《获中、日、美三国专利,青岛海地所在可燃冰开采领域取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2021-01-14
  • 近日,由自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所申报的专利技术“海域泥质粉砂天然气水合物砾石吞吐置换开采装置与方法”获得美国国家知识产权局授权,正式获得美国专利,标志着青岛海地所在天然气水合物(可燃冰)开采新方法研究领域再次取得新进展。

    天然气水合物能源开采是目前全球的竞争热点,安全高效的开采技术与方法创新是实现产业化开采的前提。全球历次海域天然气水合物试采结果表明,采用传统降压法能够短期内试采成功,但降压法开采过程中面临着地层失稳、大面积出砂导致的长期开采提产难度大等关键问题。

    基于降压法存在的问题,青岛海地所提出有限控砂开采、砾石回填亏空的开采新思路。通过设计特殊的井身结构和循环通路,在砾石充填控砂完井基础上依次开展有限控砂降压开采轮次和砾石回填轮次的更替,最终在生产井段形成高效密实填充的高渗透砾石层,解决了出砂管控难题和物质亏空补充难题。

    该专利技术结合前期团队已获得授权的国家发明专利技术和日本专利,奠定了海域天然气水合物控砂开采方法的核心。围绕该核心技术,目前团队同时获得了相关附属专利技术,在海域天然气水合物砾石吞吐置换开采技术知识产权集群效应初步显现,将为海域天然气水合物产业化开采提供了潜在技术支撑。

  • 原文来源:http://www.nengyuanjie.net/
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  • 《天然气水合物“记忆效应”研究领域取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2021-02-05
    • 天然气水合物(简称水合物)的“记忆效应”是指:在一定条件下,由水合物分解产生的水比没有水合物形成历史的水更容易再次生成水合物。“记忆效应”是目前水合物基础研究领域争执的热点基础问题之一。“记忆效应”导致水合物开采过程中发生二次生成堵塞风险提高,导致开采产气效率降低。因此,摸清水合物记忆效应的主控因素、揭示其产生机理对制定合理的开采调控方案具有重要意义。然而,目前对水合物“记忆效应”的研究大都停留在定性分析层面,水合物“记忆效应”烈度大小缺乏定量的表征方法;由于水合物合成-分解-再合成过程耗时耗力且水合物成核随机性极强,导致“记忆效应”研究效率低、结果不确定性强。 针对上述难题,海洋试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室科研人员自主研发了全可视水合物成核概率探测装置,提出了采用恒速降温方法强制水合物快速成核以提高实验效率的方法,引入成核概率曲线来定量表征水合物的形成概率分布特征。基于上述方法,采用甲烷-丙烷(C1:90%+C3:10%)混合气模拟实际天然气组分,探讨了水合物分解过热度、分解周期、分解压力等因素对水合物“记忆效应”的定量影响规律。 上述研究的亮点结论主要包括:(1)水合物“记忆效应”不会随着合成-分解-再合成轮次的增大而增大,而是在呈现出一定的随机分布特征;(2)随着水合物分解过热度的增大和分解时间的延长,其“记忆效应”线性退化,当水合物在过热度14K条件下持续分解60min以上时,“记忆效应”消失;(3)水合物“记忆效应”与成核概率确定性之间没有必然的联系,成核概率随机性的升高并不意味着“记忆效应”的降低。 在实验研究的基础上,科研人员提出了水合物“记忆效应”的形成机制:在水合物分解溶液中存在大量的微纳米气体微团,气泡微团与周围水溶液的接触面上存在大量的双电层,而双电层特性的演化直接决定了“记忆效应”的强弱及其随水合物分解条件的演化特征。 上述研究成果在能源领域国际知名学术期刊Fuel以“Nucleation probability and memory effect of methane-propane mixed gas hydrate”(甲烷-丙烷混合气体的成核概率及记忆效应)为题在线发表。海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室固定成员、青年科学家李彦龙为论文第一作者,海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室主任吴能友研究员为论文第一通讯作者。该成果由海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室、青岛海洋地质研究所、中国石油大学(华东)等单位的科研人员共同完成。该项研究得到了国家自然科学基金面上项目(No. 41976074; 41906189)和泰山学者特聘专家项目(No. ts201712079)的联合资助。 原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016236120331008
  • 《微生物所在冰川低温细菌研究领域取得新进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-01-21
    • 冰川一直是极端微生物学研究领域的热点环境,其中蕴藏着丰富的低温微生物,冰川生态环境赋予了冰川微生物物种、遗传和代谢的多样性。冰川微生物是发现新材料、新基因、新机制和新功能的理想资源。微生物所菌保中心辛玉华正高级工程师等人多年来致力于冰川低温细菌资源的收集保藏、系统进化和生态适应机制研究,积累了我国11条冰川来源的低温细菌菌种4000余株,在中国普通微生物菌种保藏管理中心建立了我国特色的冰川低温细菌菌种资源库。   在中国科学院微生物所东秀珠研究员带领下,开展了对47株冰川黄杆菌 (Flavobacterium) 的多组学研究,基因组分析发现其中37株含有变形菌视紫红质 (proteorhodopsin, PR) 基因,另外10株不含PR基因。PR蛋白是光驱动的跨膜质子泵,偶联一个视黄醛分子,能够接受光能,将质子从胞内泵到胞外,在细胞膜两侧形成电势能梯度,将光能转变为ATP。目前,国际上普遍认为PR决定了黄杆菌的光促生长表型。然而,光照生长实验发现无论是携带PR基因、缺失PR基因以及人工构建的PR缺失株,冰川黄杆菌均表现出光促生长特性。通过比较基因组学、转录组和表型实验等分析发现,在低氧、寡营养等状态下,冰川黄杆菌的光促生长表型与玉米黄质等色素合成相关,含玉米黄质、番茄红素等β-类胡萝卜素的冰川黄杆菌可以为其提供光保护、维持低温下细胞膜功能等作用,而仅含有黄色素的冰川黄杆菌无法在光照条件下生长。该研究发现了PR可能并非国际上一直以来普遍认为的光促生长关键基因,可能存在新的光/氧调控机制。高山冰川一般位于高海拔地区,表层光照辐射强度大,冰川表层存在可以利用光能的细菌、蓝细菌及藻类等。该研究首次发现,冰川表层优势的非光合细菌在低氧、光照条件下生长速率显著提高,揭示了光照对冰川表层生态系统具有非常重要的影响,发现玉米黄质等色素在冰川环境重要的生态意义,可能影响了黄杆菌在冰川表层环境的适应和种群扩散。      相关研究结果于2021年1月15日,以“Light stimulates anoxic and oligotrophic growth of glacial Flavobacterium strains that produce zeaxanthin”为题在国际主流期刊ISME Journal杂志发表。 中国科学院微生物研究所东秀珠研究员、辛玉华正高级工程师和周宇光正高级工程师为论文的共同通讯作者,刘庆高级工程师、李伟助理研究员、中国科学院武汉病毒所刘翟研究员为共同第一作者。该研究是继菌保中心在冰川稀有类群Cryobacterium耐低温适应性进化机制的发现后,又一重要进展 (Liu et al., 2020),得到了国家自然科学基金委重大研究计划和面上项目的支持。