生改变；另一方面逆行凝析形成的凝析油大量在井筒地带聚集，使得井周地带凝析油饱和度很高，从而可能参与流动，这也会影响流向井眼的气流，而且这种影响随时变化。同时由于相态变化，相间传质，凝析油气两相各自的组成、密度、粘度等流体参数也不断发生改变，这些都会影响到凝析油气的渗流。
（二）当储层中析出凝析油后，储层中就同时存在气、液两相流体，由于孔隙中流体的毛管干扰，两相中压力不等，从而会产生毛管压力的作用。从数学角度考虑了毛管力时的凝析油气渗流问题变得复杂化，而且只有在某些特定的情况下才能求解。一般来讲，在比较均一的储层介质中，毛管力对渗流的影响不可能很大，但由于毛管力是饱和度的函数，因而毛管压力梯度就可由饱和度及饱和度梯度来决定。在非均质或裂缝性储层以及饱和度梯度较大的地方，毛管压力梯度有可能很大，从而会对渗流条件及相的分布产生明显的影响，因而毛管压力作用不可忽略。
（三）凝析油气在储层多孔介质中渗流，孔隙介质由于其巨大的比面而具有较强的吸附能力，流体因而以吸附态和自由态两种状态存在。吸附作用[5]一方面降低了储层的有效流动孔隙度；另一方面，由于吸附具有选择性，吸附态与自由态流体的组成并不相同，在开发过程中，随地层压力下降，多孔介质表面对流体的吸附作用随着发生变化，因而吸附态、自由态流体的组成也随着变化，从而影响流体的密度、粘度等一系列物性参数。尽管在一般的储层压差下，吸附量的改变较小，然而吸附作用仍对渗流特征具有重要的影响，吸附态流体与自由态流体间质量交换会显著影响渗流特征。
（四）在近井地层的压降梯度超过地层原始平衡水恢复流动所需的启动压差条件下，会使近井地层一部分平衡共存水以分相渗流和蒸发态方式流入井筒形成井底积液，而井底积液则在井筒回压、储层岩石润湿性和微孔隙毛管压力作用下，会向生产层组中低渗层的微毛管孔道产生反向渗吸，形成反渗吸水锁伤害，对低渗低产凝析气井，这一现象尤为严重。
二、凝析油的微观渗流特征实验研究
（一）实验方法
为了分出在多孔介质中的油与水的颜色，采用在多孔介质中直接加入油溶性的染料，此染料不溶于水，凝析油一旦与其接触，将会立即与染料反应被染色，从而便于观察并拍摄记录。
将微观模型装入岩心夹持器，在模型中饱和地层水，然后用凝析油驱替地层水建立束缚水饱和度，束缚水饱和度建立后，调节天然气压力（达到不同的速度）驱油，并对相应的驱替动态过程中凝析油的流动和凝析油饱和度的变化情况摄像。实验测试流程见图1。
（二）实验测试步骤
实验如下进行：
1、微观模型样品的选取与制备：首先选取某凝析气藏真实储层岩心，测定其物性：孔隙度为11.85％，渗透率为1.18×10-3?%em2。然后将测定过物性的岩心进行制样，根据微观模型的实验要求，微观模型样品的尺寸为：3.1cm×2.2cm×0.22cm，微模型样品制备好后烘干待用。
2、对微模型样品建立束缚水饱和度：首先将微模型样品装入特制的可视化高压岩心夹持器，施加围压，对微模型样品抽真空饱和地层水，然后用染了色的凝析油驱替，驱替至样品出口无地层水为或采集的画面稳定后为止，即建立好束缚水饱和度。
3、天然气驱替凝析油实验：调节天然气驱替速度，打开岩心夹持器入口阀门向微模型样品注入天然气，并在整个驱替过程中进行动态过程摄像，实时记录建立束缚水饱和度和天然气驱替凝析油的全部动态过程。
（三）实验结果分析
实验记录了20℃低压条件下，凝析油的微观渗流规律。共摄得低速驱替下微观模型流动过程中的微观图片7482张，中速驱替下的微观图片3481张，高速驱替下的微观图片4038张。这些图片能直观的反映凝析油在多孔介质中的流动过程。由于所摄得的图片数量众多，故本文只选取低速（驱替速度=1.14ml/min）驱替条件下有代表性的图片进行分析研究。
图2为干岩样的微观照片，由于岩样中含有石英、云母等矿物成分，实验所用光线为反射光，因此这些矿物在光的照射下反射光出现较亮的部位，此时发亮的部位并不一定代表的是孔隙空间。图3是岩心饱和地层水过程的微观照片，驱替方向已在图中标明。随着驱替时间的增加岩样孔隙中的含水饱和度逐渐增加。图4所示微观模型中已经完全饱和了地层水。对比干岩样的照片可以看出明显的区别，此时孔隙中已经被水占据。
图5中(a)(b)(c)展示了岩心中饱和地层水后，用凝析油驱替地层水建立束缚水饱和度的过程。随着驱替时间的增加凝析油（图中红色所示）逐渐占据原来水所占据的空间，直至达到平衡状态，即建立起了束缚水饱和度如图(c)所示。通过图5(c)可以看出凝析油驱水结束后，孔隙介质中有大量的凝析油附着在岩石颗粒表面或者滞留在细小的孔隙喉道处。
图6中(a)(b)(c)所示为天然气驱替凝析油过程，在不同的驱替时间凝析油的流动和凝析油饱和度分布状况各不相同，从各图中可以看出明显的区别。气驱结束后凝析油小液滴大部分被天然气携带一起流动穿过大部分孔隙，部分凝析油小液滴附着在孔壁表面上，部分凝析油聚集小孔道内；附着在孔隙壁上的凝析油小液滴，在压力和气体流动产生的表面张力联合作用下，沿着孔隙壁向前爬行形成贴壁爬行流；凝析油聚集段塞后，堵塞天然气流动的通道，在这个阶段，由于凝析油段塞堵塞造成后续的天然气压力不断升高，直到压力克服凝析油段塞阻力时，天然气从孔隙的轴心突入，并同时在孔壁上留下一层厚薄不同的油膜，形成的油膜沿孔隙壁爬行，原来被堵塞的孔隙重新成为天然气流动的通道；当段塞被突破后，孔隙重新成为天然气液流动的通道，凝析油又开始聚集并逐渐演变为下一个段塞，这个过程在天然气液流动过程中循环往复，周而复始。
采用低速、中速、高速三种不同的驱替速度，驱替结束后用驱替气测渗透率，测试结果见表1。对比不同驱替速度对凝析油驱替效率的影响结果见图7。
图7可以看出，天然气驱替速度越高，驱替结束后，岩心中剩余凝析油相对也越多（图中红色部分越多）。
三、认识
（一）凝析气藏压力降至露点压力以下就会出现反凝析现象，形成两相流。有时，在近井带还会形成反渗吸水锁效应。毛管压力、多孔介质、原生水、润湿性等是影响凝析油气渗流的主要因素。
（二）通过微观实验可以清晰地观测到凝析油分布、聚集以及流动的动态过成。凝析油流动方式主要有悬浮流动、贴壁爬行、段塞流。凝析油主要吸附在岩石颗粒表面或滞留在死孔隙和微小孔喉处，这是减少凝析气井产能，造成凝析气藏伤害的主要原因。
（三）在常温微观天然气驱替凝析油的过程中，驱替速度越高，气体突破越早，驱油效率越低，驱替结束后，气测渗透率越低。
参考文献：
[1]李士伦,孙良田,郭平,孙雷.气田及凝析气田开发新理论、新技术[m].北京:石油工业出版社,2005:84-85.
[2]周小平.低渗凝析气井反凝析及水锁伤害机理和解除方法研究[d].西南石油大学,2006.
[3]苏畅,郭平,李士伦,孙良田,孙雷.凝析油气微观流动及相渗规律研究[j].天然气工业,2002,22,(4):61-64.
[4]达内什答,恒基兆业广东,krinis博士,佩登谟.反凝析的实验研究在多孔介质在储集条件.spe18316,1998.
[5]杜建芬,黎师纶,孙雷.影响多孔对凝析气混合物渗流规律中的吸附[j].固相萃取,50926,1998.
微生物学的先驱者篇8
摘要：随着科技的快速发展，切实将新研发的技术应用到石油开采领域成了当下人们关注的重要话题。微生物采油技术是继传统三种采油技术后，所出现的能有效提高采收率的新技术。我国通过大量的实验与研究，证明其是能够广泛推广应用的。本文通过该技术的概况、技术原理、现状和发展作简单论述探讨该技术。
关键词：石油开采；微生物采油技术；探讨
中图分类号：te3：文献标识码：a：文章编号：1673-9671-(2012)022-0147-01
一直以来，传统的石油开采技术一般只能采出油藏的一部分。提高采收率，从而采出更多的原油，是国内外不断研究的重要课题。而利用微生物来提高石油的采收率是传统方法如热力驱、化学驱、聚合物驱等方法之后，研发出的使用微生物有机活动的特性与其代谢产物用来提升石油采收率的一项新技术。与传统采油技术相比，微生物采油技术具有更明显的特点，如：应用范围广泛、工艺简便、成本低、不伤油层、环保等。是当下最具有发展潜力和市场的一项新技术。
1微生物采油技术简述
微生物采油技术是一种新型采油技术，该技术是指，把各类合适的菌种和营养物质注入到油藏中，让其在油藏里繁衍成长，加强石油代谢速度，从而产生活性物质或是气体，用来降低水油界面张力，提高原油的开采率。
2微生物采油技术作用机理与优点
该技术的作用机理相对比较复杂，目前石油开采中所掌握的基本可以概括为以下几方面。
1）改变石油结构，降低其粘度。微生物会以原油中的正构烷烃为资源进行繁殖生长，进而改变石油的结构。微生物的老化，从根本上改变了石油的物理性质，从而影响了石油固性的平衡，降低其压力与临界温度。而它生长时排出的生物酶，可充分将石油进行降解，从一定程度上增加了石油的流动性，而且还能改善石油的品质。
2）微生物在代谢的过程中，会产生一定的诸如二氧化碳之类的气体。而这些气体起到的作用是保持与增加油层的压力，使石油的粘度下降。
3）微生物同时能够产生各类化学物质，其聚合物可以在渗透地区很好的控制流速比，调整油层的吸水面，增加扫油的面积，提高采收率，同时产生的沉淀物具有良好的封堵功能。
4）厌氧菌所产生的产物带有溶剂性，可以溶解原油，降低界面张力，同时吸附在石料表面，在油膜之下发生作用，将油膜与石油分离，使石油释放。
5）微生物在发酵中产生有机溶剂，包括机酸、醇、酮等，它们分别可以使溶蚀碳酸盐及降低界面的张力，以促进石油液体化。
微生物采油技术的优点包括以下几方面。
1）成本低。利用传统方法不能采出的原油，通过极强的微生物繁殖力与适应力，持久的作用于油层，对于边际油田的积极意义重大。
2）工艺简单。该技术只需要对油层进行常态注入即可，无需其他设备，比起传统技术更方便。
3）应用广泛。适用于各种类型的油田，如：重油、中油、轻油等，特别对于地渗透油田的开采更为有利。
4）微生物来源源料广，容易生产及提取，根据油田的实际情况，可灵活调节微生物配方。
5）易于控制。同样通过注入手段，可以即时有效的终止微生物产生的作用。
6）其结构微小，活力强，可以进入到传统方法无法企及的油层微空隙。
7）可有效的控制微生物起作用的地区，避免不必要的浪费与盲目性。
8）生物降解。不损害油层，不会污染环境，可以在同一地区同区域重复使用该技术。
3微生物采油技术国内外研发情况
1）我国微生物采油技术研发情况。早在20世纪的60年代，我国就在胜利和新疆油田进行过相关的微生物采油技术研发工作，但是由于时间短等因素，并没有形成规模，其后微生物采油技术在国家“七五”时期，被列为国家科技攻关项目，并据此研究，选出了几种生物活性剂：厌氧发酵产生二氧化碳等。20世纪90年代初，国家科学院与东北的油田开展合作技术研究和实验。
近些年来，我国在微生物采油技术在研发方面取得了很大的成效，广大高等院校、大学、研究机构等都纷纷开展了很多针对该技术的专业研发工作，并进行了大量的现场应用实验，推广了该技术在采油方面的实质性应用。
2）国外微生物采油技术研发情况。美国与俄罗斯分别主导了微生物采油技术的两个学派，美国采用的是菌种注入油层技术，而俄罗斯则使用营养激活本源的微生物技术。两者的原理都是使用微生物代谢物质以提高原油采收率。
在微生物采油技术的应用和研究上，美国始终处在技术和应用的前沿。近些年来，基于其代谢物质的分析以及微生物在油层介质中的移动方式的研究，美国建立了微生物繁殖、代谢以驱油的模拟数值软件，在设计实验方案起到了很重要的作用。
4微生物采油技术工艺方法
按照其作业模式，微生物和营养物种类的不同，微生物采油技术大致可分为调剖、单井处理及水驱三种方法
1）调剖是利用微生物提高采收率的重要研究课题，我国吉林油田和国外油田合作开展了油田在高含水条件下微生物调剖技术的先导实验，实验结果表明，这种方式更为高效，实验现场的高吸水层被高效封堵，为微生物采油的应用提供了操作工艺基础。
2）单井处理可以有效改善石油特性，以达到降低粘度、防蜡、降低荷载等目的，进而提高生产效率，我国在胜利油区的桩西、清河、胜利等采油厂分别进行实地实验，对得出的分析数据和结果进行详细总结，为大规模应用打下基础。
3）水驱在石油开采中被应用得最为广泛，它通过井网的分布以实现对油层的处理，是上述三种技术方法中最重要的。我国的石油勘探研究所对水驱进行了调研，科学合理的再次表现出微生物采油的全过程，为我国石油探测、开发提供科学依据。
5运用微生物采油技术应注意的问题
1）认识的局限性。内、外源微生物驱油都基于要对油藏注入微生物，并使其生长且发挥作用，因而微生物的成长是微生物采油技术的关键点。外源微生物一般选择在好氧、兼性厌氧的条件下对菌种进行筛选，然后继续分析筛选出的菌种对石油的化学链降解与降低粘度的作用，确定切合现场实际情况的菌种。内源微生物则直接利用地下产出液体加入相应的营养物质，通过分析菌种的浓度变化，确定营养物质的配方。而这些研究并没有在实际现场进行，在实验室中的环境与现场实际环境条件相差过大。
油田是特殊环境，其的矿物构成和性质、孔隙、渗透率、压力、酸碱度、石油性质等物性因素，都会对菌种生长有着相当明显的影响，同时内源微生物在注入一些外源微生物或营养剂后，也会有着一些变化，并与其产生相互作用。在研究过程中，注入微生物与原生微生物的兼容性，以及外源微生物对原生微生物的影响也未得到认真的研究。
2）检测技术局限性。微生物采油技术的产量变化是在现场实地监测中最常见的，而在实际检测中应该定期测出诸如生产井产量、水的酸碱值、气体的组成等特征数值，发现其规律。现场对微生物进行分析
时，禁止用火，不能进行热消毒，不宜用药剂消毒取样困难大，如能在井下密封取样为最佳。
3）模拟实验局限性。目前微生物采油技术的物理模拟被应用于化学驱物理性模拟的设施与手法，通常使用人造岩心。岩心体积小是两者的共同特点，虽然可以模拟出其矿化、温度、压力值，却无法模拟出地下的无氧环境或是内源菌环境，同时岩心长度有限，往往微生物还未适应环境便可能被岩心驱出，生长与繁殖也是无从谈起。因而模拟的模型并不能将环境真实的模拟化，反映不出其环境的真实效果，所以得出的参数数值也不精确。
6微生物采油技术的发展前景
1）井筒技术，其目的是为了更好的保护微生物，能起到一定的防蜡效果，工艺简单，适合大规模的应用。与此同时，应筛选代谢物质能起到较强液化作用的菌种最为适宜。
2）单井吞吐，它的作用对象是近井的地下层，需要菌种在地下层完成新陈代谢，筛选的微生物的类型应以厌氧及兼性厌氧为主，同时要求具备耐温性，现场实际应用时需要补充营养剂，然后关井相对的时间。
3）好氧微生物驱，其又被称为空气辅助型微生物驱。在有氧条件下，该菌种的代谢加快，向地下层排放空气的同时菌种会消耗掉一定程度的氧气，并将石油中的结构进行氧化。
7结束语
微生物采油技术经过70多年的发展，已经取得了很大的成果，其发展潜力巨大，随着在全球范围内石油的消耗与价格快速增长。各个国家对石油的采收率的提升以及该相关技术更为重视，相应投入了大量的人力物力进行研发，伴随着上述这样的发展步伐，微生物采油技术必将有新的突破，它的成熟普及定会给石油工业油田开采开发水平带来巨大的飞跃，必将为经济发展起到更好的推动作用。
参考文献
[1]伍锐东,黄旭平,张华军.微生物采油技术的研究进展[J].内蒙古石油化工.2008,34(10).
[2]文守成,李秀生,何顺利,罗庆梅.微生物采油技术现场应用及效果分析[C].
微生物学的先驱者篇9
关键词:pbS纳米晶单分子前驱体水热/溶剂热
纳米技术是新兴的具有光明前途的产业,而石油是目前能源工业的支柱之一,将二者结合是目前很热门的研究课题。很多科研工作者对纳米材料在驱油、钻井液、完井液、增注剂、堵水剂、破乳剂、石化催化剂、石油化工助剂及添加剂、油田污水处理和丝扣油添加剂的应用中做了大量的工作,纳米材料可通过在入井工作液中添加纳米相颗粒或纳米复合材料来实现。许多科研工作者对通过含硫化合物与金属盐形成的单分子前驱体热解法合成硫化物纳米材料产生了很浓厚的兴趣。
目前有很多制备金属硫化物合金的方法,为了得到组分均匀的产物,通常在保护气体中或真空条件下进行高温加热处理,但是高温热处理除了设备和操作麻烦,还可能造成产品颗粒的过大,产品颗粒形貌和尺寸不均等结果。那么寻找一种反应条件温和、操作简单的合成硫化物纳米材料的方法就变得尤其重要。
溶剂热(Solvothermal)法作为一种新的材料制备方法,已经越来越受到人们的关注。该方法主要是在密闭反应容器中,采用水或有机溶剂作为溶剂,使得常温常压下难溶或不溶的物质在高温(≥100℃)、高压溶解,并且重结晶,可以作为一种无机合成与材料处理的一种有效方法。
本实验在常温常压下通过pb(CH3Coo)2・3H2o(醋酸铅)与二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDtC)的沉淀反应制得单分子前驱体pb-DDtC,然后利用水热/溶剂热法,在不同的反应溶剂(水、无水乙醇、乙二醇和乙二胺)中热解单分子前驱体,合成出了纳米级的pbS晶体。
1、实验部分
1.1试剂及仪器
醋酸铅(pb(CH3Coo)2・3H2o),分析纯,上海东懿化学试剂公司生产;二乙基二硫代氨基甲酸钠((C2H5)2nnaS2・3H2o,简称DDtC),分析纯,天津化学试剂三厂生产;乙二胺(aR.),中国医药集团上海化学试剂公司,无水乙醇(aR.),中国医药集团上海化学试剂公司生产;乙二醇(aR.),中国医药集团上海化学试剂公司生产;蒸馏水。
1.2单分子前驱体pb-DDtC的制备
称取醋酸铅(pb(CH3Coo)2・3H2o)0.005mol和二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDtC)0.005mo,l放入250mL的烧杯中,加入100mL蒸馏水,进行充分搅拌后,产生大量淡黄色沉淀(pb-DDtC)。在常温常压下,将所得产物在空气中陈化3h再进行抽滤,然后分别用蒸馏水和无水乙醇进行充分洗涤,并在60℃空气中烘干5h,最后得到淡黄色的粉末状的物质。
1.3pbS纳米晶的溶剂热法制备
各称取四份单分子前驱体pb-DDtC0.8g,置于聚四氟乙烯衬的不锈钢高压反应中,分别加入40mL水、40mL无水乙醇、40mL乙二醇或40mL乙二胺作为溶剂,然后放于烘箱中,在150℃下利用溶剂热法处理12h。反应结束后,将体系自然冷却至室温,再进行抽滤;然后用蒸馏水和无水乙醇先后进行洗涤,但用无水乙醇为溶剂时,为了除去杂质得到纯品pbS,需要用CS2洗涤;最后在50℃下真空干燥6h,得到黑色粉末。将制得产物用无水乙醇进行超声分散,进行透射电子显微镜(tem)和扫描电子显微镜(Sem)确定形貌表征。把干燥的黑色粉末直接进行X射线衍射(XRD)表征。
2、结果与讨论
2.1XRD分析
150℃下,分别在无水乙醇、乙二醇、水和乙二胺中利用溶剂热法处理前驱体pb-DDtC12h后,所得产物的XRD结果如图1所示。
图1150℃下不同溶剂中溶剂热法所得产物的XRD
由图1可知,所有产物均与立方相pbS(JCpDScardno.5-592)吻合,而且没有pb-DDtC、S、pbS2或者pbo等杂质所对应的衍射峰出现,窄而锐的特征峰表明所得产物的结晶状态良好,因此,均可以被确定是纯相pbS晶体。由此可见,不同溶剂对产物的组成没有影响。
2.2Sem和tem分析
实验用扫描电子显微镜(Sem)和透射电子显微镜(tem)对纳米晶体进行表征,其结果表明,利用溶剂热法与不同溶剂反应时,所得pbS纳米晶的产品形貌和尺寸如图2所示。
图2150℃下不同溶剂中溶剂热法所得pbS纳米晶的Sem和tem
由图2可见,150℃下在不同反应溶剂中,将单分子前驱体pb-DDtC进行溶剂热法处理12h后,对产物的形貌具有一定的影响。当水作为溶剂时,所得产物均为不规则块状的、粒径约100nm的pbS纳米晶(图2(a));当无水乙醇作溶剂时,可以得到树枝状的、粒径约100nm的pbS纳米晶(图2(b));当乙二醇作溶剂时,得到大量不规则的多面体、粒径约50~100nm的pbS纳米晶(图2(c));当反应溶剂为乙二胺时,可得到粒径大于200nm、花状结构的pbS晶体(图2(d)),该尺寸属于微米级。比较所得3种pbS纳米晶产品可以看出,在乙二醇中所得产品的形貌和尺寸较好。
3、结论
(1)由XRD结果分析表明,在相同温度不同溶剂中,通过溶剂热法处理单分子前驱体12h后,所得产物均为纯相pbS晶体,不同溶剂对产物的组成没有影响。
(2)由Xem和tem结果分析表明,利用溶剂热法与水、无水乙醇和乙二醇反应时,均可合成出粒径为50~100nm,形状为块状、树枝状和多面体的pbS纳米晶;溶剂的选择对pbS纳米晶产物的形貌具有一定的影响。
(3)本法还可以进一步延伸,通过对不同溶剂进行溶剂热法处理,进一步实现其他重要的金属硫化物纳米晶形貌的可控合成。对制备目前石油炼制催化加氢过程中,常用催化剂负载型过渡金属(Co、mo、ni、w)的硫化物纳米颗粒具有一定指导意义。
参考文献:
[1]王辉、王富华.纳米技术在钻井液中的应用探讨[J].钻井液与完井液,2005,22(2):50-53
[2]糜裕宏.金属硫化物及铁、锰氧化物纳米结构的水热合成与表征[D].杭州:浙江大学,2007
微生物学的先驱者篇10
关键字：微信平台；项目教学；项目驱动
J218.7-4
互联网时代的来临，“开店”不再是什么高门槛的事，我们每天打开朋友圈、电脑都会被各种互联网产品充斥着，人们从对网购的不信任逐步转变成离不开，网购让生活更便捷、更精彩，而我们的动漫项目教学则是基于这一互联网微信平台上的。
一、项目和教学之间关系
国内大多职业院校中教学环节缺少与产业市场的联系，学生的实践应用能力却无法满足行业对动漫专业人才的要求，教学与实践存在严重的教条化和形式化倾向；或在人才培养过程中理论教学与实践教学分配不合理，有的重理论、轻实践，而有的重实践轻理论；重基本功训练而忽视创造性思维的培养；或是动漫技能实践教学的实训设备落后等系列问题，导致人才培养与社会需求脱节。
针对这一现象，在教学环节中加入了项目驱动任务式教学，根据课程特点，结合动漫产业需求，创办一家以设计动漫甜品造型的微店，即“闹闹家的好物店”。
“闹闹家的好物店”是一个已经实施的创业项目。它创办于2014年初，是一家新时代互联网动漫甜点小店。小店的特色是把动漫形象融入到甜品中，和甜点进行完美结合，让零食变得好吃、好玩、更好看，充分发挥动漫类学生的专业优势。
每节课会根据客户的需求进行头脑风暴，并以小组的形式完成创意设计，最后客户所选中的设计稿将给予设计小组相应的奖励，通过真实的项目教学加强了学生的动漫造型设计能力、卡通模型制作、色彩运用和多任务工作的技巧，定期向课程指导老师汇报项目的完成情况与进度，每个小组完成的项目可作为课程作业提交。
二、师资
专业技能方面：校内动漫专业教师都是来自动漫企业，有丰富的动漫一线工作经验，掌握较前沿的专业技术知识；甜点的品质与食品安全方面：2015年我们团队与专业甜点师张世宇先生进行深度合作，张世宇先生毕业于法国巴黎蓝带厨艺学院甜点专业，目前拥有私人甜点工作室。甜点师张世2011年就读法国里昂二大法Z专业；2012-2013就读法国巴黎蓝带厨艺学院甜点专业；2013-2014取得巴黎蓝带学院高级文凭，留校担任助教；2015成立私人甜点工作室，并与“闹闹的好物店”进行深度合作，目前担任团队中的专业技术指导。
“闹闹家的好物店”在经营过程中不断的研发新产品，从食材到款式并通过互联网的形式进行经营及推广，活泼可爱的卡通形象赋予了食物新的活力，同时也让顾客体验不一样的美食之旅。“闹闹家的好物店”会陆续推出更多的个性甜点，同时会用动画及漫画的形式进行网络媒体推广。
三、根据行业及市场需求进行实践教学
现在的动漫行业不再局限于出版社、漫画公司、影视公司等，它涉及的范围越来越广阔。根据市场的需求，在教学上要结合时代的发展，拓展动漫行业所能涉及到的新领域，把动漫融入到微店当中是实践教学上的一个新模式。
2014年，微店网注册会员超过450万人.并且在迅速地增长。随着微信推出了微信支付、微信微店等的功能后，在微信上建立微店成为了不少人眼中既新潮又酷的创业模式。G.maLL平台上的微电商项目“小笨蛋”三个月累计销售破400万；“美童少儿美语”在一天招收近两百名学生，学费收入超过200万。在今天这样的移动互联网时代，人们使用手机的场景千变万化，使用微信的场景也非常丰富，这些场景几乎涵盖了生活的方方面面，所以，微店是嵌入在这些日常沟通场景之中的。它的强大之处在于：1.在消费者还没有产生需求之前，先把需求拦截了；2.通过创造新产品，激发新需求的产生，创造从来没有过的需求；3.可以把任何人都转化成消费者。“闹闹家的好物店”这一商业项目实践教学结合时代的特点，激发学生学习的积极性，项目具有灵活的操作性，并具有一定的技术含量和创新性。在互联网的时代，学生依赖网上购物，并越来越习惯这种生活方式，将学生的生活方式融入到课堂当中，能激发学生的兴趣及创造力。我们提到的微店，主要是指基于微信社交平台的个人化店铺，而不是指一切存在于手机平台的电商商家。淘宝虽然也有手机平台，并且也进行了大量的移动端导流和用户培养，可是淘宝永远只有一个场景，那就是购物，不购物就不会进入，学生中对微信的使用也越来越普遍，使用手机的场景千变万化，使用微信的场景也越来越丰富，这些场景几乎涵盖了学生生活的方方面面，所以“闹闹家的好物店”微店实践教学在相当长的一段时期是可持续健康发展的。项目带入到课程中不但使学生增加了更多的积极性，也让学生了解自己专业所产生的直接价值，增强动手能力的同时也增加了学生的积极性。
四、新颖性和独特性
产品和动漫形象的完美结合，不但树立了品牌形象，同时还能让顾客体验不一样的购物感受。学生在课堂上不但能学习专业技能，同时开发学生的拓展思维，学生通过微信平台直接和客户联络沟通，根据客户的需求进行动漫甜品形象的设计，设计完成后给客户看设计稿，客户满意后由专业团队进行加工制作，并在规定时间内送到客户的手中。我们还根据课程特点，开发了新的动漫产品甜点，即“3D打印糯米纸波棒糖”，学生通过学习“商业插画”课程的内容设计波棒糖的图案，用可食用糯米纸打印出来，再制作出不同造型的棒棒糖。同时可以根据客户的需求打印出不同造型的波棒糖，顾客也可以提供自己的照片制作成波棒糖，适合生日派对、节日派对及婚庆派对等，3D打印出的图形均是可食用的进口食材，即使是小宝宝也可以食用，绿色环保、安全健康。
通过这种微信平台的动漫项目驱动实践教学，增强了学生动手设计能力，同时学习积极性也有大幅度的提高，随着时代的发展和市场的需求我们还将研发更多适合实践教学的项目及产品，使职业教育正真的做到“产、学、研”一体化。
参考文献