我国高铝矾土选矿提纯途径的探讨

本文阐述了我国高铝矾土资源及其特点,指出高铝矾土选矿提纯是解决我国高纯优质高铝原料的唯一有效途径。文中介绍了各种提纯途径的试验结果,提出应根据高铝矾土中杂质种类、含量及嵌布粒度而采用不同的途径进行提纯。     

一种新型石油压裂支撑剂的研制

利用贵州丰富的铝土矿为主要原料，配以特殊的辅料，经加工、熔化、特殊的成球及热处理等工艺过程研制成新型石油压裂支撑剂，为中深油井压裂提供性能较好的支撑剂。     

高铝矾土及负载生物质灰典型组分对城市污泥催化热解制油的影响

利用固定床催化热解装置研究高铝矾土颗粒及负载生物质灰典型组分(KCl,Na2SO4和K2SO4)对城市污泥热解气催化裂解制油的影响,对产物产率进行统计并利用GC/MS分析热解油有机相的组分.实验结果显示,高铝矾土促进了热解气的二次裂解,使含氧有机物更容易发生脱羧、脱羰基反应生成脂肪烃,并进一步环化及芳构化产生更多的芳香族化合物.在催化剂作用下,热解油有机相的含氧化合物比例从15.77%减少到10.67%,芳香族化合物从19.01%增加到28.75%.对负载KCl的高铝矾土而言,提高催化温度及增加料层高度可以强化其催化作用.而KCl的负载对催化反应存在2种影响:在高温下易挥发形成碱性氧化物,中和部分高铝矾土表面的酸中心,抑制芳构化反应进行;钾离子与羧酸形成羧酸盐,更容易发生脱羰基反应,从而增加热解油中烃类含量.     

锰矿粉添加陶粒支撑剂的制备与物理性能研究

以阳泉III级铝矾土与木节土为主要原料,以锰矿粉作为添加剂,在1 500℃下常压烧结制备陶粒支撑剂。采用XRD、SEM对陶粒样品的物相组成与显微结构进行表征,测试了陶粒的视密度与破碎率。结果表明,陶粒支撑剂样品的主晶相为莫来石相,次晶相为刚玉相,锰粉添加量为4wt%的试样破碎率达到8.1%,显微形貌观察表明该成分的陶粒结构最致密。研究表明,以III级铝矾土与木节土为主要原料,锰粉添加量为4 wt%的陶粒支撑剂密度适中,抗破碎性能好,适用于非常规油气藏的水力压裂开采作业中。     

铝矾土加白沙路基施工控制

针对苏里南道路工程用铝矾土修筑路基引发工程病害问题。进行了铝矾土掺入白沙的改良研究,在室内试验的基础上,结合现场试验,提出铝矾土改良再生方案,改良后满足道路基层力学性能,提高了液、塑限,为保证路基工程质量,通过试验数据和工程经验提出修筑路基所用铝矾土的质量要求。对国内外富含铝矾土的地区采用铝矾土修筑公路路基具有一定的指导意义。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气储层可压裂性评价

通过对湘西北地区实地勘察及采样分析,对湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩储层的宏观和微观参数对可压裂性的影响进行评价;基于SEM技术与Image J软件相结合的方法,实现页岩孔裂隙率的定量评价;采用组合赋权法建立可定量评价研究区页岩储层可压裂性的可压裂系数数学模型。研究结果表明:研究区下寒武统牛蹄塘组页岩具有脆性矿物质量分数高、脆性系数高、热演化程度高、微孔裂隙较发育的特点,具备页岩储层压裂的有利条件;运用可压裂系数模型计算研究区页岩储层的可压裂系数为0.504 0,咸丰、龙山、桑植和慈利的可压裂系数较高,是研究区页岩较理想的压裂区域;基于储层各参数特征,将研究区的页岩可压裂性分为3个级别,即可压裂性差(可压裂系数小于0.277 4,压裂效果差)、可压裂性中等(可压裂系数为[0.277 4,0.436 3],压裂效果一般)和可压裂性好(可压裂系数为(0.436 3,0.653 8],缝网压裂效果较理想),应选择可压裂系数大于0.436 3的页岩层进行水力压裂。     

高含水期五点法井网压裂开发经济界限研究方法

高含水期直井压裂开发的经济界限研究对压裂实施的经济可行性研究具有重要作用。基于前人研究成果,在考虑产出水处理费用影响的基础上,运用盈亏平衡原理,给出了高含水期直井压裂的经济界限研究方法。并以大庆油田杏六区为原型,在压裂有效期为1年的基础上,确定了直井实施压裂改造的有效经济厚度、有效经济渗透率及油价经济界限,并制作了实用图版。结果表明:在当前油价下,杏六区高含水期直井压裂能实现经济开采;压裂规模越小,油藏经济界限参数(有效经济厚度、有效经济渗透率)越大;油价越低,油藏经济界限参数(有效经济厚度、有效经济渗透率)越大。     

用铝矾土制备聚硫氯化铝的研究

以铝矾土为原料,用酸溶出法制取净水剂聚硫氯化铝(PACS)．研究了盐酸、硫酸用量及加热时间对铝矾土中铝的溶出影响,并讨论了硫酸对溶出液中AlCl3结晶的影响．     

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。     

基于灰色关联法的低渗气藏压裂效果影响因素分析

针对延长气田气井压裂效果的影响因素,依据延长气田山2段地质、压裂及试井资料,通过定性及灰色关联分析方法,综合分析延长气田山2段25口气井压裂后对无阻流量的影响程度。研究结果表明,影响延长气田山2段气井压裂效果的主要因素依次为渗透率、生产层厚度、储层中部压力、加砂量、压裂液返排率和孔隙度。在其他条件相同的情况下,优选气层厚度大、渗透率高的井进行压裂,能够获得较高的产能。基于灰色关联法的分析结果,确定了压裂效果影响因素的优先顺序及影响程度大小,并优选3口典型井进行压裂,取得了良好的压裂效果。     

间接压裂技术提高煤层气采收率的探讨

探讨提高煤层气采收率的间接压裂新方法。根据煤体基质岩块与裂缝的渗流物性规律,以及常规水力压裂又很难适应煤层的特殊地质特性,提出在煤层相邻的砂岩部位进行压裂构想。其机理是煤岩的裂缝传导率差,易被压碎产生煤粉且有突出的各项异性、应力集中的特点,煤层中的面割理垂直于煤层,垂向渗透率通常高于水平渗透率,面割理的方向性使煤层与间接压裂诱导水力裂缝自动沟通,形成高传导渗流通道,从而促进煤层气的解吸和渗流。     

钢包用铝镁铝尖晶石碳不烧砖的研制

钢包用铝镁铝尖晶石碳不烧砖是采用特级高铝矾土熟料,电熔镁铝尖晶石及鳞片石墨为主要原料,改性酚醛树脂作结合剂,经配料,混炼,高压成型及热处理等工艺而制得,该制品具有优良的抗侵蚀性能和耐剥落性。     

水处理滤料表面分析研究

采用表面分析法,对无烟煤、活化沸石、铝矾土陶瓷、磁铁矿及沸石滤料的表面特性进行分析,XPS及FTIR测试结果表明,5种滤料表面均存在吸附水,无烟煤表面主要由有机化合物组成,活化沸石表面主要由SiO2、硅酸盐类化合物、Al2O3及Fe2O3组成,铝矾土陶瓷表面主要由SiO2和Al2O3组成,磁铁矿表面主要由SiO2、硅酸盐类化合物和Fe3O4组成,沸石表面主要由SiO2、硅酸盐类化合物及少量的Fe2O3组成.5种滤料表面极性强弱表现为:沸石>磁铁矿>活化沸石、铝矾土陶瓷>无烟煤.     

高铝质低水泥浇注料的研制

以煅烧B级高铝矾土为集料,以纯铝酸钙水泥和四节粘土共同作为结合剂,以煅烧A级高铝矾土细粉作为掺合料,井加入SiO_2微粉研制成高铝质低水泥耐火烧注料。借助X射线衍射、电泳实验和其它常规理化性能测试手段证实:此种材料同普通水泥浇注料相比具有低温强度高、中温强度不降低、高温性能好、耐侵蚀性强等优点。本文还对诸如粒级的正确选择、颗粒级配的合理调整;外加剂、超微粉的选择和比例量的调整、加料顺序的严格控制等有关工艺因素进行了分析与探讨。     

硅线石免烧砖的研制

根据硅线石的耐火机理,采用硅线石并配以高铝矾土熟料、粘土、碳化砖添加剂、工业磷酸结合剂,研制了节能新型硅线石免烧砖。     

压裂液黏度及注入速率对裂缝网络形态的影响

根据现场监测与岩芯观察结果,天然裂缝对水力压裂效果影响显著,压裂后易形成复杂缝网。通过数值计算对裂缝性储层压裂效果进行预测,可以实现对压裂参数(如压裂液黏度、注入速率等)的优化。本研究采用位移不连续方法计算压裂裂缝与天然裂缝的法向与切向位移,裂缝内流动方程采用有限体积法计算。压裂裂缝的扩展基于F能量判据,天然裂缝根据受力状态的不同存在闭合、滑移及开启3种形式。通过将裂缝变形方程与流动方程耦合求解,可以获得压裂裂缝在天然裂缝网络中的生长情况。由于压裂施工参数可以进行人为调整,因此了解不同施工参数对压裂效果的影响至关重要。现场及室内试验结果表明,高速注入高黏度流体更容易获得较为集中的裂缝分布。对比不同压裂液黏度及注入速率条件下天然裂缝壁面次级裂隙的生长行为,结果表明,高黏度、高注入速率的压裂方式更有助于次级裂隙的生长,从而抑制流体沿大尺度天然裂缝的流动,使压裂后裂缝分布更为集中。同时,计算结果还表明,高黏度、高速率的压裂方式获得的裂缝开度较大,总长较短,接触天然裂缝面积较小;低黏度、低速率注入的方式有助于激发天然裂缝网络,诱导天然裂缝发生明显的剪切滑移。     

高强度耐酸支撑剂的研制与开发

目前国内常用支撑剂普遍抗酸蚀性能差、密度高、抗压强度低,难以满足塔河油田压裂与酸化复合改造工艺的要求.为此,研制开发了新型高强度支撑剂H-1.其性能测试表明,酸溶解度为1.6%,在86 MPa下的破碎率为2.1%,在高温、高闭合应力及强酸性环境中可保持较高的导流能力,可满足塔河油田压裂与酸化复合改造的要求.     

压裂裂缝网络不稳态流动半解析模型

与压裂单条缝及多条缝的流动模式不同,包含相互交错裂缝的压裂裂缝网络流动会在裂缝交汇处产生流向重定向和流量重分配的过程。通过引入星三角变换法,并结合有限差分方法对这一特殊流动过程进行描述,推导裂缝网络内部流动数值解。基于Laplace空间源函数及叠加原理建立油藏流动解析解。耦合该两部分流动,给出一个压裂裂缝网络不稳态流动半解析模型,并利用现场实例验证模型的实用性。结果表明:该模型可以处理裂缝空间位置和导流能力任意分布的裂缝网络,能够预测生产井的压力、产量动态及不同生产阶段的油藏压力分布;在上下封闭无界储层中,压裂缝网存在裂缝内部线性流、裂缝与地层双线性流、地层线性流、过渡流以及拟径向流;受井筒存储效应的影响,观测不到裂缝内部线性流;渗透率为1×10-7μm2级别的储层在生产早、中期流体流动主要集中在密度大及导流能力高的裂缝附近,但最终(生产30~50 a)的泄流区域都局限在压裂改造范围内,改造区外的储层流体很少流动。     

燃爆诱导酸化压裂在川西气井中的先导试验

针对在川西深层致密气藏压裂过程中出现的破裂压力异常高、措施效果不明显、有效期短等问题,提出了燃爆诱导酸化压裂技术.为确定燃爆压裂合理火药量,通过理论分析建立了燃爆压裂设计中高加压速率下岩层破坏强度分析模型和非均匀地应力条件下套管极限抗内压计算模型,并对川高561井进行了燃爆诱导酸化压裂的方案设计和现场试验.结果表明:燃爆诱导压裂可有效降低地层破裂压力,酸预处理可进一步改善近井地带渗流通道;燃爆诱导酸化压裂复合技术可有效解决深层致密气藏无法压裂投产的问题,并能大幅度提高此类气藏的单井产能.     

压裂、酸化实验教学实训平台的建设

针对压裂、酸化工艺具有复杂性、规模宏大、高成本、高危险性的问题,研制了压裂、酸化实验教学实训平台.该平台主要由压裂车组和地面设备两大部分组成,可进行压裂、酸化现场施工工艺、酸化压裂车、混砂车、压裂故障的演示和实训操作等.利用该实验教学平台,使现场实习室内化,使学生亲身体会压裂、酸化的施工现场,又可以动手操作,培养动手能力,同时免除现场参观的不确定性.