平煤八矿硐室围岩控制联合支护技术研究

平煤八矿二水平轨道下山绞车房硐室,采用锚(索)网喷支护以后,硐室两帮开裂、顶板喷层脱落且底鼓严重。采用理论分析、数值模拟的方法,对硐室围岩稳定性进行了分析。研究结果表明,硐室围岩岩性差、地应力高和采动影响是造成硐室围岩收敛和底鼓严重的主要原因。为此,提出了钢丝绳网锚杆支护-底板卸压槽-围岩注浆联合支护新方案,通过现场工业性试验表明,该方案能够有效地控制硐室围岩变形问题。     

预交联聚合物凝胶颗粒分散体系的流变性能

 采用HAAKE RS600型流变仪、膜过滤实验及激光粒度仪和光学显微镜，研究了预交联聚合物凝胶颗粒分散体系的流变性能、封堵性能和颗粒的形态、大小。结果表明，预交联聚合物凝胶颗粒分散体系的表观黏度和弹性随溶胀时间的增加而上升；当溶胀时间为10~15d时，体系的表观黏度达到最大值；随剪切速率增加，体系的表观黏度降低，表现出明显的假塑性体系的性质，而且为非依时性体系。预交联聚合物凝胶颗粒的固体特性较明显，能够对1.2μm的纤维素膜形成一定的封堵，且随溶胀时间增加，其封堵能力先增加后降低。预交联聚合物凝胶颗粒的粒径随溶胀时间的增加而增大，10d之内溶胀较快，10d之后粒径基本保持不变。溶胀后的预交联聚合物凝胶颗粒大小是溶胀前的几倍至十几倍。     

交联聚合物溶液的剪切稳定性

采用核孔膜过滤和动态光散射法,研究了高相对分子质量低浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝反应所形成的交联聚合物溶液的剪切稳定性及降解机理.结果表明,随着剪切速率的增加,交联聚合物溶液对孔径为1.2μm的核孔膜的封堵能力降低,但仍能对孔径为0.4μm的核孔膜形成有效封堵.交联聚合物溶液受剪切作用后封堵性能下降的原因是体系中的交联聚合物线团粒径和部分水解聚丙烯酰胺分子线团粒径受剪切作用后变小,不能对核孔膜形成有效封堵.     

聚合物、表面活性剂两元驱界面性质对乳状液稳定性影响

应用电导率仪测定了聚丙烯酰胺与表面活性剂溶液的电导率,考查了聚合物与表面活性剂的相互作用.应用界面张力仪、表面粘弹性仪和Zeta电位仪测定了油水界面性质,研究了界面性质对乳状液稳定性的影响.结果表明,聚合物与表面活性剂复合能够形成稳定的聚集体,较小的界面张力、较大的界面剪切粘度值以及较高的Zeta电位有利于乳状液的稳定存在.     

SPan80-Tween60/白油/丙烯酰胺/丙烯酸钠/H2O体系形成反相微乳液的研究

采用电导法和相体积法相结合，并借助相图、黏度、光学显微镜，研究了Span80-Tween60／白油／丙烯酰胺／丙烯酸钠／H2O体系形成反相微乳液的过程，以及表面活性剂Span80与Tween60质量比、温度、乙酸钠对体系形成反相微乳液区的影响。结果表明，体系中表面活性剂质量分数小于20％时，电导法与相体积法确定的反相微乳液区边界基本一致；表面活性剂质量分数大于20％时，两方法确定的反相微乳液区边界相差甚远。说明仅由电导率突变不能准确确定反相微乳液区的边界，必须与相体积法相结合来共同确定相区的边界。当质量比m(Span80)：m(Tween60)=13：7、温度为25～30℃、乙酸钠质量分数为2％时，体系能形成比较大的反相微乳液区，适合进行微乳液聚合。     

NaCl 浓度对低浓度 HPAM/AlCit 体系流变性的影响

采用HAAKE流变仪，研究了NaCl质量浓度对低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)交联体系(HPAM／AlCit)流变性、时间效应以及粘度的影响。结果表明，当NaCl质量浓度在5～10g／1时，聚合物质量浓度为0．1g／1的交联体系在一定剪切速率下(500-1500s^-1)表现出胀流性和明显的负触变性；低于或高于该NaCl质量浓度范围，体系只表现出假塑性或牛顿性，并且没有明显的负触变性。交联体系的粘度随NaCl质量浓度的增加先降低后增加，NaCl质量浓度由0．5g／1增加至20g／1，体系粘度逐渐降低；其质量浓度由50g／1增加至100g／1，体系粘度随之增加。笔者对上述实验现象的微观机理进行了初步分析。     

交联聚合物溶液与聚合物溶液的特性差异

采用光学显微摄影、动态光散射和核孔膜过滤等方法，研究了低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)形成的交联聚合物溶液(LPS)中交联聚合物线团(LPC)的形态、尺寸、变形性等特性。结果表明，LPC与聚合物线团(PC)相比，在形态、尺寸、变形性能等方面存在明显差异。干燥后的LPS样品中，LPC为球形，PC的形状不清晰。低于某一临界质量浓度(0．200～0．300g／1)时，LPC尺寸略小于PC；高于此浓度后，LPC的尺寸始终大于PC。HPAM／AlCit交联体系的临界质量浓度(0．280g／1)略高于聚合物溶液的临界交叠质量浓度(0．250g／1)。由于分子内的交联作用，与PC相比，LPC的剪切变形能力和水化变形能力有限，LPC较强的抗剪切变形特性使其具有特殊的封堵多孔介质的能力。     

核微孔滤膜评价交联聚合物溶液封堵性质的研究

交联聚合物溶液(LPS)是由低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和交联剂柠檬酸铝(AlCit)形成的．提出了一种新的快速有效地评价交联聚合物溶液的方法，即用核微孔滤膜模拟油藏的微孔介质，以交联聚合物溶液通过核孔波膜的能力——封堵因子评价LPS的形成过程和封堵性能．封堵因子越小，封堵程度越大．实验结果表明，HPAM溶液的封堵因子较大，对孔径为1．2μm核孔膜的封堵程度小，HPAM与交联剂刘AlCit反应形成的LPS对核孔膜的封堵程度随反应时间的增加而增加．因此，该评价方法可以用来评价聚合物与交联剂是否发生交联反应形成LPS．     

胜利孤岛注聚原油破乳剂的筛选与性能评价

以研究孤岛注聚原油乳状液破乳为目的,通过瓶试法和界面性质的测定,筛选了多种类型的原油破乳剂,考察了破乳剂质量浓度、聚合物和原油组分对破乳效果的影响,探讨了原油乳状液的破乳机理。结果表明,破乳剂BF-069质量浓度在100mg/L,50℃条件下,脱水率达到70%以上,现场温度稍微升高,脱水率达到85%左右,破乳剂BF-069已在胜利油田应用,现场使用效果良好;聚合物质量浓度在50mg/L时,原油乳状液最难破乳;原油中不同组分对破乳效果的影响不同,油水界面性质的测定表明,胶质和沥青质是影响原油破乳的主要因素。