焦宝石与煤矸石替代铝土矿制备陶粒支撑剂

为了解决高品味铝矾土资源匮乏和固废煤矸石合理处理的问题,本实验采用焦宝石熟料和煤矸石作为原料完全替代铝矾土,混合后制备陶粒支撑剂,在经过不同温度烧结后研究了煤矸石添加量对支撑剂性能的影响,并利用XRD、SEM等手段对不同温度烧结的支撑剂的物相组成和微观形貌进行了分析,确定了煤矸石的最优添加量和相应的烧结温度。结果表明：支撑剂的物相组成主要为莫来石相和方石英,随温度升高晶粒长大,结构致密化。在35 MPa封闭压力下,添加30%煤矸石在1 300℃下烧结或添加40%煤矸石在1 350℃下烧结较为合适;在52 MPa封闭压力下,添加30%煤矸石在1 400℃下烧结较为合适。     

正交设计优化低密度陶粒支撑剂的制备

一般来说,原料粒度越细,合成的材料性能越好。该文通过研究支撑剂原料的球磨时间和煅烧温度,探究对于支撑剂影响较大的因素,并优化出最优组合。通过正交优化实验,采用三因素五水平的方案,对铝矾土、长石球磨不同时间和不同的烧结温度进行研究。经过实验发现最优组合为铝矾土球磨4 h,长石球磨8 h,烧结温度为1 280℃.最优组合制备的支撑剂的主晶相为刚玉和莫来石,体积密度为1.48 g/cm³,视密度为2.7 g/cm³,在52 MPa压力下破碎率为4.07%,符合国家标准。     

烧结制度对煤矸石陶粒物理性能的影响

以煤矸石为主要原料,采用不同预热温度、预热时间、焙烧温度和焙烧时间进行试验,研究烧结制度对煤矸石陶粒表观密度和吸水率的影响,从而确定适宜的烧结制度,制备性能优异的高性能轻骨料。试验表明烧结制度对陶粒的性能影响较大,合理的烧成制度为预热温度400℃、预热时间20min,烧成温度1100℃、烧成时间20min。     

压裂用陶粒支撑剂短期导流能力试验研究

压裂裂缝的导流能力试验研究对低渗油田的开发具有重要作用 .在文中就压裂用陶粒支撑剂进行了两种铺砂浓度 (5.0 kg/m2 、1 0 .0 kg/m2 )在 1 0～ 1 0 0 MPa下的短期导流能力试验 ,并分析了影响导流能力的因素 ,提出了提高裂缝导流能力的方法 .该试验研究结果将对低渗油田的压裂优化设计提供有益的帮助     

支撑剂非均匀分布对页岩气井产能的影响

通过建立考虑支撑剂非均匀铺置的页岩气产能预测模型,分析了支撑剂均匀铺置与非均匀铺置2种方式下储层与裂缝参数对气井产能的影响。模拟结果表明:支撑剂浓度低和裂缝导流能力小时,支撑剂非均匀分布大大降低了气井产能,当裂缝导流大于4μm~2·cm时,可忽略非均匀铺砂对产能影响;非均匀铺砂对产能影响最敏感的参数是基质渗透率,其次依次是裂缝半长、导流能力和簇间距;对涪陵X区页岩气藏,均匀铺砂方案比非均匀铺砂方案下的10 a累积产气量高35.6%。     

煤层气泡沫固井新型早强剂FC-A及其性能

针对煤储层温度低,固井时水泥水化反应速率慢,水泥浆稠化时间长,水泥石抗压强度发展缓慢等问题,依据水泥浆的水化机理,以不同离子对硅酸钙矿物熟料水化速率的影响规律为理论基础,研制出过渡金属复合盐类新型低温早强剂FCA,并系统评价了该早强剂不同加量(1%、2%和3%)情况下的水泥浆性能,与早强剂氯化钙(Ca Cl2)进行对比,得到了FC-A对水泥浆的影响规律:早强剂FC-A能够提高水泥石低温早期抗压强度,完全满足6 h抗压强度(39℃、常压)大于等于4.0MPa技术指标;早强剂FC-A能够缩短水泥浆稠化时间,加有FC-A早强剂的水泥浆稠化时间与水泥原浆稠化时间之比(32℃、8.3 MPa)为0.438;FC-A对水泥浆的流变参数和初始稠度基本无影响,具有优异的低温早强和促凝作用,是一种综合性能优异的新型早强剂。     

烧结温度对添加固废陶粒制备支撑剂性能影响

以铝矾土(Al_2O_360wt%)为主要原料,锰矿粉及白云石为烧结助剂,添加一定量固废陶粒砂,在不同温度下烧结制备压裂支撑剂,研究烧结温度对支撑剂结构及性能的影响。结果表明:添加一定量固废陶粒砂经低温烧结(1 260℃)制备的支撑剂,其主晶相为刚玉,次晶相为莫来石和钙长石;支撑剂的体积密度为1.65 g/cm~3,52 MPa闭合压力下破碎率为8.5%,满足行业标准SY/T5108-2014要求,说明添加一定量的固废陶粒砂没有降低支撑剂的使用性能。     

地层流体对压裂用疏水支撑剂润湿性的影响

通过Washburn法测试了两种疏水支撑剂的三氯甲烷接触角,考察了疏水支撑剂经模拟地层流体在不同条件作用后的润湿性变化情况。实验研究表明:经模拟地层水浸泡的疏水支撑剂,其表面润湿性向亲水性方向转变,且温度越高、地层矿化度越高和作用时间越长,支撑剂的表面润湿性愈向亲水性转变;而经模拟油浸泡的疏水支撑剂,具有相似的规律,但其表面润湿性是向亲油性(疏水性)方向转变。     

原料粒度及升温速率对支撑剂性能的影响

以氧化铝质量分数67%的孝义铝土矿为原料制备支撑剂。通过选用两种不同粒度的铝土矿,经成球、干燥、煅烧工艺制得支撑剂成品,并讨论了粒度与升温速率对支撑剂性能的影响。本实验测试了体积密度、视密度、破碎率等支撑剂关键物理性能,并且采用XRD、SEM等手段分析了支撑剂物相组成及断面形貌。研究结果表明,原料颗粒越小、粒度范围越窄,支撑剂破碎率越低;升温速率提高致使样品视密度显著下降、破碎率显著增加。     

长石添加量对陶粒支撑剂性能的影响

利用低品位铝矾土和长石制备陶粒支撑剂,研究长石含量对陶粒支撑剂性能的影响。根据SY/T5018-2014的要求测试了陶粒支撑剂的体积密度、视密度、破碎率,同时分别用XRD和SEM对其物相组成和微观结构进行表征。结果表明:长石的添加有利于降低陶粒支撑剂的烧结温度,添加量为15wt%时最佳,此时陶粒支撑剂满足行业使用标准的烧结范围为1 220℃～1 300℃,同时体积密度、视密度范围分别为1.36 g/cm~3～1.40 g/cm~3、2.61 g/cm~3～2.62 g/cm~3,属于低密度陶粒支撑剂。     

硝酸钠对改善赤泥陶粒性能的影响

通过对赤泥化学组成、矿物组成和热稳定性分析,进行了以赤泥中方解石本身为发泡剂及外加硝酸钠为发泡剂制备陶粒的研究,并利用X射线衍射和扫描电镜对所得陶粒的组成和内部结构进行了分析.结果表明:在赤泥、废玻璃和膨润土质量比74∶15∶11时,利用赤泥中的方解石可制得容重、吸水率和筒压强度分别为1.43 g.cm-3、1.23%和22.14 MPa的陶粒.外加NaNO3发泡剂能明显降低陶粒的容重.在赤泥、废玻璃、膨润土和NaNO3质量比70.0∶14.2∶10.2∶5.6时,可制得容重、吸水率和筒压强度分别为1.28 g.cm-3、1.54%和12.03 MPa的陶粒.陶粒中晶体矿物主要为钙黄长石,而赤泥中主要晶体矿物为方解石.陶粒中气孔以封闭气孔为主,NaNO3为发泡剂时所得陶粒的气孔率较利用赤泥自身方解石为发泡剂时高,气孔均匀性也较好.     

煤层气井产能影响因素分析

煤层气的开发和利用十分重要,煤层气产能研究对合理开发煤层气具有指导意义。在煤层气理想模型基本假设基础上,建立计算产量所需的各参数的方程。结合产量计算方程和静态物质平衡方程推导出产能预测解析模型;并分析了朗格缪尔体积常数、临界解吸压力、煤层渗透率以及单井控制面积对产能的影响。结果表明朗格缪尔体积常数的大小直接影响着煤层的含气量。临界解吸压力的大小直接影响煤层甲烷解吸的时刻。煤层渗透率影响产量峰值出现的时间。单井控制面积影响产量峰值大小。     

造穴方式对煤层气洞穴完井影响评价

目前煤层气等非常规能源已经成为世界能源的重要补充。煤层气的开发利用也进入了大规模发展的时期。作为煤层气开发重要完井方式之一的洞穴完井,也因可以有效地提高煤层气井的产能,得到了推广及应用。但是,洞穴完井不同造穴方式对该技术的应用有着很大影响。鉴于此,需要对不同的造穴方式做对比分析。通过分析不同的造穴方式的优缺点及模拟其产能,认为机械造穴方式在造穴作业上简单易行,成本低,造穴快,而人工动力造穴方式对煤层气产能的增加效果较好。     

页岩和污泥制备陶粒过程中影响陶粒性能的因素研究

本文以页岩、含水污泥为主要原材料，在添加牛粪的基础上制备新型陶粒产品。论文主要研究了添加剂一牛粪、预热制度和焙烧制度等因素对陶粒的膨胀倍数、表观密度、堆积密度、强度和吸水性等性能的影响。     

压裂用支撑剂的现状与展望

水平井和水力压裂的技术突破,决定了美国页岩气革命的成功,在当时极大缓解了美国的能源危机.随着全球非常规页岩气和致密油的开发日渐风靡,作为压裂技术中不可忽略的支撑剂的相关选择、携带和运移等问题,也得到越来越多的关注.本文回顾支撑剂的发展历史,综述常用支撑剂的种类、优缺点和研发趋势,结合实例对包覆类、超高强、超轻、自悬浮、新型棒状等新型支撑剂进行介绍,并展望其发展和应用趋势.我国非常规油气资源丰富,但低渗、低压且低丰度的储层特点对压裂开采技术提出新挑战.未来支撑剂材料的研发将面向高性能、多功能、小尺寸和智能化四个大方向.     

煤层气井产能影响因素之一——固井质量分析

中国目前处于从煤层气资源大国转型为生产大国的关键时期,煤层气勘探与开发活动取得突破,但产业发展仍存在诸多问题。通过总结我国近期煤层气勘探开发活动的进展情况,指出产业发展面临的主要技术问题,清楚揭示煤层气井施工的主要技术问题是非常必要的工作,以期对我国煤层气勘探开发活动有所促进。     

冻融循环对大尺寸陶粒混凝土冲击压缩性能的影响

首次采用卧式Hopkinson束杆装置进行冲击压缩实验,研究了冻融循环试验过程中裂缝发展和动弹性模量变化的规律及冻融循环周次对陶粒混凝土大尺寸试样冲击压缩性能的影响.实验结果表明动态抗压强度随着冻融循环周次的增加而降低,随陶粒体积分数增加而降低,最大抗压强度随加载应变率的增加而增加.     

烧结温度对煤矸石制备支撑剂性能的影响

以煤矸石粉和熟焦宝石粉为原料制备了低密度陶粒支撑剂,研究了烧结温度对陶粒支撑剂材料的物相组成、微观结构和力学性能的影响。研究表明:以煤矸石和熟焦宝石为原料制备的陶粒支撑剂,随着烧结温度的升高,抗破碎能力不断提高;在1 400℃时,固相反应完全,烧成后的支撑剂在52MPa闭合压力下的破碎率为8. 87%,满足行业标准SY/T5108-2014要求。根据XRD和SEM检测结果知,所制备支撑剂的主晶相均为莫来石相和方石英相;随着烧结温度的升高,大量短棒状莫来石和颗粒状石英交叉生长,显微结构致密,力学性能优良。     

煤层气井网布置优化设计的探讨

以晋城矿区西部为例，探讨了煤层气开发井网设计的具体内容，并根据不同地质构造特征，确定了本区块内煤层气井开发的合理样式及井网布置。