利用微观孔隙结构参数对辽河大民屯凹陷页岩储层分级评价

依据全岩XRD衍射、低温氮气吸附实验获取平均孔径、比表面积、绿泥石相对含量等微观储层评价参数,对辽河大民屯凹陷页岩储层分级评价。研究表明:3个微观参数彼此之间存在明显的线性关系;平均孔径与绿泥石含量呈线性关系,绿泥石相对含量越高,平均孔径越大,其主要原因是绿泥石富集化学性质活泼的Fe元素,可吸附大量有机质,有机质在成熟演化阶段可生成大量的有机酸而形成溶蚀孔,并增加储层的平均孔径;平均孔径与比表面积之间也呈现明显的线性关系,且具有明显的三分性,当平均孔径大于10 nm时比表面积均小于1 m2/g,当平均孔径为5~10 nm时,比表面积介于1~6 m2/g,当平均孔径小于5 nm时比表面积均大于6 m2/g;比表面积和绿泥石相对含量两个微观参数之间也呈现出线性关系,且各个拐点之间的参数具有一致性,绿泥石相对含量为5%和9%时,对应的平均孔径为5和10 nm、比表面积为6~1 m2/g,可利用该拐点对页岩储层分级评价。     

塔木素预选区第四纪构造活动性的光释光测年分析

内蒙古塔木素地区地处中蒙边境,位于阿拉善右旗,是高放废物粘土岩处置库的预选场址。预选区内大部分地区被第四系地层覆盖,发育多条断裂构造,断裂构造第四纪以来的活动性对于预选区有利地段的最终确定具有重要的科学和现实意义。本文以塔木素地区北部靠近控盆断裂的塔木素断裂为研究对象,利用光释光定年技术研究该断裂晚第四纪的活动性。通过野外地质调查和高分辨率卫星遥感影像发现塔木素断裂东段错段一条干枯的河流,我们对河流阶地采集光释光样品,测得光释光年龄为56.8±5.2ka,结合河流阶地的高程曲线可以看出塔木素断裂晚第四纪以来活动性弱。     

内蒙古塔木素高放废物地质处置库三维地质建模研究

内蒙古塔木素地区是我国高放废物粘土岩处置库选址的重点研究区域,三维地质模型可直观、立体的展示地下深部结构空间的分布形态,是一种有效的场址评价手段。为确保地质模型的可靠性,融合了已有的地质平面图、12条浅层地震剖面,对塔木素地区进行三维地质建模研究。依据塔木素地区三维地质模型刻画的粘土岩目标层位、断裂构造空间分布特征,结合我国高放废物地质处置库选址标准,在预选地段东南处圈定了一处高放废物地质处置库的优选区域。     

凹凸棒粘土比表面改性方法的研究

利用不同的化学试剂和不同的加热时间等方法,对改进凹凸棒粘土的比表面积进行了研究.结果表明,在5%硫-磷混酸并加热一定时间的条件下,凹凸棒粘土的比表面积由原来的140 m2/g增加到400 m2/g.经过XRDI、R、SEM测试,发现其结构和构型均未变化.     

川西坳陷上三叠统须家河组页岩纳米孔隙结构特征

页岩储层的纳米孔隙结构对页岩含气性评价和勘探开发具有重要意义,但目前关于国内沉积盆地页岩纳米孔隙结构的研究相对不足。利用低温氮气吸附和扫描电镜,对川西坳陷上三叠统须家河组页岩纳米级孔隙进行了分析。结果表明:1川西坳陷须家河组页岩比表面积主要由过渡孔和微孔提供,比表面积范围6.588~9.476 m2/g,平均为7.949 m2/g,远大于致密砂岩储层比表面积;2页岩孔径平均为4.319~7.821 nm,孔径范围具有从微孔到中孔等一系列连续性孔径。孔隙形状有多种类型,微孔以单边封闭型孔和墨水瓶型孔为主,过渡孔和中孔具有一定数量的两端开口型孔;3页岩广泛发育的有机质纳米孔、黏土矿物粒间孔主要提供了天然气吸附场所;矿物粒内孔隙和微裂隙为游离气主要赋存场所并提供了天然气渗流通道。     

高放废物黏土岩地质处置库预选区围岩物理特性及力学性质

为了探究内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷高放废物粘土岩预选区围岩的基础物理特征和力学性质。通过物理实验、组分分析、力学实验对预选区8个的钻井不同深度的64个样品进行分析研究,。结果表明预选区围岩以泥质、白云石为主,且岩石内部结构致密,抗拉强度平均可达10MPa,相比瑞士Opalinus粘土岩和法国Callovo-Oxfordian泥岩抗拉力学性能优良。可见塔木素巴音戈壁盆地因格井坳陷作为高放废物粘土岩处置预选区在工程力学上的可行性。     

改性活性炭负载铁氧化物及其对Pb2+的吸附特性研究

以过硫酸盐预处理活性炭再用化学沉淀法联合超声技术制备出的磁性活性炭,具有比表面积高、官能团丰富、磁性能好等优点,其磁性活性炭比表面积为646.81 m2/g,孔径为2.11 nm,孔容为0.327 m2/g. 官能团主要为羟基、羧基和酯基等. 饱和磁化强度为10.07 emu/g,有利于吸附后的分离,剩余磁化强度为1.165 emu/g,具有一定的抗退磁能力. 采用静态吸附实验的方法,比较了活性炭和制备的磁性活性炭在水溶液中对铅的吸附量,结果表明磁性活性炭对铅的饱和吸附量为68.925 mg/L,远超过活性炭对铅的吸附量30.125 mg/L,显示出磁性活性炭对水溶液中铅优异的吸附性能.     

铁尖晶石的合成及其对丁基黄药的吸附

采用微波辅助加热法制备铁尖晶石MFe2O4(M=Co2+、Zn2+)纳米粒子,通过粉末X射线衍射、红外光谱和氮气吸附/脱附技术对合成样品进行表征。结果表明:铁酸钴比表面积为42.3 m2/g,铁酸锌比表面积为17.4 m2/g;丁基黄药在铁尖晶石表面的吸附行为均为多分子层吸附,符合BET吸附类型,且丁基黄药对铁酸钴表面亲和力大于铁酸锌。     

铁尖晶石的合成及其对丁基黄药的吸附

采用微波辅助加热法制备铁尖晶石MFe2O4(M=Co2+、Zn2+)纳米粒子,通过粉末X射线衍射、红外光谱和氮气吸附/脱附技术对合成样品进行表征。结果表明:铁酸钴比表面积为42.3 m2/g,铁酸锌比表面积为17.4 m2/g;丁基黄药在铁尖晶石表面的吸附行为均为多分子层吸附,符合BET吸附类型,且丁基黄药对铁酸钴表面亲和力大于铁酸锌。     

欧拉反褶积方法在内蒙古塔木素粘土岩预选区的应用

内蒙古塔木素地区是我国高放废物粘土岩处置库选址的重点研究区域,断裂是处置库选址的主要调查内容之一。为快速查明处置库预选区内深部断裂空间展布,依据区域航磁资料为基础,对塔木素预选区开展了欧拉反褶积反演研究,结合研究区地质资料对研究区断裂分布进行了解释,同时为处置库选址推荐提供了有效参考。     

山竹壳活性炭的制备与吸附性能研究

以山竹壳为原料,采用氢氧化钾活化法制备了不同碱炭比的活性炭,通过扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)等对活性炭进行了物理性质表征.最优活性炭的比表面积高达2 96153 m2/g.对其进行罗丹明B和铅离子的吸附实验,并进行Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,结果表明,山竹壳活性炭对罗丹明B的吸附更符合Langmuir吸附等温模型,而铅离子的吸附符合2种吸附模型.另外,该活性炭对罗丹明B和铅离子的饱和吸附量分别达到1 22218 mg/g和10707 mg/g.     

粘土岩对铀(Ⅵ)的吸附特征研究

以内蒙古阿拉善粘土岩为研究对象,通过静态吸附实验,探讨接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、固液比、pH值、离子类型以及离子浓度等因素对U(Ⅵ)吸附特征的影响.研究结果表明:粘土岩对U(Ⅵ)的吸附速率较快,24h即可达到吸附平衡,最佳吸附固液比为1∶200,最佳吸附初始浓度为160μg·mL-1;随着pH值的增大,粘土岩对U(Ⅵ)的吸附能力不断增强,pH为8时,吸附能力达到最大;溶液中Ca~(2+)、CO_3~(2-)和HCO_3~-对U(Ⅵ)吸附有很强的抑制作用,不利于U(Ⅵ)的吸附,K~+、Na~+、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)对U(Ⅵ)的吸附影响较弱,U(Ⅵ)在粘土岩表面吸附主要以内层络合作用为主.因此,开展粘土岩对U(Ⅵ)的吸附研究,对我国高放废物的处置工作开展起到了极其关键的作用.     

粘土-壳聚糖复合吸附剂吸附铬(Ⅶ)离子性能的研究

通过壳聚糖与粘土的结合,制备出复合吸附剂,并研究其对C r(Ⅵ)离子的吸附性能.研究结果表明,与单一的粘土或壳聚糖相比,该吸附剂对C r(Ⅵ)离子吸附速度快、吸附能力强.吸附除去C r(Ⅵ)的最佳工艺条件是:壳聚糖与粘土质量比为0.04,pH值4~6,C r(Ⅵ)离子的质量浓度≤10 m g/L,吸附平衡时间为40 m in,吸附剂用量为8.0 g/L.     

微纤包覆活性炭复合材料的制备与结构特性

采用湿法造纸工艺和烧结工艺,以竹纤维、陶瓷纤维和微米尺度活性炭颗粒为原材料制备了一种新型的微纤包覆活性炭复合材料.通过SEM分析复合材料的表观结构,结果表明陶瓷纤维之间的结合处被很好地烧结在一起,形成一个三维网状结构,活性炭颗粒被微纤网状结构很好地包覆起来.通过美国ASAP-2020吸附仪,测定了所用活性炭及所制备复合材料的氮气吸附等温线和孔径分布,结果表明所用活性炭材料的BET比表面积为690 m2/g,所制备微纤复合材料的BET比表面积为428 m2/g,所包覆活性炭的BET比表面积为638 m2/g,可以恢复到原活性炭颗粒的92 5%.     

煤基高比表面积活性炭的制备研究

以山西阳泉无烟煤为原料,NaOH为活性剂,采用化学活化法对煤基高比表面积活性炭的制备进行实验分析研究,着重考察了碱炭质量比、活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响。结果表明,在碱炭比为4、活化温度为800℃、活化时间为1 h的条件下,可以制得比表面积为2 637 m2/g、总孔容为1.36 cm3/g、碘吸附值为2 893 mg/g、亚甲蓝吸附值为476 mg/g的煤基高比表面积活性炭。     

四川盆地超深层泥页岩纳米孔隙特征及其地质意义

利用SEM-PCAS孔隙定量表征技术与低压N_2等温吸附实验研究X井深度为6 875~8 042m超深层泥页岩的纳米孔隙特征,并选取四川盆地及周缘地区从地表到5km左右的样品组作为对比,探索深埋藏作用对泥页岩孔隙系统的影响。研究发现,X井志留系龙马溪组、奥陶系五峰组及下寒武统筇竹寺组超深层泥页岩32个样品的孔隙特征相似,孔隙类型以有机质孔、粒间孔为主,孔隙形态以狭长-裂缝型为主。N_2等温吸附线类型为IV-H3型,QSDFT孔径分布显示其纳米孔隙主要分布于4~16nm段,BET比表面积为8.63~16.13m2/g。与对照组样品相比,X井超深层泥页岩的孔径分布更加分散,微孔体积和微孔比表面积更小,介孔/微孔的体积比值及介孔/微孔的比表面积比值比非超深层泥页岩均具有数量级的优势。X井超深层泥页岩的孔隙特征主要受埋藏深度控制,深埋藏作用会使泥页岩孔径缩小并改变孔隙的形态。     

川西盆地上三叠统须家河组页岩纳米孔隙结构特征

页岩储层的纳米孔隙结构对页岩含气性评价和勘探开发具有重要意义,但目前关于国内沉积盆地页岩纳米孔隙结构的研究相对不足。本文利用低温氮气吸附和扫描电镜等方法,对川西盆地上三叠统须家河组页岩纳米级孔隙进行了分析。结果表明：①川西盆地须家河组页岩比表面积主要由过渡孔和微孔提供,比表面积范围6.588m2/g-9.476m2/g,平均为7.949m2/g,远大于致密砂岩储层比表面积;②页岩孔径平均为4.319nm-7.821nm,孔径范围具有从微孔到中孔等一系列连续性孔径。孔隙形状有多种类型,微孔以单边封闭型孔和墨水瓶型孔为主,过渡孔和中孔具有一定数量的两端开口型孔;③页岩广泛发育的有机质纳米孔、粘土矿物粒间孔主要提供了天然气吸附场所;矿物粒内孔隙和微裂隙为游离气主要赋存场所并提供了天然气渗流通道。     

生物炭材料的制备及其应用效果研究

研究以小麦秸秆、水稻秸秆和油茶果壳为原料,采用水蒸气活化和磷酸再活化的工艺,制备出性能优良的生物炭样品,分析麦秆、稻秆和油茶果壳生物炭样品的性能以及制备条件对生物炭性能的影响。研究结果显示,试验制备得到的麦秆生物炭,其亚甲基蓝吸附值为225 mg/g,碘吸附值为838 mg/g,焦糖为120%,比表面积为1 279 m2/g,孔容为1.36 m3/g,中孔率为76.6%,而稻秆生物炭的炭亚甲基蓝吸附值为215 mg/g,碘吸附值为815 mg/g,焦糖100%,比表面积为967 m2/g,孔容为1.23 cm3/g,中孔率为84.6%,2种原料制备的生物炭与市售生物炭的性能指标相近;油茶果壳生物炭对亚甲基兰和碘的最大吸附值分别为330 mg/g和1 326 mg/g。本研究制备的油茶果壳生物炭的主要质量指标均达到或超过了净水用活性炭国家标准。本研究表明,小麦秸秆、水稻秸秆和油茶果壳可以作为制备优质生物炭的原料。     

浅谈KOH活化法对超级活性炭制备的影响

选用新疆独山子地区石化厂石油焦作为原材料,用KOH作为活化剂,采用化学活化法制备超级活性炭。制取过程中分别列举了碱炭比值、活化作用时间、活化维持温度等工艺参数对活性炭碘吸附值的影响;利用液氮吸附法对活性炭的比表面积、孔容孔径分布进行了表征。结果表明:在制备超级活性炭的过程中,碱炭比、活化温度和活化时间等条件起到关键作用,当碱炭比为4,活化温度为800℃时,活化时间为1.5h时,可以制得比表面积为2 411m2/g,孔容为1.11cm3/g,碘吸附值为2 536mg/g的石油焦基活性炭。     

微纤包覆活性炭复合材料的制备

本文以竹纤维、直径为2.5微米的陶瓷微纤维、粒径为106～150微米的活性炭颗粒为原材料并按1：3：8的质量比与适量水混合,高速搅拌作用下形成混合均匀的浆液,采用湿法造纸工艺制成“纸张”式前驱体,将该前驱体在105℃下干燥24小时,再在N2保护下,分别在500℃和1000℃下各烧结30和20分钟,形成微纤包覆活性炭的复合材料。采用SEM和ASAP 2020静吸附仪分别对材料微观结构和吸附等温线进行表征。结果表明陶瓷纤维之间的结合处很好地被烧结在一起,形成一个三维网状结构,活性炭颗粒被很好地包覆其中;通过BET、BJH、H-K 方程解析吸附等温线,材料BET比表面积为428.038m2/g,总孔容为0.217m3/g,微孔孔容为0.093 m3/g,占总孔容的43.1%,中孔占40.9%,大孔占16.0%。与原有活性炭做比较,可发现比表面积基本相当,各孔容均略有下降。