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关键词:初中化学;智慧教育;教学案例
中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2015)21-0057-04
初中化学学科智慧教育内涵及要求
初中化学是一门实验类探究学科,强调基于问题的认识活动,学生寻求信息和理解事物的一般过程具有过程性和实践性等特点。可如今,初中化学教师在教学中更多关注的是化学知识概念、公式的传授和记忆,很少精心设计认识活动的过程和方法,完全忽视了学生的智慧培养,与课程强调的教育理念背道而驰。在学习过程中,学生逐渐丧失了学习兴趣,只知道运用原理概念做题,缺乏情境问题分析能力,无法找到解决问题的相应策略,变成了机械的知识“接收器”。
为培养学生的探究及创新能力,让初中化学教育“智慧”起来,我们需要对初中化学课堂提出新的要求:首先,教师要拥有智慧教育理念,改变传统的价值取向,不能一味地注重分数,要更多关注学生智慧能力的培养。其次,教师要从学生角度出发,创建智慧的学习资源,构建智慧的学习环境,培养学生的化学思维,而化学思维能力的培养虽然要以学科知识学习为基础,但又要与学科知识点有本质区别,即需要长时间、过程性、实践性的训练,教师要花费时间去设计认识活动和方法,准备探究实验,培养化学思维。最后,在智慧教育的课堂上,教师要把课堂还给学生,充分发挥学生的主体地位,鼓励学生大胆质疑,自主创设情境解决问题,提高学生将化学知识转化成解决问题的能力,实现真正意义上的智慧学习。
信息技术支撑下的智慧学习环境
初中化学智慧教育离不开智慧的学习环境,而智慧学习环境的构建则需要信息技术产品的有效支撑。交互式电子白板、信息化教学平台、电子书包等都是新兴的资源工具,笔者提供的教学案例主要是在电子书包和微视频环境下促成的智慧教育教学。
电子书包即利用信息化设备进行教学的便携式终端,拥有丰富而又有针对性的学习资源,能够为学生提供更多的学习机会,凸显学生的主体地位。电子书包能够提供答疑检测,在实验探究过程中,教师可以及时了解学生的化学实验探究进程,并有针对性地给予指导和帮助,同时,它所提供的协作交流功能能够真正满足学生讨论学习的需求,激发学生的交流协作兴趣,提高他们的化学学习效率。
微课以视频化的形式传递知识,能够激发学生的学习兴趣,满足其个性化需求。本案例中,教师在课前将二氧化碳制取的微课视频提供给学生,学生可以独立观看视频,激发其自主探究思考,并完成课前新知预习。
案例设计
《二氧化碳制取的研究》教学设计
1.教学内容分析
本节课是人教版初中化学第六单元第二课的内容,是本单元的核心知识,是培养学生在实验室中制取某种气体时药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材,对今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力培养都有深远的影响。通过对制取二氧化碳装置的探究,学生能够归纳延伸出实验室制取气体的思路和方法,为今后研究其他气体的制法提供了科学依据。另外,“二氧化碳的制取和性质”是新版教材内容标准中规定必须安排和组织学生完成的基本化学实验之一,因此本节课的学习对今后学生进行分组实验提供了有力保证。
2.教学对象分析
学生已经在第二单元学习过氧气的实验室制法,具备一定的“气体的制备与收集”的实践经验。初步掌握了“根据药品选择发生装置,根据气体的相关性质选择收集装置”的实验技能与方法,懂得气体的收集方法与物理性质有关,因此本节课应注重知识的梳理与整合,为制取二氧化碳装置的探究指明方向。
3.教学目标制定
知识与技能目标:掌握实验室制取二氧化碳的反应原理;掌握实验室制取二氧化碳的收集方法和检验方法;了解实验室制取气体的发生装置和收集装置的确定依据;能设计并组装实验室制取二氧化碳的装置。
过程与方法目标:通过对实验室制取二氧化碳的探究,逐步分析出制取二氧化碳的理想药品及实验装置,培养创新的意识;通过对实验室制取氧气的思路和方法的复习,初步确定实验室制取气体的一般思路和方法;通过对实验室制取二氧化碳的探究过程的体验、反思,培养多角度、多层次地观察和分析问题的能力。
情感态度与价值观目标:通过实验、问题的讨论,培养求实、创新、合作的科学品质;通过教师与学生、学生与学生之间的合作、研究性学习,体验探究成功的乐趣,激发求知欲,形成持续不断的学习兴趣。
4.教学重难点
重点:实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置的确定及气体制取的一般思路和方法。
难点:实验室制取二氧化碳的实验装置探究。
5.教学方法及整合点
教学方法:利用信息技术的仿真功能模拟不同物质制取二氧化碳的反应现象及反应原理;再现学习过的实验过程;模拟演示实验过程中错误操作带来的不良后果,直观再现实验情境,帮助学生温习氧气制取时的注意事项;构建虚拟实验环境,提供多种实验器材,学生可根据实验方案灵活设计并组装实验装置,帮助学生完成探究活动。
整合点:不易理解、微观现象无法展现;实验现象观察困难,实验步骤不易规范;课时影响,无法或没有必要重新再做氧气实验室制取实验;部分学校受实验条件影响,难以保证每位学生人手一套齐全的实验器材。
6.教学模式
翻转课堂教学模式的运用,弱化了教师的主导地位,充分地调动了学生的主动性,培养学生自主学习意识的同时大大提高了课堂教学效率。
7.教学环境
在多媒体教室借助网络,利用平台和电子书包将课前学习和课堂学习贯穿起来,极大地调动了学生学习的主动性。
8.教学过程
课前:
①教师以微课的形式将生石灰刷墙的相关视频放到电子书包平台上,创设情境,引入新知,让学生思考“为什么用生石灰刷完墙会变白变硬”。
设计意图:通过视频引入新知,从学生身边熟悉的灭火器入手,使化学与生活密切联系,让学生感知身边的化学物质二氧化碳。
②教师以微课的形式将判断实验室制取氧气的思路和方法的视频放到电子书包平台上,温故思新,讲授新知。
整合点:课时影响,无法或没有必要重新做氧气实验室制取实验;知识零散,缺乏系统整合。
设计意图:通过观看电子书包中氧气制取的虚拟实验动画,回顾知识点,同时引导学生思考实验室制取氧气时反应物的确定、发生装置及收集装置的选择、检验方法等步骤,使学生初步了解气体制取的一般思路和方法,进而进行本实验的探究活动。
课上:
①导入新课,明确学习目标。教师解释生石灰刷完墙会变白变硬的原因,并设疑。
师:请同学们思考在学过的化学反应中,哪些能生成二氧化碳?你能根据实验室制取气体的要求选择适宜的反应吗?
生:C+O2点燃CO2
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2
CaCO3高温CaO+CO2
CuO+C高温2Cu+CO2
教师点拨:实验室通常用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)与稀盐酸反应制取二氧化碳,即反应物为固液常温混合。
设疑:在实验室中应如何安全方便地制取二氧化碳呢?能否用碳酸钠粉末代替大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳呢?能否用稀硫酸或浓盐酸代替稀盐酸和大理石或石灰石反应制取二氧化碳呢?
②模拟实验。利用化学平台演示虚拟实验,四组对比(如图1)。
学生观察对比四个试管中气泡产生的快慢。试管Ⅰ产生气泡速率很快;试管Ⅱ产生气泡速率适中;试管Ⅲ产生气泡速率缓慢微弱并渐止;试管Ⅳ有白雾现象。
整合点:教材中直接给出实验室制取二氧化碳所用的药品,但当学生接触到其他能产生二氧化碳的药品时可能会混淆。该实验对反应药品的探究在常规实验下存在做不好、做不了、现象不明显等问题。而教师可以利用电子书包中平台演示虚拟实验的功能,将不能做的实验模拟出来,使学生直观了解到浓硫酸不能作为反应物的原因。
设计意图:通过对比实验,引导学生归纳在选择药品制取二氧化碳时应注意的事项,从而树立其从多角度、多层次观察分析、解决问题的意识。
③学生讨论。用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)与稀盐酸反应制取二氧化碳,制得的气体是否较纯?反应条件是否容易满足?反应速率是否适中?并论述原由。
设计意图:启发学生思维,通过电子书包讨论区发散思维、实时交流,提高学生的学习兴趣和理解能力,调动学习积极性。
④实验装置的确定。教师引导学生思考问题:实验室制取氧气的实验装置由哪几部分组成?如何选择实验的发生装置及收集装置?确定气体发生装置和收集装置时应考虑哪些因素?氧气的检验方法是什么?学生思考后,教师讲解实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分,列出确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素(如图2),并引导学生完成表格(如右上表)。
最后教师总结,因为二氧化碳可溶于水,所以不能采用排水法收集。由于二氧化碳密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
设计意图:比较氧气和二氧化碳的相关性质,使学生了解制备氧气与二氧化碳的发生装置和收集装置的异同。
⑤牛刀小试。学生可在实验器材中选择设计二氧化碳的实验装置,放入“器材购物车”中(如图3),组装好后汇报交流。
整合点:利用电子书包中信息化构建工具软件,对装置进行反复比较,构建出实验装置的几种可能,如有操作不当可保护学生安全,启发培养学生自主探究,在营造讨论的气氛的同时,充分培养了学生的创造思维能力。
设计意图:此环节是本节的重点,教师对学生设计中的突破性想法要及时鼓励,同时还要把握好探究的度,既不能对学生的创造思维置之不理,又不能操之过甚偏离了主题。引进日用品做化学仪器培养了学生对化学的亲近感。
⑥反馈学习。教师引导学生结合图4装置回答气体的实验室制法有关问题:
题1:写出图中带有标号仪器的名称:a试管;b长颈漏斗;c集气瓶。
题2:实验室制取气体时,选用A、D装置可制取并收集氧气;选用B、E装置可制取并收集氢气。
题3:实验室制取二氧化碳,应选择的发生装置是B,收集装置是D,选用该收集装置的理由是二氧化碳的密度比空气大且能溶于水。
题4:实验室制取二氧化碳常选用的药品是:石灰石或大理石和稀盐酸,选择上述药品的理由是反应速率适中,便于收集,写出实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2。
题5:汽车尾气中一氧化氮是一种大气污染物,它是一种无色气体,难溶于水,密度比空气略大(接近),在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体。根据以上信息,判断实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是C。
整合点:电子书包对学生答题进行统计,显示答题情况,学生互动分析。教师对学生进行个性化指导。
设计意图:通过检测,了解学生对二氧化碳制取相关知识的掌握情况,针对存在的问题,教师给予点拨指导。
如今,减少二氧化碳等温室气体的排放,已成为人们面临的重要课题之一。
减少二氧化碳的排放有很多技术手段。比如提高现有设备的燃烧效率,尽量少使用煤炭、石油、天然气等化石燃料;利用风能、太阳能、水能、核能等洁净能源,使用生物质燃料,等等。
谁排放了二氧化碳
对我国来说,在相当长的一段时期内,煤炭仍然是主要的能源。如何有效处置燃煤产生的二氧化碳,对实现节能减排目标,保护环境都至关重要。
根据粗略统计,交通运输业是排放二氧化碳的主要行业,大约占二氧化碳总排放量的1/3。交通运输所排放的二氧化碳是由成千上万辆机动车产生的,这些二氧化碳很难被统一捕集。
火力发电厂则是排放二氧化碳的最大行业。火力发电厂燃烧化石燃料后排放的二氧化碳大约占全球人类活动排放的二氧化碳总量的24%。
除火力发电厂外,建材、陶瓷、水泥、玻璃、冶金以及化工等行业,也燃烧化石燃料,不过,排放量要小得多。
由于化石燃料的燃烧是在锅炉等工业设备中进行的,比较容易在管道系统中进行二氧化碳的分离和捕集。因此,首先处理火力发电厂排放的二氧化碳是切实可行的减少温室气体排放的办法。
科学家们目前研究的重点是对工厂排放的二氧化碳进行捕集和分离,然后将其压缩成液体,输送到合适的地点,封存于地下。
最新研究显示,未来50年内,深埋二氧化碳可能成为减少温室气体的重要方式。
地下 二氧化碳好去处
我们人类生活、居住在地球表面,地下的岩石结构非常复杂。地质学家把地球表面到地下平均厚度17千米深处的这一部分,称为地壳。一般情况下,人类发现并开采的矿产,如铁矿、铜矿、金矿等,最深处也就在1~2千米。目前,煤矿开采深度普遍为几百米至1千米,往更深的地下开采的并不多;石油、天然气的埋藏深度相对深一些,可达几千米。
如果我们充分认识了解、利用我们脚下的岩石结构,就可以把捕集的二氧化碳储存起来。
在联合国政府问气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告里,就介绍了埋存二氧化碳的几种主要技术,包括:注入衰竭油气田:注入油气田提高采收率;注入海洋或陆地咸水层:注入深部不可开采煤层与可开采煤层,增加煤层气产量;还有一些其他方法,如注入玄武岩、油页岩及岩石洞穴等。
使用这些方法,都离不开对二氧化碳性质的了解。
二氧化碳是一种无色、无味、比空气重的气体,在标准状况下,密度是1.977克/升。在空气中,二氧化碳占0.03%。当温度/压力高于31℃/74大气压时,二氧化碳处于超临界状态(超临界点温度是31.1℃,压力7.384兆帕大气压)。处于超临界状态的二氧化碳,密度近于液体,黏度近于气体,扩散系数为液体的i00倍,是一种很好的溶剂,它的溶解性、穿透性均超过水、乙醇和乙醚等溶剂,具有很强的溶解能力。利用这个性质可以从多种物质中提取出有效成分,因而,二氧化碳在医药、食品、香料、烟草与化学工业中得到了广泛的应用。
油田埋存储法提高石油采收率
利用超临界萃取理论的原理,把二氧化碳注入到产量正在递减的油气田,可以提高油气产量,这是不少发达国家正在采用的技术。
从20世纪70年代开始,发达国家开始尝试把超临界二氧化碳流体萃取理论应用到石油工业,即把二氧化碳注入到油田的储油层,增加油气产量,并且取得了很好的效果。由于二氧化碳对烃类物质的萃取有自己的特点,超临界流体把原油中较重的碳氢化合物萃取出来后,这种液态混合物具有较好的流动性,容易流向生产井,进而被抽提到地表。在石油工业中,这种方法被称为二氧化碳驱油。
目前,比较成熟的处理技术是在距地面800米以及更深处进行二氧化碳的储存。在800米或更深的地方,地热梯度为25~35℃/千米、压力梯度为10.5兆帕/千米,游离的二氧化碳处于超临界状态,它的浓度变化范围为440~740千克/立方米。因此,在多孔和可渗透的储存岩层中,不需要特别的压力条件就可以储存二氧化碳。
世界上达到一定规模的工业性试验首推加拿大萨斯喀彻温省韦本(Weyburn,或称韦伯恩)油田。这是国际能源署(IEA GHG)温室气体研究的监测和储存项目,也是加拿大能源公司(Encana)涉及1.5亿美元、周期达30年,用二氧化碳增加石油采收率的商业项目。其目的是通过把加压的二氧化碳气体注入到油田储层中,以增加石油产量1.3亿桶。同时,通过综合监测,查明二氧化碳在被灌注到地下以后的运移规律,最终作为建立长期、安全的二氧化碳地下储存技术和范例。
通过研究,地质学家发现韦本油田的地质构造适宜进行注入试验。制定好方案后,项目首先于2000年9月在加拿大能源公司韦本19井阵(1平方千米范围的注一采井群组)中进行,初期注气量为2.69百万立方米/天(或5000吨/天)。现在的注气量为3.3g百万立方米/天,其中,每天有0.71百万立方米的二氧化碳通过生产井进行再循环。在实验区块中,每天的石油产量(20560桶)有1/4(超过5000桶)是由二氧化碳的注入所贡献的。到2008年生产周期,二氧化碳注入到75个井阵,注气量达108亿立方米(2000万吨)。
我国也在积极开展这个领域的研究与试验,科技部支持开展的973项目――温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存,就是通过二氧化碳提高石油采收率并且实现地质封存的示范工程。如今,这项工作已经取得了显著成效。
海洋埋存储法限制虽多潜力大
除了上面这种方法外,把二氧化碳注入地下深部咸水层,也是一种主要实现环境效益的措施。不过,由于没有其他经济补偿手段,注入成本昂贵。
研究表明,在沉积盆地的咸水层封存二氧化碳的温度/压力条件是:深度必须大于800米。只有在这样的深度,才能达到二氧化碳的超临界压力。
尽管采用深部咸水层储存二氧化碳有着诸多限制,但深部咸水层储存二氧化碳有很大的潜力。目前,世界各地区正在进行估测咸水层封存二氧化碳容量的研究,比如在美国的陆地和加拿大阿尔伯塔盆地、欧洲西北部的海洋、澳大利亚东部海洋等。
其中,比较有名的是20世纪90年代欧盟启动的一个咸水
层封存二氧化碳项目(Sal ineAquifer CO2 Storage,简称SACS)。
1998年,挪威国家石油公司(Statoil)与挪威、丹麦、荷兰、法国及英国的科学研究机构组成SACS计划集团,并开始收集有关二氧化碳注入到北海地区Utsira地层及其他类似地区的资料。SACS涉及了多学科方法,包括地质、地球化学、地球物理以及储库的工程、数值模拟。
在北海的斯莱普内尔(Sleipner)气田,人们将二氧化碳从产出的天然气中分离并注入到ut sira地层中。1996年10月开始注气,每年注入100万吨。Ut sira地层从南到北延伸400多千米,从东到西延伸50~100千米,面积2.61万平方千米。那里有两个沉积中心,一个在斯莱普内尔南部,厚度达到300多米:第二个在斯莱普内尔北部,厚度200米,该地层的局部厚度为200米,下面还有一层砂岩,进一步增加了储集层的总厚度。
据估算,utsira地层可储存欧洲几百年的二氧化碳排放量,数量还是相当可观的。
煤层埋存储法置换甲烷保安全
煤层是富甲烷气体存储的岩层,一般情况下,每吨煤中会产生4.3~6.2立方米甲烷,所产生的甲烷集结在煤层中,吸附在煤的表面上。煤岩内部多微孔,具有吸附大量气体的能力。在煤层压力条件下,煤对甲烷的吸附可高达25标准立方米/吨。煤的年代越久远,含气量越多。不同种类的煤对甲烷的吸附情况不同,褐煤的吸附量最少,烟煤和无烟煤每吨可含有30立方米的煤层气。
其实,煤同样可以吸附二氧化碳,而且煤与二氧化碳的亲和力比甲烷大,在相同的压力下,煤对二氧化碳的吸附量是甲烷的1.8~2.8倍。可被煤吸附的CO2/CH4的体积比有一个变化范围:从无烟煤的1到褐煤的10以上。
由于二氧化碳与煤的吸附力比甲烷大,把二氧化碳注入煤层,可以保持储层的压力并很快置换出甲烷。
美国圣胡安盆地的煤田试验表明,注入3份体积的二氧化碳,可以得到1份体积的甲烷。一直到大部分甲烷都被置换出来以后,被注入的二氧化碳才会少量地从钻井口溢出。
我们知道,引发煤矿发生瓦斯爆炸的主要是甲烷等气体,既然二氧化碳可以把煤层中的甲烷置换出来,那么在较浅的煤层中,通过置换反应将甲烷置换出来,既利用了这部分煤层气,同时可有效避免发生瓦斯爆炸的危险,一举两得。
但是,在实际中,这种处理方式并不可取。因为浅层煤最终是要被采掘的。在采掘过程中,煤层吸附的二氧化碳又会被重新释放出来,还是没有达到减少温室气体排放的目的。
好在煤层的采掘是有限度的,超过1500米深度,再继续开采,经济上就不合算了。为了得到深部的煤层气,也同时为了实现二氧化碳的永久储存,可以在深部煤层注入二氧化碳,采集深部的甲烷。
只不过,现在的研究对深层煤圈闭二氧化碳的机理以及二氧化碳可能与煤发生的反应等问题,尚缺乏研究,相关项目的开展还需要进一步的研究试验。
我国是煤炭资源大国,至少有33个世和世以上的地质时代、有数量不等、质量各异的煤层沉积。对于煤层埋藏深度超过1800米以上的矿山,现有技术很难开采(我国现在有的煤矿已经开采到1000米了),所以,对于煤层埋藏太深、太薄以及不安全的地区,可作为注入二氧化碳提高煤田甲烷的候选基地。目前,我国已在山西沁水盆地开展了注入二氧化碳提高煤层气采收率的微型先导性试验,试验煤层的深度为472~478米。
备选方法实在多
除了上面提到的技术,各国专家也都在尝试其他储存技术,比如将二氧化碳注入衰竭油气田。我们可以这样来认识这个方法:石油天然气是地球经过很长时间的演化(几百万年、几千万年甚至几亿年或更长时问)才形成的矿藏,把它开采出来后,它们原来在地下的空间,没有遭到多大的破坏,还可以再用来埋存二氧化碳。同时,原来的油气藏地质资料也可以为二氧化碳的注入提供技术支持。只是,现在国际上还没有工业规模试验的报道。
在海底开展储存二氧化碳的试验也仍处于研究阶段。科学家发现,在深海注入的二氧化碳会与水形成一种水化物,体积膨胀4倍:在不同深度,当把二氧化碳释放到海水中时,会产生气泡,并在气泡外面形成一层固态的水化物。这层外壳限制了=氧化碳与海水的接触;当海水深度大于2600米时,液态二氧化碳的密度比海水大;在3627米的海洋深处,液态二氧化碳表面能形成稳定的水化物外壳,与冬季池塘被冰覆盖的现象类似。
科学家做了一个实验来显示在海底储存二氧化碳的过程。他们在一个7升的大烧杯中放入3.5升(半杯)液态二氧化碳,在1小时内,由于每个二氧化碳分子与6个水分子连接组成一种新的水化物颗粒,结果原来的二氧化碳体积增大,这些化合物就漫溢过烧杯,流到外面了。
不过,人们还不清楚二氧化碳对海洋生物的影响,也不知道高浓度的水化物对深海环境会有怎样的影响?海洋生物又会发生什么反应?这些都有待于进一步研究。
科学家还有一种设想,是把二氧化碳注入相关的岩体,例如玄武岩,玄武岩在全球的分布很广。一般认为,玄武岩有很低的孔隙率,是一种低渗透率的岩石,并不适合于二氧化碳的储存。但科学家考虑这个问题时,想到了玄武岩的裂隙,当多孔隙、有渗透性和封闭的低渗透性夹层出现时,这些夹层可以封存二氧化碳。玄武岩比沉积岩更有潜力作为二氧化碳的圈闭层,因为在适合的条件下注入的二氧化碳与玄武岩中的硅酸盐反应,有可能形成碳酸盐矿物。目前,人们关于这种类型储存地点的知识很有限,需要开展进一步的研究来评估发生在玄武岩中的二氧化碳矿化作用的范围与速度。
关键词 变压器故障 气相色谱技术 分析 应用
1.引言
变压器是供电系统中的核心设备,莱芜供电公司变电检修工区管辖35kV—220kV变电站四十余座,主变压器约八十余台。这些设备一旦出现故障,将对安全生产造成严重影响。对于充油电气设备无法通过肉眼及直接测量来判断其的潜伏性故障,必须采用一定的技术方法来了解和监督变压器等充油电气设备的运行状况。气相色谱技术的应用充分解决了这一难题。
2.色谱法的原理、特点和流程
2.1色谱法简介
色谱法又叫层析法,它是一种物理分离技术。即根据不同的物质在由两相(固定相和流动相)构成的体系中,具有不同的分配系数,当两相作相对运动时需要分离的物质也随流动相一起运动,并在两相间进行反复多次的分配,这样就使得原来分配系数只有微小差别的各组分在移动速度上产生很大的差别,从而将各组分达到了分离。这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术,称为色谱分离技术或色谱法。当用液体作为流动相时,称为液相色谱,当用气体作为流动相时,称为气相色谱。
2.2气相色谱法的一般流程
气相色谱法的一般流程主要包括四部分:脱气装置、载气系统、色谱柱和检测器。
3.变压器的故障产生的气体及故障类型
3.1变压器绝缘材料产生的气体组分
油和固体绝缘材料在电或热的作用下分解产生的各种气体中,对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。正常运行的老化过程产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油纸绝缘存在局部放电时,油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。在故障温度高于正常运行温度不多时,产生的气体主要是甲烷。随着故障温度的升高,乙烯和乙烷逐渐成为主要特征。在温度高于1 000℃时,例如在电弧弧道温度(3 000℃以上)的作用下,油裂解产生和气体中含有较多的乙炔。如果故障涉及到固体绝缘材料时,会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。设备内部进水受潮时在强电场的作用下发生电解和电化学反应,也可产生大量的氢。
有时设备内并不存在故障,而由于其他原因,在油中也会出现上述气体,要注意这些可能引起误判断的气体来源。例如:有载调压变压器中切换开关油室的油向变压器本体渗漏或某种范围开关动作时悬浮电位放电的影响:设备曾经有过故障,而故障排除后绝缘油未经彻底脱气,部分残余气体仍留在油中;设备油箱曾带油补焊;原注入的油就含有某几种气体等。还应注意油冷却系统附属设备(如潜油泵,油流继电器等)的故障产生的气体也会进入到变压器本体的油中。运行中变压器、电抗器等设备内部油中气体含量超过表1所列数值时,应引起注意。
仅仅根据分析结果的绝对值是很难对故障的严重性作出正确判断的,必须考察故障的发展趋势,也就是故障点(如果存在的话)的产气速率。产气速率是与故障消耗能量大小、故障部位、故障点的温度等情况直接有关的。总烃的相对产气速率大于10%时应引起注意。变压器和电抗器等设备绝对产气速率的注意值超过表2所列数值时,应引起注意。
3.2对一氧化碳和二氧化碳的判断
当故障涉及到固体绝缘时会引起一氧化碳和二氧化碳含量的明显增长。但根据现有统计资料,固体绝缘的正常老化过程与故障情况下劣化分解,表现在油中一氧化碳和二氧化碳的含量上,一般情况下没有严格的界限,规律也不明显。实践证明,当怀疑设备固体材料老化时,一般二氧化碳与一氧化碳的比值大于7。当怀疑故障涉及到设备固体材料时,可能二氧化碳与一氧化碳的比值小于3。突发性绝缘击穿事故时,油中溶解气体中的一氧化碳、二氧化碳含量不一定高,应结合气体继电器中的气体分析作判断。
4.诊断变压器等充油设备内部的潜伏性故障
在诊断变压器等充油设备内部的潜伏性故障时,应综合考虑以下三个方面的因素,做到准确判断变压器的故障类型及故障的大致部位:
4.1故障下产气的累计性
充油电气设备的潜伏性故障所产生的可燃性气体大部分会溶解于油。随着故障的持续,这些气体在油中不断积累,直至饱和甚至析出气泡。因此,油中故障气体的含量及其累计程度是诊断故障的存在与发展情况的一个依据。
4.2故障下产气的速率
正常情况下充油电气设备在热和电场的作用下也会老化分解出少量的可燃性气体,但产气速率很缓慢。当设备内部存在故障时,就会加快这些气体的产气速率。因此,故障气体的产气速率,也是诊断故障的存在与发展程度的另一个依据。
4.3故障下产气的特征性
变压器内部在不同故障下产生的气体有不同的特征。例如局部放电时总会有氢;较高温度的过热时总会有乙烯;而电弧放电时也总会有乙炔。因此,故障下产气的特征性是诊断故障性质的又一个依据。
5.气相色谱分析应用举例
例:利用对油中溶解气体的色谱分析诊断变压器存在过热性故障
5.1查对《注意值》
总烃183μL/L超出150μL/L 的注意值;
总烃绝对产气速率31mL/d超出12mL/d的注意值;
总烃相对产气速率2483℅/月超出12℅/月的注意值。
5.2判断故障的类型及严重程度
根据判断故障性质的《三比值法》和《特征气体法》诊断为发展较快的高温过热性故障。其故障原因主要为由于磁通集中引起的铁心局部过热,铁心两点或多点接地,接头或接触不良等原因。建议立即计划停电检修。
在主变停电吊罩检查时发现,在铁心与外壳底座之间放有一把12英寸的扳手。故障点的部位已形成黑色积炭。故障的原因是由于扳手和铁心的距离太近几乎连接,运行中由于磁场和震动等因素使得扳手与铁心连接,造成铁心两点接地。由于及时发现并准确的诊断出故障的类型,及时采取了相应的措施,避免了因故障扩大而造成的设备损坏和停电事故的发生,保证了设备和电网的安全运行。
6.总结
利用气相色谱法对充油电气设备油中溶解气体分析,能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障,并随时监视故障的的类型和发展趋势,从而进一步估计故障的危害性,以便及时采取措施,做出正确处理,防止重大的设备损坏和停电事故的发生,保证设备及电网的安全运行。
参考文献
1.1教材地位和作用。
“二氧化碳制取的研究”在全书(人教版九年级化学)乃至整个化学学习过程中均有十分重要的影响。它是培养学生在实验室中制取某种气体时,药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验与实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易,学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习了氧气的实验室制法,具备了一些气体制备的实践经验,各项实验技术也已经具备,此时在课堂教学中体现学生主体,让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考;通过小组合作,设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
1.2教学目标分析。
知识与技能:了解实验室制取二氧化碳的反应原理;探究实验室制取二氧化碳的装置,并利用设计的装置制取二氧化碳;了解实验室制取气体的方法和设计思路。
过程与方法:通过实验室里制取氧气的方法和设计思路,探索实验室制取二氧化碳的药品和实验装置,让学生初步学习科学探究的基本过程(提出假设,实验探究,获得结论)和方法,体验化学实验的方法的科学性;能进行初步的科学探究活动。
情感态度与价值观:通过实验、问题讨论,培养学生求实、创新、合作的科学品质。
通过师生、生生间合作学习,研究性学习,体验探究的乐趣,激发学生的探究欲。
1.3教学重点与难点。
教学重点:探究实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置的选择,并利用设计的装置制取二氧化碳。
重点突破:通过实验,师生共同确定实验室制取二氧化碳的药品;演示碳酸钠粉末与稀盐酸、大理石与稀盐酸及稀硫酸的反应确定反应原理,并提醒学生注意不能用浓盐酸和硫酸;学生分小组讨论并设计实验装置,让部分学生到台上演示实验,教师针对学生演示指出实验注意事项。
教学难点:探究实验室制取二氧化碳的实验装置。
难点突破:通过引导学生回忆实验室制取氧气的实验装置图,让学生分析对比两套装置,从而确定实验室制取二氧化碳的实验装置。
2.教法分析
本课题以“质疑―发现”式教学法为主。教师创设情境,让学生发现问题、发现规律、发现新知识,进而释疑解惑。采用这种方法旨在调动学生思维的积极性、主动性,使学生对学到的知识记忆更牢固,理解更深刻,同时培养学生良好的学习习惯。结合本课题内容的特点,教法上还辅以讨论法、练习法及多媒体辅助教学法等。
教材中直接给出了实验室制取二氧化碳的药品,这样学生虽能一下子记住所用药品,但是过后接触到其它能够产生二氧化碳的药品时可能会混淆,介绍完教材中所用药品后又补充了为什么不用碳酸钠或硫酸代替制取二氧化碳,而有关发生装置、收集装置的选择则采用探究的方式进行。
3.学法指导
学生在前面已学习过氧气的实验室制法,对本课题的学习比较容易,初步的实验技能也已经具备。因此,在课堂教学中,教师应体现学生主体,让学生真正参与到教学过程中来。教师提出探究问题、引发学生思考,通过小组合作、设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。在教师的引导下学生进行有目的的思维和观察实验现象,并对实验现象进行分析,得出实验结论,逐步形成良好的学习习惯和学习方法。根据本节课的教学目标、教材特点,以及学生的年龄特征,决定采用引导启发法、实验探究法和归纳总结法进行教学。
4.教学程序
4.1创设情境,导入新课。
列举日常生活中常见的石灰石、大理石、贝壳等物质,放入烧杯中,加入稀盐酸,盖上沾有石灰水的玻璃片,观察现象。以日常生活中学生常见的物质发生化学反应,在激发学生的学习兴趣的同时也让学生学会从化学的视角关注生活。
根据实验现象,学生很容易判断生成二氧化碳,从而引入课题。我顺势抛出第一个问题:你已学过哪些能产生二氧化碳的化学反应?引发学生讨论,同时进入第二个环节。
4.2分组讨论,确定原理。
学生通过对旧知识的回顾,列举了许多能生成二氧化碳的化学反应,如:呼吸作用、燃料燃烧、碳还原氧化铜等,随即我抛出第二个问题:这些反应都适合在实验室里制取二氧化碳吗?这样提问让学生学会从多角度去思考问题,并用自己头脑中的知识作出判断,学生的讨论欣起了一次小,并一致认以石灰石或大理石与盐酸反应制取二氧化碳最合适。为了加深对该反应的认识,我及时与学生合作演示了石灰石与盐酸反应、碳酸钠与盐酸反应、石灰石与稀硫酸反应的对比实验,从而强化了学生对该反应的认识,在此过程中学生也学会了如何选择合适的反应原料和反应原理,突出教学重点。
4.3温故导新,设计装置。
确定反应原理后,怎样选择合适的装置呢?这是本课题的教学重点,同时也是教学难点。考虑到学生在前面已经学过了氧气的实验室制法,因此我引导学生回顾制取氧气的发生装置、收集装置需要考虑哪些因素等,通过对比发现,降低了问题的难度,用储存在学生头脑中的知识来构建新的知识,体现了教师引导、学生发现的新课程理念。在确定了简易的装置后,继续引导学生,将探究活动引向深入,抛出第三个问题:你发现该装置有哪些不足之处呢?我引发学生发现问题,分析问题,通过小组合作对装置进行优化设计,从而解决了问题。学生在这样的一个完整的探究活动中,提升了能力,同时也突出重点,突破难点。
4.4进行实验,总结评价。
各小组设计好装置后,立即组织学生进行实验,现场制取二氧化碳,让学生体验探究活动是快乐的,有成就的,也锻炼了学生动手实验的能力。制出二氧化碳后,以小组为单位,及时总结实验室制取气体的思路,学生在实践中学会分析概括能力。
4.5拓展应用,巩固新知。
在这一环节里,可设计一道已知反应原理,确定实验装置的问题来巩固新知,同时也鼓励学生使用日常生活的废弃物来组装二氧化碳的装置,如用注射器代替长颈漏斗,用塑料瓶代替锥形瓶,等等,激发学生的发散思维能力和学习化学的兴趣。
关键词:实验探究;教学模式; 探究性; 优化教法
化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验在中学化学课堂教学中非常重要。化学实验课的教学设计则贯穿于整个化学教学,所以实验教学设计的优劣直接影响着教学效果。新课程提倡“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学探究的过程,激发学习化学的兴趣,强调化学探究意识,促进学生学习方式的转变,在实践中培养学生的创新精神和实践能力”。由此可见,探究性实验教学在中学化学中显得尤其重要。
我在实验教学中,首先选择了不同类型的实验内容进行了探究性教学设计并在教学班进行实施,收集了多方面的反馈信息,经过研究分析得出了以下教学启示及教学建议:
1.明确实验的教学目标,引导学生自主探究。2.注重对学生进行科学探究的过程,方法引导和探究必备能力的培养。。3.探究实验的设计要与学生的认知水平相适应,与教学内容相吻合。。4.探究实验教学设计要考虑学校的实际条件,注重多方资源的整合。。5.探究性实验后的评价、交流、和反思是整个实验教学活动的重要环节,是提高学生科学素质的重要途径在教学设计中不可忽视。。6.教师在教学设计中对问题的设计要科学,语言描述准确,问题要具备适应性、目标性和驱动性。要注意保护学生的积极性和好奇心。
以下是我在中学化学实验探究教学模式与教学设计实践中的一个案例——二氧化碳制取的研究,其实验教学设计如下:
1.以生活中的馒头、面包疏松多孔的原因引入二氧化碳的生成原理。通过对稀盐酸、稀硫酸分别与碳酸钠和大理石的反应现象及操作性方面的考虑,让学生分组讨论,最后选择出实验室制取二氧化碳的反应原理:
2.复习巩固实验室制取氧气的原理及对应的装置的选取,确定实验室制取气体的装置的选取需要考虑的因素。学生通过实验室制取二氧化碳的反应物的状态、反应的条件的分析,以及二氧化碳的溶解性、密度的分析确定实验室制取二氧化碳的装置。
3.学生探究活动:学生根据实验室制取气体一般考虑的因素:
A、产生的气体纯净、便于收集。B、装置简单操作容易。C、取材容易、安全无污染。从以下仪器中选择实验室制取二氧化碳所用的仪器并组装成制取二氧化碳的装置。
(1)从每组学生反馈的信息来看,他们通过讨论、反思的形式组装出了如下反应装置:
(2) 引导学生从取材途径、操作性等方面考虑,分别对以上A——F七组发生装置进行评价:
A装置简单易操作;B装置能随时控制反应的发生和停止;C、D两套装置能随时控制梵音的发生和停止,但产生的二氧化碳的量少且不易找到注射器这种材料;E装置一控制反应速率,但实验室的圆底烧瓶较少,不能满足分组实验的要求;F、G两套装置能很好地控制反应速率且所需器材是实验室常见的仪器。综合上述信息反馈,学生从我们学校的实际情况出发,最终确定选择如下两套发生装置和一套收集装置进行实验来制取二氧化碳。
发生装置 收集装置
(3) 学生开始分组实验,教师巡视,指出学生在具体实验操作过程中出现的不当的实验操作。(4) 学生实验完毕后,总结出如下检验二氧化碳和对二氧化碳验满的方法。
4.循循善诱,引导学生总结出实验室制取气体的一般思路和方法:(1)选择合理、可行的实验原理。(2)根据反应原理,确定反应物的状态和反应的条件,从而选择相应的实验装置进行操作、制取气体。(3)确定验证气体的方法。
5.反馈练习:下边的实验室制取二氧化碳的装置图右哪些错误?为什么?
6.成效与反思:通过本课题的探究与学习,学生掌握了实验室制取气体的一般思路与方法,学习的积极性也得到了很大的提高,在探究的过程中,教师优化了课堂结构,学生也体会到了成功的喜悦。我认为:本探究活动是成功的,一方面学生学会了如何探究实验,培养了学生的学科能力,另一方面有充分体现了学生的主体地位,充分调动了学生的学习热情,对以后的化学学习也充满了期望。 以上案例是我在从事中学化学实验探究性教育模式下的一个教学设计。在以后的教育教学过程中,我会不断总结、逐步完善我的探究性实验教学模式,从而不断激发学生学习化学的兴趣,促进学生学习方式的转变,在实践中培养学生的创新精神和实践能力,使学生的科学素养得到全面提升。
参考文献:
[1] 宋心琦.有关化学实验改革的想法与建议[J].化学教育;2001年03期.
[2]刘英琦.中学化学实验创新教育的思考与实践[J].学科教育;2001年08期.
关键词:变压器油;溶解气体;故障诊断Abstract: Transformer oil dissolved gas analysis is mainly based on transformer fault diagnosis, therefore, on issues related to the detailed inquiry. Firstly, analyzes the sources and characteristics of dissolved gas in transformer oil; secondly, discusses the relationship between the fault type and dissolved gases in transformer; finally, the diagnosis method of dissolved gas in transformer oil.
Keywords: Transformer oil dissolved gas; fault diagnosis;
中图分类号:TM4文献标识码: 文章编号:
引言:
可以利用离线色谱技术对变压器的油中溶解气体进行相应的分析,在一定的周期内从变压器工作现场采集油品,利用气相色谱仪器对油中溶解气体进行分析,从而能够获得变压器的故障形式,然而,利用这种技术存在一些弊端,例如,溶解油分析过程比较复杂,检测时间比较长、分析结果无法真正地体现出变压器的实际状况。因此,在线监测技术得到了广泛地关注,通过在变压器上安装检测装置对变压器油中溶解气体进行分析,从而能够更准确地判断出变压器的工作状态,为变压器的维护维修提供有利的信息支持。
1 变压器油中溶解气体的来源和特点
变压器油通常情况下以烃类为主, 属于一种非常优质的介质, 可以起到变压器的绝缘以及散热功能。然而,在变压器发生故障的情况下,例如,变压器发热、变压器放电等,将使变压器油中的一些烃类介质产生分解,主要体现在“碳-氢”键和“碳-碳”键的断裂, 并且产生一部分氢原子和碳氢自由基,具有不稳定性,最终产生以下气体:甲烷、乙烷以及乙炔等。
变压器油中溶解气体还来自于固体绝缘材料的分解,变压器铁芯有较多的绝缘纸板,绝缘纸的温度超过105℃将产生分解,超过300℃时将全部裂解以及产生碳化,裂解时生成水的同时还产生较多的一氧化碳、二氧化碳以及非常少的烃类气体成分。有时,变压器溶解气体有可能由于非故障原因产生,例如,由于制造工艺、绝缘材料的缺陷,使变压器在工作初始阶段迅速地形成氢气、一氧化碳和二氧化碳,或者产生有载开关小油箱和变压器油箱之间的渗漏,将产生较多的乙炔。此外,变化器绝缘材料老化也将产生溶解气体。
2 变压器的故障类型和溶解气体的关系
通常情况下,变压器油在热和电的影响下渐渐地分解,并且会形成一部分低分子烃类介质,如果变压器故障位置包括纤维,还将释放一氧化碳和二氧化碳。如果变压器内存在局部过热以及局部放电,将提高气体分解的速率。通常情况下,针对性质不同的变压器故障,绝缘材料形成的气体不一样;在变压器故障类型相同的前提下,因为程度不相同,溶解气体的量也不一样。因此,按照变压器溶解油中气体的量能够对变压器的故障类型以及故障程度进行有效地判别。
2.1 变压器的故障类型
一般情况,变压器内部故障主要有三种类别,分别是机械故障、热故障以及电故障,其中热故障和电故障是变压器的主要故障类型, 同时,变压器的机械故障主要通过热故障或者电故障反映出来。变压器在工作过程中产生的故障通常情况下为过热故障以及高放电故障。依据变压器现场的测试结果,电弧放电将产生较大的电流,变压器溶解油中可以释放乙炔、氢气和一部分甲烷;局部放电将产生较小的电流,变压器溶解油主要释放出氢气和甲烷;变压器油过热时分解出H2、CH4 和C2H4 等, 而纸和某些绝缘材料过热时还分解出CO 和CO2 等气体。
2.2 变压器的热故障
热故障主要是指在热应力的作用下导致绝缘材料迅速老化的现象, 能量密度一般具有中等水平。形成变压器过热故障的机制包括以下几种情况:分接开关接触不好,占所有热故障的50%;铁心多点接地、局部短路或者漏磁环流,占所有热故障的33%;导线产生过热现象、接头损坏或者紧固件松开,占所有热故障的14.4%;油道局部堵塞导致散热不好,大约所有热故障的2.6% 。如果变压器产生低温过热故障,一些变压器溶解油中的氢与氢烃总量比值将超过27%;如果变压器产生中、高温过热故障,氢气与氢烃总量比值将低于27%; 如果变压器产生高温过热故障,溶解气体以乙烷为主要成分,处于第二位的是甲烷,乙甲烷和甲烷之和在总烃中的含量将超过80%;变压器产生严重过热故障时,溶解气体不仅包括乙炔和甲烷,而且包括乙烯和氢气,同时也会释放出少量了乙炔,乙炔的质量分数小于等于烃总量的6%;如果和固体材料相关时,将形成大量的一氧化碳和二氧化碳。
如果裸金属产生过热现象,将使其周围的油发生分解现象,形成氢气和烃类成分,如果固体绝缘材料发生热分解,将释放大量的一氧化碳和二氧化碳。变压器内部故障形成的原因包括:分接开关没有良好地接触,引线和分接开关之间的焊接不佳,导线以及套管连接处不能较好地导电,铁心多点接地以及局部短路等。
纸(板)、布带以及木材等绝缘材料在受热时发生分解,产生的烃类成分不多,主要产生一氧化碳和二氧化碳。形成该故障的原因是变压器在过载条件下工作时,绝缘面产生大量的过热,或者裸金属过热导致附近的固体绝缘产生局部过热现象。
2.3 变压器的电故障
变压器内部由于放电而使绝缘材料分解产生大量气体,按照放电时能量级的差别,能够划分为高能量放电、低能量放电以及局部放电等不同故障类型。电弧放电主要体现为线圈匝以及层间击穿。其次是引线发生断裂、对地闪络以及分接开关飞弧等故障模式。释放气体的速度比较大,气体的量也比较大。特别是是匝和层之间的绝缘故障, 由于没有预兆,通常情况预测比较困难。形成的特征气体主要是乙炔和氢气,同时也包括一定量的甲烷和乙烯。
火花放电通常情况下产生下面的情况:引线、套管储油柜对电位没有固定的套管导电管产生放电现象;引线局部接触不好或者铁心接地片接触不佳导致的放电;分接开关拨叉电位悬浮而引起放电。变压器溶解气体主要是乙炔和氢气,同时也包括一定量的甲烷和乙烷,有些情况还包括一氧化碳和二氧化碳。由于故障能量比较小,通常情况下总烃的质量分数比较低,变压器溶解油中的乙炔在总烃中比率处于25%和90%之间,乙烯通常低于20%,氢气在总烃中的比率超过了30%。
3 变压器油中溶解气体的诊断方法
3.1三比值法
该方法广泛地应用于电力企业,在长期的应用过程中,发现三比值法的编码和变压器故障之间不具有对应关系,一些变压器的故障没有与对应的编码,经常产生缺码现象,为了能够弥补这一缺陷,可以利用人工神经网络、模糊理论以及粗糙集理论对三比值法进行改进,从而能够提高变压器故障诊断的精度。
3.2特征空间矢量法
该方法将变压器的故障等效为特征向量,通过对征兆向量和特征向量的比较对变压器的故障进行辨别。特征空间矢量法的基本思想如下:将变压器的故障进行分类,形成故障集合,建立特征矢量和变压器故障类型的关系;然后,对检测数据进行分析,从而获得变压器的故障征兆矢量;接着求解变压器故障征兆矢量和特征食量的夹角,根据计算结果对变压器的故障类型进行判断。
3.3气体谱图法
该方法主要是根据变压器溶解气体的谱图对其故障进行诊断。根据溶解气体中甲烷、乙烷、乙烯、乙炔以及氢气等气体的含量绘制溶解气体谱图,并且计算出谱图的均值、倾斜度以及突出度,从而能够准确地辨别变压器的运行状态,主要应用于以氢为主的变压器故障诊断中,通常能够获得较高的故障诊断精度。
4 结论
变压器油中溶解气体和变压器故障类型之间对应关系并不明确,因此,可以通过模糊理论、神经网络技术、灰色系统理论以及支持向量机技术等弥补传统故障诊断方法的不足,从而能够获得准确的故障诊断精度,促进变压器溶解气体在线监测技术的健康发展。
参考文献
[1] 王凯, 王亚妮, 张锋, 等. 变压器油纸绝缘老化状态的分析方法[J]. 陕西电力, 2010, 38(2):54-57.
【关键词】二氧化碳;驱油机理;影响因素
1 背景及意义
目前世界上大部分油田采用注水开发,面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题,对此,国外近年来大力开展二氧化碳驱油[1-4]提高采收率技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,保护大气环境。该技术不仅仅适用于常规油藏,还适用于低渗、特低渗透油藏,可以明显提高原油采收率。
将二氧化碳注入能量衰竭的油层,可提高油气田采收率,已成为世界许多国家石油开采业的共识。二氧化碳纯度在90%以上即可用于提高采油率。二氧化碳在地层内溶于水后,可使水的黏度增加20%~30%。二氧化碳溶于油后,使原油体积膨胀,黏度降低30%~80%,油水界面张力降低,有利于增加采油速度,提高洗油效率和收集残余油。
2 二氧化碳的驱油方式
二氧化碳的特性众所周知,利用其特性可以有多种有效的驱油方式。
2.1 CO2混相驱
混相驱油是在地层高退条件下,油中的轻质烃类分子被CO2提取到气相中来,形成富含烃类的气相和溶解了CO2的原油的液相两种状态。当压力达到足够高时,CO2把原油中的轻质和中间组分提取后,原油溶解沥青、石蜡的能力下降,这些重质成分将会从原油中析出,残留在原地,原油粘度大幅度下降,从而达到混相驱的目的。混相驱油效率很高,条件允许时,可以使排驱剂所到之处的原油百分之百的采出。
CO2混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义。
(1)水驱效果差的低渗透油藏;
(2)水驱完全枯竭的砂岩油藏;
(3)接近开采经济极限的深层、轻质油藏;
(4)利用CO2重力稳定混相驱开采多盐丘油藏。
2.2 CO2非混相驱
CO2非混相驱的主要采油机理是降低原油的粘度,使原油体积膨胀,减小界面张力,对原油中轻烃汽化和油提。当地层及其中流体的性质决定油藏不能采用混相驱时,利用CO2非混相驱的开采机理,也能达到提高原油采收率的目的,主要应用包括:
(1)可用CO2来恢复枯竭油藏的压力。虽然与水相比,恢复压力所用的时间要长得多,但由于油藏中存在的游离气相将分散CO2,使之接触到比混相驱更多的地下原油,从而使波及效率增大。特别是对于低渗透油藏,在不能以经济速度注水或驱替溶剂段塞来提高油藏的压力时,采用注CO2,就可能办到,因为低渗透性油层对注入CO2这类低粘度流体的阻力很小。
(2)重力稳定非混相驱替。用于开采高倾角、垂向渗透率高的油藏。
(3)重油CO2驱,可以改善重油的流度,从面改善水驱效率。
(4)应用CO2驱开采高粘度原油。
2.3 单井非混相CO2“吞吐”开采技术
这种单井开采方案通常适用那些在经济上不可能打许多井的小油藏,强烈水驱的块状油藏也可使用。该方法的一般过程是把大量的CO2注入到生产井底,然后关井几个星期,让CO2渗入到油层,然后,重新开井生产。采油机理主要是原油体积膨胀、粘度降低以及烃抽提和相对渗透率效应;在倾斜油层中,尽管油井打在不太有利的位置,利用这种技术回采倾斜油层顶部的残余油也是可能的。
CO2吞吐增产措施相对来说具有投资低、返本快的特点,有获得广泛应用的可能性。
3 二氧化碳驱油因素分析
二氧化碳是怎样驱油的呢?将二氧化碳从地下采出来,然后再注入油层,它与油层“亲密接触”后,就产生四种作用。一是降低原油黏度。二是能使原油体积膨胀10%至40%。这样能让一部分不流动的残余油动起来,抽油机就能让原油“走出”地面了。三是可降低油水界面张力,把黏在岩壁上的原油洗下来,从而提高了采收率。四是能解堵及改善油水黏度比。这样就减弱了“水窜”,减少了无效循环,进而提高了水驱效果。
同事,影响CO2驱油效果的因素很多,主要分为储层参数、地层流体性质以及注气方式三大类。其中,储层参数主要包括油藏的非均质性、油层厚度、渗透率性等,流体性质主要包括原油粘度及原油密度等。
3.1 储层特征影响因素分析
3.1.1 渗透率、平面非均质性影响
低渗透率可提供充分的混相条件,减少重力分离,渗透率太高容易导致早期气窜,从而造成较低的驱油效率。随着非均质性的增强,采收率变小。因为非均质油藏中,注入的CO2优先进入高渗透层,导致当低渗透层中的原油尚未被完全驱扫时,CO2已从高渗透层突入到生产井中,产生粘性指,从而使驱油效率降低。因此,储层岩石的非均质性越小越好。
3.1.2 垂向横向渗透率比值Kv/Kh的影响
随着Kv/Kh的增大,采收率有所下降。随着纵横向渗透率比值的增大,浮力的作用加剧,层间矛盾更加突出。
3.2 流体性质影响因素分析
3.2.1 浮力、重力影响因素
在油藏中由于密度差引起溶剂超覆原油而产生流动。二氧化碳气体在驱替前缘向油藏上部移动,在上部与油形成混相,驱替效率较高。在油藏下部,驱替效率明显比上部低。
随着原油密度的增大,其采收率减小,变小的主要原因为由于油气密度差越大,浮力作用越明显,二氧化碳气体越容易沿着油层的顶部流动,气体突破的时间就越短,大大降低了二氧化碳气体的体积波及系数,导致采收率下降。
3.2.2 扩散、弥散作用
混相流体的混合作用有分子扩散、微观对流弥散、宏观弥散三种机理。随着横向扩散系数的增大,其采收率也在增大,变大的主要原因为考虑了扩散的影响,二氧化碳气体分子扩散作用、对流弥散作用延迟二氧化碳的突破时间。使二氧化碳向周围迁移,减缓了二氧化碳向生产井的推进,提高了波及系数,因而可获得较高的采收率;在不考虑分子扩散作用情况下,二氧化碳向生产井推进较快,波及效率较低,从而使二氧化碳较早突破,生产井二氧化碳的含量很快上升,所获得的采收率偏低。
4 总结
随着工业和人类生活过程中产生的温室气体CO2排放量日益增加,人类生存的环境面临着越来越严重的威胁。将CO2气体注入油藏不仅可以提高原油采收率,解决能源不足问题,而且还能解决CO2的排放问题。本文着重介绍了CO2驱油机理,CO2驱油方式及影响因素分析。随着技术的发展和应用范围的扩大,二氧化碳将成为我国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。
【参考文献】
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[2]苏玉亮,编.油藏驱替机理[M].北京:石油工业出版社,2009.
关键词:温室效应;低碳经济;减排对策
中图分类号:D668 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)23-0123-04
面对全球气候变暖引起的严重后果,发达国家着力于经济增长方式转型,制定新的能源政策,倡导低碳经济,寻找经济发展的新动力。而发展中国家应对自然灾害的手段相对匮乏,更容易受到气候变暖的影响。因此,中国作为温室气体排放量最多的发展中国家,如何减少温室气体的排放以抑制气候变暖有着更加紧迫的内部需求和外部国际压力。对如此内需外患形势,本文从对内对外两角度,分析中国如何缓解外部国际压力,为经济发展赢得更大发展空间;从宏观战略到微观具体措施谈论如何减少温室气体的排放,希望能为中国保护生态环境有所帮助。
一、温室效应及其后果
人口的快速增加,城镇面积的不断扩大,森林资源的造伐比例失调,草原退化成沙漠,严重破坏了地球生态平衡,使得地球气候正经历一次剧烈的气候变化――全球变暖,而且变暖速度空前。上世纪全球气候变暖非常明显,平均气温由1899―1901年的13.88℃上升到1999―2001年的14.44℃,净增加了0.56℃,其中80%的净增加量发生在1980―2000年[1]。自1750年以来,大气中的二氧化碳已经增加了31%[2]。由于温室气体的排放和大气中含量继续增加,未来50~100年全球气候将继续向变暖的方向发展[3]。我国的气候变化趋势与全球气候变化的总趋势基本一致[4]。近百年来,中国气温上升了0.4~0.5℃;1985年以来,我国已连续出现了16个全国大范围的暖冬,1998年冬季最暖,2001年次之[5]。
气候变化将给地球生态环境带来一系列严重后果。(1)温室效应的直接灾难性后果是全球气温升高,地球日益变暖,海水受热膨胀,两极冰雪部分融化,海平面上升,淹没一些岛国、群岛和沿海地区。潮汐测量资料显示,20世纪全球平均海平面上升了0.1~0.2米,上升速率为1.0~2.0毫米/年[2]。照这样趋势发展下去,未来100~200年内,美国沿海的部分地区、欧洲的荷兰、非洲的埃及、亚洲的孟加拉、越南、马尔代夫和印度尼西亚等大量沿海国家和地区及岛屿将被海水淹没。我国上海地区也将被淹没,太湖水可能出现倒流。届时,将有数百万人流落街头,无家可归。(2)由于极地冰层融化,被冰封几十万年的史前致命病毒可能会重见天日,地球上的病虫害增加,而目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力,所以人类生命将受到严重威胁。(3)温室效应导致全球降水量时空分布不均,而且年均降水量逐渐减少,局部地区干旱严重。
二、国际应对温室效应的新举措――低碳经济①
政府间气候变化专门委员会(IPCC)的第三次评估报告指出,近50年的气候变暖主要是人类使用化石燃料排放的大量二氧化碳等温室气体的增温效应造成的[8]。面对全球变暖的可怕后果,如何控制二氧化碳排放被正式列入国际谈判的议事日程,成为环境学、生态学以及经济学等学科共同关注的焦点问题。从1992年《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)签订,1997年《京都议定书》签署,到2005年该议定书正式生效,再到今年12月将在哥本哈根举行的全球气候谈判,各国将就《京都议定书》到期(2012年)以后的碳减排义务达成新协议,削减向大气中排放温室气体,保护人类的共同利益,已成为共识,低碳经济正在逐渐步入历史舞台。很多国家着力于经济增长方式转型,制定新的能源政策,倡导低碳经济,寻找经济发展的新动力。
奥巴马政府把全球变暖当作世界面临的最紧迫的挑战,并把能源改革放在其政策的优先位置上。2009年6月26日,美国众议院通过了《美国清洁能源安全法案》(亦称气候法案),其核心是能源安全和环境保护。奥巴马政府主张,不断压缩传统不利于环境的经济活动空间,建立一个新的“碳排放限制和交易制度”,来限制企业的二氧化碳排放,使用可再生新型能源取代传统化石能源。
就具体行动来讲,欧盟已把低碳经济作为未来发展方向,提出了三个20%的目标:2012年温室气体排放量比1990年减少20%,一次能源消耗量减少20%,可再生能源比重提高20%。英国政府2009年7月15日正式了名为《英国低碳转换计划》的国家战略蓝图,其最核心内容是,设定英国未来电力构成来自低碳领域――风能、波浪能、潮汐能等可再生能源以及核能,严格控制碳排放量,加快向“低碳经济”转型。为此政府出台具体刺激措施,出台了一系列节能减排措施,建立“碳预算”,提高新生产汽车的二氧化减排标准。英国是世界上第一个公布碳预算的国家,成为发展“低碳经济”的急先锋。
2009年6月,法国环境部长Jean-Louis Borloo公布了一份新气候-能源的白皮书,开始制定针对耗能产品征收碳税的方案,对那些在生产、运输中产生二氧化碳的产品征收“能源-气候”税,旨在引导法国消费者和制造商使用和提供环境友好型的产品和服务。法国政府对此立场很明确,萨科齐6月22日在议会演讲时曾表示,希望法国在碳税问题上走在最前面。加拿大也在酝酿相关政策。北欧的芬兰、瑞典、挪威和丹麦从上世纪90年代初就引进了碳税机制。日本则承诺,到2050年减排60%~80%,建立碳排放交易市场。
三、我国当前所面临的困境
作为人均收入较低的发展中国家,我国正处于经济高速增长阶段,摆脱贫困和发展经济仍是首要任务。在目前相对落后的技术水平下,我国以煤炭为主的能源结构在相当长一段时期内难以发生根本性的改变,经济发展在某种程度上仍高度依赖于能源和资源的投入。因此,未来我国温室气体排放总量将不可避免地呈增长趋势。表1显示,1995―2004年的10年间,我国经济实现了快速增长,取得巨大成就,国内生产总值增长了约2.67倍,但也付出了巨大的资源和环境代价,能源消耗总量增加了约1.55倍,二氧化碳排放量增加了约1.56倍,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。
我国近50年来的年平均降水量逐渐减少,大约平均10年减少2.9毫米,部分地区出现了暖干化趋势[2],[5]。尽管温室效应显示的影响和破坏力越来越大,但二氧化碳的减排还存在很多经济和技术上的难题。在应对气候变化的直接和间接影响方面虽然做出了一定努力,但到目前为止,还没有真正形成国内有效适应或全面应对气候变化问题的战略框架。因此,迄今为止我国只是执行《京都议定书》确定的发达国家和发展中国家在气候变化领域“共同而有区别的责任”原则。
作为最大的发展中国家,中国二氧化碳的排放量居世界第二位,仅次于美国。随着奥巴马政府新能源法案的实施,中国经济迅速发展过程中碳排放总量可能超过美国成为第一大排放国。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会关注。国际上要求中国限排温室气体的国际压力将越来越大,中国难以回避温室气体排放增长限制的承诺。
四、我国应对温室效应的对策分析
1.对外策略。(1)中国应与国际社会一道,为应付全球气候变化做出不懈努力。积极参与各项国际环境问题的讨论和谈判,加强同国际社会就环境问题的沟通,积极开展“环境外交”;将我国国情纳入讨论和谈判范围,强调发达国家温室气体排放的历史责任,发展中国家的优先任务是发展经济和消灭贫困;同时考虑在一定前提条件下承担可能的相对减排义务。对于具体问题,要针对性地提出自己的建议,主动成为规则的参与者、制定者,制定多赢的新规则,使我国从一开始就处于更为有利的地位,为企业生存和经济发展创造良好的外部环境,以便为我国的经济建设赢得更多的发展空间。(2)中国应主动出击,抓住双赢点多作文章。中国当前持续、快速发展的经济状况,能为发达国家投资者带来巨大的商机和可观的回报,缓解其金融危机压力;发达国家掌握先进的节能减排和低碳技术,而中国拥有巨大的节能减排和低碳技术需求,二者正好互补互惠;在低碳技术方面与发达国家定期交流和磋商,建立与发达国家之间的合作关系,将摩擦与争议限制在可控范围之内,减弱我国限排温室气体的国际压力。
2.对内策略。(1)将应对气候变化作为中国可持续发展战略的重要组成部分,以科学发展观为统领,把节能减排作为基本国策,坚持节约发展、清洁发展、安全发展。首先,加快产业结构调整,大力发展高技术产业,坚持走新型工业化道路,促进传统产业升级,积极实施“腾笼换鸟”战略,加快淘汰落后生产工艺、技术和设备,促进设备不断更新,求得更快更好的减排效果,提高技术产业在工业中的比重。其次,推进企业清洁生产,从源头减少温室气体的产生,构建跨产业生态链,推进行业间废物循环利用,发展循环经济,促进企业能源消费的减量化利用,提高煤、石油、天然气等传统化石燃料资源的利用效率。最后,强化技术创新,要组织培育科技创新型企业,提高区域自主创新能力;加强与科研院校合作,构建技术研发服务平台,着力抓好技术标准示范企业建设;围绕资源高效循环利用,积极开展替代技术、减量技术、再利用技术、资源化技术、系统化技术等关键技术研究,突破低碳经济发展的技术瓶颈,开发太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能等“绿色能源”。(2)利用税收、拍卖和配额等经济手段控制二氧化碳排放。通过征收二氧化碳税(简称“碳税”)的方式使排污者的外部成本内部化,以使企业减少二氧化碳的排放,达到保护环境的目的。因为温室效应对环境造成的损害程度与二氧化碳排放的数量直接相关,而与其伴随产品的价值量无关,所以最佳碳税应依据从量税征收,而不是从价税。加大对环境保护的调节力度,使得碳税政策成为真正意义上的环境专门性税收。对大量的高资源消耗行为课征碳税,使税制反映出商品和劳务的环境成本。根据资源的稀缺性、人类的依存度、不可再生资源替代品开发的成本等因素,确定和调整碳税的税率,同时考虑资源在开发利用过程中对环境的不同影响,实行差别税率,使碳税政策能反映出对采用清洁生产工艺、清洁能源进行生产的企业的鼓励和优惠。当纳税人或污染源很分散时,税收征管成本相对就高。此时,政府可以颁布一个二氧化碳排放量的综合排放限制,明确排放目标。然后,将允许的排放量基于拍卖分配给各个污染源,对于超过允许排放标准的污染源,可采取严厉的制裁,包括罚款等方法来限制;同时允许污染源将自己的排放量互相买卖。这样可以激励企业技术创新。企业可以重新设计工艺,降低排放量,将多余的法定排放量出售给其他企业,以节省生产成本。(3)加强科普宣传,提高全民节能减排意识,推动全民积极参与节能减排工作,在全国范围内推广“机动车辆限号”政策,补贴公用交通工具;政府带头,发挥节能减排表率作用。2007年,科技部组织专家研究人们日常行为的节能减排潜力,选取百姓生活中衣、食、住、行、用等6个方面的36项日常行为进行量化分析,结果表明,36项日常生活行为的年节能总量约为7700万吨标准煤,相应减排二氧化碳约2亿吨。由此可见,“全民从点滴着手、从身边做起,积极参与节能减排”是减少温室气体排放最廉价、最清洁和最快捷的一种减排手段。(4)建立一个非赢利性贷款机构,对清洁能源产业,如风能、太阳能、核能等提供资金支持,向可再生能源项目投放低利率贷款或进行贷款担保,以激励投资者在可再生能源领域的发展,对一些基础设施,如城镇园区绿化、乡村沼气池等,提供一定的信贷支持,并进行补贴。(5)鼓励退耕还林,造伐并举,还原生态环境,走经济与环境和谐发展道路;把“控制人口,计划生育”作为长期国策不变,防止地球生态环境长期处于超负荷运转状态,缓解生态环境的压力。(6)敦促环保机构制定符合中国国情的二氧化碳减排政策和方针;环保协会定期开展学术研讨,加强学者之间的交流,切实做到理论贴近现实、对现实作出指导;加强环保网站、报纸和杂志的宣传力度,增强全面节能减排意识;鼓励环保专家和学者百家争鸣、献计献策,为国家和人民排忧解难。(7)健全法制,加大监督检查执法力度,强化节能减排管理;不断完善政策,形成激励和约束机制;对高耗能企业建立有效的二氧化碳排放检测系统,防止企业偷排和虚报。
五、总结
全球气候变暖已经成为人类21世纪面临的重大挑战,二氧化碳作为全球气候变暖的元凶,减少其排放量已成为当今国际社会普遍关注的焦点问题。发达国家纷纷出台相应的减排措施,如碳税、开发新能源和低碳技术。中国作为二氧化碳排放量最多的发展中国家,由于经济结构不够合理,生产方式较粗放,对全球气候变暖有不可否认的责任,气候变暖的可怕后果使得中国面临国际减排压力越来越大。
本文从对内对外两个角度,分析了中国如何缓解国际减排压力,为经济赢得更大的发展空间;同时,加快国内的产业结构调整,发展循环经济,开发新能源,采用税收和拍卖的经济手段限制高耗能企业的温室气体排放量,设立非赢利性信贷机构为低碳技术开发提供资金支持,鼓励退耕还林和造伐并举,动员全民积极参与节能减排工作,发挥环保部门、环保协会、环保研究机构和学者聪明才智,制定符合中国国情的监督和管理制度,为中国人民和政府献计献策、排忧解难。
注释:
①低碳经济的基本思想是减少人为碳排放,以保持地球生态的碳均衡[6]。低碳经济是低碳发展、低碳产业、低碳技术、低碳生活等一类经济形态的总称[7]。
参考文献:
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[4]秦大河,王绍武,董光荣.中国西部环境特征及其演变[M].北京:科学出版社,2002.
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[6]DTI (Department of Trade and Industry).UK Energy White Paper:our energy future―creating a low carbon economy,London:TSO,2003.
[7]冯之浚,牛文元.低碳经济与科学发展[J].中国软科学,2009,(8):13-19.
[关键词]注水开发 注气开发 油田 可行性
中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0136-01
注水开发一直是我国在油田开发过程中的重要手段,这种方法因其使用简单,成本较低一直深受石油工作者的欢迎。但是在进行注水开发的过程中,往往会出现石油采收率不高的问题。这种问题发生的主要原因是因为注水开发自身的特点引起的。而为了改善这种状况,加大水驱采收率,目前大多数国外先进国家已经开始使用注气的方法来提高注水开发油田的石油采收率,并且已经取得了较好的效果。在这样的情况下,我国也开始注意到注气开发的重要性,并且已经开始使用注气开发的方法来进行石油的开采。但是由于油田的注气潜力在我国仍然不能了解得很明确,因此就需要对注水开发油田的注气开发可行性进行探讨。
一,注水开发油田进行注气开发的过程
(一)在水注后进行二氧化碳的注入
我国在进行注水开发油田注气开发的一种常用方法就是在油田进行水注工作后再将油田中注入一定量的二氧化碳。在这种方法下,首先应该前期的水驱工作,在水驱工作基本完成后采用水气交替注入的工作方式进行油田的开采。二氧化碳的注入总量约为0.2PV,在进行注入的二氧化碳主要是油田炼油厂进行生产的副产品,在纯度的要求上,约为96±0.5%。通过我国的多个油田的实际二氧化碳的注入工作中,我们可以发现,在注水开发油田进行注气开发后能够将水驱剩余油饱和度以及水油比降低,从而让采收率进行增加。在实际的工作中,采收率可以增加5.8%-6.5%左右。在注入的二氧化碳总量方面,每增加采收亿吨原油需要注入的二氧化碳体积为2200立方米。
(二) 在水注后进行氮气的注入
在水注后进行氮气注入的方法与水注后进行二氧化碳注入的方法基本上相同。但是需要注意的是,氮气在注入后的采收率提高程度与注入二氧化碳是不同的,在注入了氮气后采收率提升约为3%左右,并且在注入方式上目前较多的油田注入氮气使用的是顶部注气的方式。
(二) 在水注后进行烃类气的注入
由于烃类气体自身的特点,因此在进行水注后的烃类气体注入的过程中应该注意注入气体的临界温度的问题。在注入烃类气体的温度大于240K时,就能够实现混相的效果。在这个时候水驱油的采收效率可以达到59%-60%,在水驱达到了全部含水的时候就可以进行伴生气水交替的过程。在此过程中,采收效率能够比水驱采收提高8%左右。而如果采用干气和水交替的注入,那么提高的采收效率为5%左右,但是如果采用MMC气体的注入,那么提高的采收效率就能够增加到12%。
二,在进行注水开发油田注气开发中应该注意的问题
(一)进行注气的时机问题
在油田进行注水开发油田的注气开发过程中,需要面临的首要问题就是注气的时机。在具体的应用中,可以使用三种不同的方法。一种方法是先注入不同的水量,在将水注入完成后再进行水气交替的注入。通过这种注气的方法可以有效的将采收率进行增加,但是需要注意的是这种方法会因为长岩心长度的限制以及容量的限制,在最后的结果上提高的采收率体现的不会太明显。另一种方法是先进行水驱,在含水率达到100%的时候再进行注气的工作。这种方法下的注气开发能够让岩心中的含水率达到一个比较稳定的状态,因此能够得到最低增加的可靠采收率。但是在实际的应用中,会因为低限的原因和油田现场的情况有区别。第三种方法是通过驱替法来让含水率变得稳定,从而能够确定在油藏中不同的含水率对于原油采收率的影响。
(二) 在水气交替时的压力注入问题
在进行水气交替的工作过程中,注入压力升高已经成为了非常普遍的问题。压力升高的原因较多,其中比较重要的原因是因为油气水的复杂多相渗透导致的阻力增加,注入的介质受到了污染以及水障的影响。为了减少在水气交替过程中的注入压力升高的问题,可以采取以下几种方法解决:1,增加注入压力。2,将注入井进行增加。3,采用水平井注入的方法进行注入。4,将井网进行调整。5,减少WAG比。6,没有进行水驱的油藏可以先将气段塞进行注入,然后按照水气比一比一的进行交替注入工作。通过这些方法,可以较为有效的解决在油田现场的工作过程中压力升高的问题。
(三) 水驱后进行注气的种类以及方式
目前从国内以及国外的实际应用中的结果可以反映出水驱后注入的气体类型适用的油藏类型。对于水驱后进行二氧化碳的注入,主要适用于原油较为粘稠的油田。而在进行水驱后使用烃类气体与氮气交替较为适合原油较轻的油田。在注入的方式上,一般是采取水气交替的注入方式,因为最开始是使用水驱,如果直接使用气驱则会引起较好的驱油效果。
三,结语
目前我国对于原油的需求量大大增加,因此就需要在我国的油田开采过程中使用先进的开采手段来增加我国油田的原油开采效率。在实际的油田开采过程中,可以使用在注水开发后进行注气开发的方式来进行。在具体的使用上,可以首先进行水驱工作,在水驱完成后根据油田中原油的具体情况来确定该使用哪种气体进行注入,并且在注入过程中注意压力升高的问题。通过注气开发,可以大大提高我国原油的开采效率。
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