高强度低密度陶粒支撑剂的研究

以铝矾土为原料,白云石为辅料,添加一定量的复合添加剂,经粉磨、成球和烧成,制备了性能优良的高强度低密度陶粒支撑剂,讨论了复合添加剂掺量及烧成温度对陶粒支撑剂材料性能的影响。结果表明,当白云石掺量为2%,复合添加剂的掺量为6%,烧成温度在1330℃时,制备出的陶粒支撑剂的视密度为2.61g/cm-3,体积密度为1.55g/cm-3,52MPa闭合压力下的破碎率为6.70%。     

高强度低密度陶粒支撑剂的制备及性能研究

高强度低密度陶粒支撑剂的研制,不仅能够满足深井压裂的要求,而且有助于提高产层的导流能力.通过在基本配方中添加少量锰矿,制备了高强度低密度压裂支撑剂.结果表明:在同-煅烧温度下,锰矿掺量的增加,可有效降低支撑剂的显气孔率,从而减少了试样表面产生的裂纹源,有效提高抗破碎能力;当锰矿掺量为5wt%,煅烧温度超过1250℃时,锰离子加快了体积扩散,促进晶粒生长,形成大量闭气孔,视密度开始呈现下降趋势;锰矿的掺入使微观形貌发生变化,产生大量的棒状莫来石,起到增强增韧的作用.     

压裂用低密度支撑剂研究进展和发展趋势

压裂支撑剂是油气增产改造中用来支撑地下压裂裂缝的一种关键材料.目前常规的支撑剂视密度基本都在2.0 g/cm3以上,在压裂过程中,支撑剂的沉降速度快,压裂效果不理想.为了解决这个问题,国内外支撑剂行业一直致力于低密度支撑剂的研究.文章叙述了低密度支撑剂的研究进展,将低密度支撑剂分为了空心球类、多孔类、低密度材料类和自悬浮类四种类型,并讨论了未来低密度支撑剂的发展趋势,对压裂支撑剂研究和相关行业的技术进步具有一定的指导意义.     

陶粒压裂支撑剂研究进展

水力压裂是应用于石油天然气行业中的一种有效增产措施.随着非常规油气藏的发展,其已成为我国亟待攻克的技术难点之一.而压裂支撑剂是水力压裂过程中的关键材料,即用于支撑裂缝从而提高油气藏渗透率的球形颗粒.文章综述了国内外陶粒支撑剂的研究现状及发展趋势,重点介绍了铝矾土基和高岭土基压裂支撑剂的研究进展以及压裂支撑剂的制备工艺.     

粉煤灰陶粒石油压裂支撑剂的制备与表征

随着石油的不断开采,对压裂支撑剂的要求越来越大,目前市场上的石油压裂支撑剂普遍存在体密度偏大、抗破碎能力不高等问题.以粉煤灰固体废弃物为主要原料,采用了8种配方制备出了低密度、高强度的石油压裂支撑剂;利用XRD、SEM等方法,对制品的显微结构和物化性能进行了分析和物相表征;探讨了烧成温度、保温时间对支撑剂体积密度和破碎...     

新型页岩气田压裂用低密度支撑剂的研制

页岩气储层具有低孔隙度、低渗透率特点,需要使用低密度支撑剂以降低压裂液中聚合物用量,减小对页岩气储层的伤害。优选出一种低密度桃壳作为基材,采用酚醛树脂浸泡和环氧树脂二次覆膜的方法,研制出一种低密度支撑剂。支撑剂密度为1.19 g/cm3;在60 MPa压力下,支撑剂的形变量和破碎率仅为6.80%和2.68%,具有较强的抗压能力;支撑剂能够悬浮在0.15%胍胶压裂液中,降低了所需稠化剂的加量;热重分析表明,该支撑剂承受温度为280℃,具有良好的热稳定性;扫描电镜分析表明,环氧树脂二次覆膜能够覆盖酚醛树脂固化产生的气孔,降低了支撑剂吸水率。     

低密度高强度覆膜陶粒支撑剂的制备与性能研究

以工业废料粉煤灰为主要原料,以MnO2和钾长石作为助熔剂,采用传统造粒方法和高温烧结技术,结合树脂覆膜的方法,制备了低密度高强度的树脂覆膜陶粒支撑剂.研究了MnO2的加入量、烧结温度、保温时间对陶粒支撑剂性能的影响规律,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对陶粒支撑剂中主要晶相和显微结构进行了分析.研究结果表明:当加入2wt％的MnO2时,显著降低了支撑剂的烧成温度,促进烧结提高了致密度.通过树脂覆膜大幅提高了支撑剂的性能,覆膜后,其52 MPa破碎率最多下降了87.3％,视密度也显著下降.     

一种低密度陶粒压裂支撑剂的制备及性能研究

本文以三级铝矾土和砂土为主要原料,在1440～1520℃高温下,制备了性能优良的低密度陶粒支撑剂,研究了烧结温度对其物相形貌、物理性能的影响.其结果表明:烧成温度在1500℃时,制备的试样主要物相为莫来石和石英,体密度为1.35 g/cm3,视密度为2.78 g/cm3,35 MPa闭合压力下的破碎率为9.47％.符合国标,适合闭合压力高于浅井油气井的应用.     

树脂覆膜支撑剂研究进展

综述了国内外预固化和可固化树脂覆膜支撑剂的制备、改性研究及应用进展,并指出了目前树脂覆膜支撑剂存在的问题和今后的发展方向。     

陶粒支撑剂的研究及应用进展

深层、低渗透、高闭合压力储层将是未来油气田水力压裂的主要区域,陶粒支撑剂因在水力压裂作业中起到支撑裂缝、提高导流率、增加油气产量的作用而备受关注。随着高品位铝矾土资源日渐枯竭,低铝质原料成为制备陶粒支撑剂的主要原料,目前主要包括低品位铝矾土、硅铝质固体废弃物以及其他材料。本文在总结大量文献的基础上,阐述了低铝质原料制备陶粒支撑剂所具有的优势以及存在强度不足的缺陷。之后针对这一问题,文章提出了覆膜增强和添加剂增强两种增强方式,系统讨论了预固化覆膜增强、可固化覆膜增强、液相助熔增强和畸化晶格增强对陶粒支撑剂强度的影响,总结出针对于不同原料制备、不同应用环境下的陶粒支撑剂最佳的增强方式。最后对陶粒支撑剂未来潜在发展方向进行了展望。     

树脂覆膜支撑剂抗破碎能力测试方法研究

针对行业标准SY/T5108-2006中抗破碎能力测试方法不适用于树脂覆膜支撑剂的问题,建立了适合的检测方法,将抗破碎承压试验后的样品置于600℃下烧蚀2h将树脂层去掉,再进行骨料筛分。并通过90℃、2%KCl溶液中浸泡24h后进行抗破碎能力测试,模拟了湿态下石英砂和树脂覆膜支撑剂的抗破碎能力测试,同时还进行了显微镜观察及导流能力测试,辅助分析认为石英砂经树脂完整覆膜后可以大大改善其抗压强度和导流能力(70MPa下850-425μm的树脂覆膜支撑剂导流能力可达到30μm2·cm)。     

压裂支撑剂的覆膜改性技术

针对油气田开发对压裂支撑剂的性能要求愈来愈高的产业重大需求,油田化学领域运用现代化学理论与技术,开展了一系列卓有成效的压裂支撑剂化学覆膜改性研究和产品研发,为油气工业的快速发展做出了突出贡献。本文从化学和工程两个视角,系统阐述了压裂支撑剂化学覆膜改性的研究方向。化学角度,主要研究方向包括：在支撑剂表面涂层构成化学覆膜、通过化学手段科学改变支撑剂表面特性、化学涂层与改性并举。工程角度,大致分为三个重要研究方向：一是通过在石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜来提升支撑剂强度;二是通过在石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜来降低整个支撑剂的相对密度（如自悬浮涂层技术等）;三是石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜实现堵水疏油的功能。本文还简要阐述了树脂覆膜支撑剂、疏水支撑剂、憎水憎油支撑剂、自悬浮支撑剂、自聚型支撑剂、无机聚合物涂覆支撑剂以及功能性支撑剂等主要产品的特性。展望支撑剂未来的发展趋势,提出支撑剂应向多功能、高性能、小尺寸和智能化方向发展以及开发出更加适合无水压裂的支撑剂和原位生成型自支撑压裂体系。     

非金属微粉低密度水泥浆的制备

低密度水泥浆可解决低压易漏井固井时水泥浆漏失的难题,但由于其水泥石抗压强度低、体积收缩大,严重影响了固井质量和油井寿命.用外掺法在水泥颗粒空隙中添加非金属微粉,降低水泥石的孔隙率和收缩率,并提高其抗压强度.研究结果表明,与相同密度(1.4 g/cm3)掺有漂珠的低密度水泥浆相比,掺有非金属微粉的低密度水泥石的抗压强度显著提高,水化1 d后有害孔率降低了72.4%,7 d体积收缩率降低了58.9%,水泥浆的工程性能基本满足固井施工的技术要求.     

添加锰矿粉和碳酸钙对铝硅质陶粒支撑剂材料性能的影响

以二级铝矾土生料、黏土为原料,以锰矿粉和碳酸钙为烧结剂,制备了高强度陶粒支撑剂材料,并讨论了锰矿粉加入量(w)0、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%和碳酸钙加入量(w)0.5%、1.0%、1.5%、2.0%以及热处理温度为1 280、1 320、1 360、1 400℃时对支撑剂材料性能的影响。结果表明:随锰矿粉加入量的增加,试样烧结致密度提高,强度增大,当锰矿粉加入量≥5.0%(w)时,试样的强度基本不变;在加入5.0%(w)锰矿粉基础上,添加碳酸钙,试样烧后强度随碳酸钙加入量的提高而提高;碳酸钙加入量为2.0%(w)时,试样的强度达到275 MPa;同时添加5.0%(w)锰矿粉和2.0%(w)碳酸钙的试样的较佳热处理温度为1 360℃。     

多尺度支撑剂组合加砂技术在压裂过程中的应用研究

随着勘探开发井深度的增加及开采难度的加大,压裂裂缝的复杂程度也越来越大,窄裂缝、弯曲裂缝、多裂缝不断涌现,经常导致加砂困难或支撑裂缝质量差等问题。同时在压后返排过程中时常出现支撑剂返吐现象。以上问题严重影响了压裂效果。多尺度支撑剂组合加砂技术是把不同粒径支撑剂的优点结合起来,在裂缝复杂或狭窄的区域加入流动性较好的小粒径支撑剂,在裂缝条件较好的区域添加大粒径支撑剂,提高压裂成功率及支撑裂缝的质量,减少了支撑剂回吐的几率,避免在裂缝口部出现瓶颈现象。本文分别从理论上研究了小粒径加砂、大粒径加砂以及组合支撑剂加砂技术的特点,然后进行了室内试验研究以及产能分析,最终得出了不同粒径支撑剂组合加砂技术的优点及应用方法,为提高压裂成功率及裂缝的质量提供了依据。     

Effects of sintering temperature on microstructure and properties of low-grade bauxite-based ceramic proppant

Low density and high strength ceramic proppant was prepared by sintering high aluminium type low-grade bauxite and high iron type low-grade bauxite at the temperature range from 1300℃ to 1360℃. The phase composition and micromorphology of ceramic proppant were, respectively, characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The bulk density, apparent density, and breakage ratio of ceramic proppant were tested using standard methods. The results show that mullite crystal and corundum crystal are fully developed, the spatial network structure of rod-shaped mullite is formed, and corundum crystal is evenly distributed in the sample when the sintering temperature is 1340℃. At this temperature, the bulk density of the sample is 1.42 g/cm³, the apparent density is 2.67 g/cm³, and the breakage ratio is 5.1% under the closure pressure of 52 MPa. Then, the growth mechanism of mullite crystal in ceramic proppant was explored. The results reveal that the mullite crystal in ceramic proppant conforms to the layer growth theory. The secondary crystal nucleus is formed in the growth process and shows a step growth mechanism. With the increase in sintering temperature, the preferred orientation growth of mullite crystal finally forms needle-like morphology.     

低密度聚苯乙烯微粒子的制备

研究了在悬浮聚合法制备粒径小于50μm,表观密度小于0.5g/cm3的聚苯乙烯微粒子过程中,搅拌器的位置、搅拌速度、分散剂及交联剂对产品粒径和密度的影响。结果表明搅拌桨接近或稍高于液面时有利于生成小粒径产品;搅拌器最佳搅拌速度为500～620r/min;使用明胶和聚乙烯醇（PVA）混合分散剂体系能得到粒径小、密度低的产物;随二乙烯苯（DVB）的加入,产物粒径和密度均减小,当DVB/St>1时得到平均粒径小于50μm的产物。     

High molecular weight tail and long-chain branching in SRM 1476 polyethylene

The composition of the high molecular weight tail in the branched polyethylene standard reference material SRM 1476 was studied in detail using size exclusion chromatography coupled with a refractive index, a viscosity, and a light scattering on-line detector. The light scattering determinations of both molecular weight and radius of gyration point at a difference in kind between the molecular species below and above 10⁶ Da. In particular, above 10⁶ Da, increases in molecular weight resulted in a marked “densification” process. This is consistent with a greater concentration of long-chain branching and/or with a change in molecular architecture. Previous literature results for this polymer and a critical comparison of the performance of the different detectors are also discussed. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 73: 2807–2812, 1999     

几种茂金属线性低密度聚乙烯的结构与性能研究

采用红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TGA)等方法分析了传统线性低密度聚乙烯(LLDPE1和LLDPE2)、茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)和茂金属聚乙烯(m-PE)在结构上、相对分子质量分布上、结晶性能和热稳定性上的差异,并测试了其流动性能和拉伸性能。研究结果表明,m-LLDPE与其它产品相比在结构上存在着差异,其具有不同的几何构型,且相对分子质量分布较窄,而LLDPE与m-LLDPE相比则相对分子质量分布宽,且有拖尾现象;m-LLDPE的结晶性能、拉伸性能及热稳定性与传统的LLDPE相比都极其优越。