高铝陶粒支撑剂的研制

以工业氧化铝为主要原料,加入适量的辅助原料,在1360～1560℃下烧结制备高铝陶粒支撑剂。讨论烧成温度、原料粒度、外加剂—BaCO3的加入对陶粒支撑剂耐酸性、抗破碎性的影响。结果表明:实验室研制的样品,其酸溶解度低达0.75%,86MPa下破碎率2.5%。BaCO3的加入能显著提高陶粒支撑剂的耐酸性,只要控制好加入量,不会造成破碎率的显著提高。     

铝酸钙水泥添加量对压裂支撑剂的影响

以二级铝矾土细粉为主要原料,陶粒支撑剂废品细粉为辅助原料,同时添加0～4％(w)的铝酸钙水泥(CA50),经制粒成球、干燥、烧成等制成压裂支撑剂试样.考察了CA50加入量对支撑剂试样体积密度、破碎率、酸溶解度等性能的影响,并进行了XRD、SEM、EDS分析.结果表明:1)烧成试样中未检测到莫来石,主要由刚玉、铁铝钛酸盐...     

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%。     

煤矸石对焦宝石基低密度高强度陶粒支撑剂性能的影响

采用焦宝石、煤矸石为主要原料制备了低密度高强度陶粒支撑剂,研究了煤矸石加入量及烧结温度对陶粒支撑剂视密度及破碎率的影响,并利用XRD、SEM等手段对不同温度烧结的陶粒支撑剂的物相组成和微观形貌进行了分析。结果表明:煤矸石的加入促使支撑剂内部形成大量闭气孔,使得视密度和抗破碎能力均呈下降趋势。陶粒的主晶相为莫来石相和石英相,随着烧结温度的升高,材料中气孔被排除,致密化程度提高,有助于提高陶粒的抗破碎能力。在过高的烧成温度下,液相增多,会导致抗破碎能力下降。当煤矸石加入量为15 wt%,烧成温度为1410°C时,陶粒支撑剂的视密度为2.65 g/cm~3,69 MPa下的破碎率为7.9%,产品具有低密度、高强度、低成本的特点。     

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.     

以ZnO作添加剂覆膜陶粒支撑剂的制备与性能研究

以低成本的高岭土为主要原料,以ZnO作为添加剂,结合常压烧结技术,制备出低密度高强度的陶粒支撑剂。研究了ZnO的添加量、烧结温度对陶粒支撑剂性能的影响。采用树脂覆膜的方法进一步优化了陶粒支撑剂的性能,使其适用于更高要求的油气井。研究结果表明,当加入2%的ZnO并且烧结温度为1 300℃时,陶粒支撑剂的体积密度为1.42 g/cm~3,视密度为2.61 g/cm~3,35 MPa闭合压力下的破碎率为7.28%。当环氧树脂的用量为支撑剂的12%,固化剂的用量为环氧树脂的14%时,覆膜支撑剂的体积密度为1.32 g/cm~3,视密度为2.27 g/cm~3,69 MPa闭合压力下的破碎率仅为1.16%。     

烧结温度对添加镁渣制备陶粒支撑剂性能的影响

采用山西阳泉铝矾土和煤矸石为主要原料,工业废弃物镁渣为添加剂,在1180～1350℃下烧结制备陶粒支撑剂.对比分析各温度下陶粒体积密度,视密度和破碎率的变化趋势,利用XRD和SEM对陶粒的物相及微观形貌进行了表征.探讨了烧结温度对添加镁渣制备陶粒支撑剂性能的影响,同时明确了最好性能陶粒支撑剂对应的最佳烧结温度.结果表明:烧结温度为1250℃时,陶粒支撑剂的体积密度为1.39 g/cm3,视密度为2.84 g/cm3,48 MPa闭合压力下破碎率为6.87％,52 MPa闭合压力下破碎率为8.64％.在该温度下,陶粒的性能较好,烧结致密度很高.     

烧结温度对煤层气井用陶粒支撑剂的影响研究

本文以阳泉铝矾土和煤矸石为原料,长石为烧结助剂,制备了适用于煤层气水力压裂开采的陶粒支撑剂.利用SEM和XRD,表征了不同温度下烧结的陶粒支撑剂的显微结构及物相组成;研究了烧结温度对陶粒支撑剂材料的抗破碎率、密度的影响.结果表明:样品结晶相为莫来石,刚玉和方石英,并随着温度升高,莫来石相含量逐渐增多,且结晶度也越来越好,在1450℃时,二次莫来石仍未转化完成;随着烧结温度的升高,样品密度与呈先上升后下降的趋势,破碎率呈现先降低后升高的趋势.1300℃烧结下的样品性能最好,体积密度为1.40 g/cm3,35 MPa下破碎率为7.06％.     

以ZnO作添加剂覆膜陶粒支撑剂的制备与性能研究

以低成本的高岭土为主要原料,以ZnO作为添加剂,结合常压烧结技术,制备出低密度高强度的陶粒支撑剂。研究了ZnO的添加量、烧结温度对陶粒支撑剂性能的影响。采用树脂覆膜的方法进一步优化了陶粒支撑剂的性能,使其适用于更高要求的油气井。研究结果表明,当加入2%的ZnO并且烧结温度为1 300℃时,陶粒支撑剂的体积密度为1.42 g/cm³,视密度为2.61 g/cm3,视密度为2.61 g/cm³,35 MPa闭合压力下的破碎率为7.28%。当环氧树脂的用量为支撑剂的12%,固化剂的用量为环氧树脂的14%时,覆膜支撑剂的体积密度为1.32 g/cm3,35 MPa闭合压力下的破碎率为7.28%。当环氧树脂的用量为支撑剂的12%,固化剂的用量为环氧树脂的14%时,覆膜支撑剂的体积密度为1.32 g/cm³,视密度为2.27 g/cm3,视密度为2.27 g/cm³,69 MPa闭合压力下的破碎率仅为1.16%。     

烧结温度对莫来石/石英质经济型陶粒支撑剂性能的影响

以阳泉长青Ⅲ级铝矾土和砂土为原料,在1420~1540℃下烧结制备了莫来石/石英质经济型陶粒支撑剂,研究了烧结温度对莫来石/石英质经济型陶粒性能的影响,并与目前市场上的支撑剂进行了详细的对比,得出这是一种性能优于天然石英砂、成本低于人造陶粒支撑剂的一种经济型陶粒支撑剂;并采用XRD和SEM等手段对陶粒支撑剂的性能和物相形貌进行了表征和分析。结果表明:在1510℃下烧结制备的陶粒支撑剂体密度为1.39 g·cm-3,视密度为2.78 g·cm-3,35 MPa下的破碎率为5.54%;在该温度下,莫来石晶相已经发育完全,且石英颗粒填充在莫来石形成的网络空间结构中,烧结致密化程度较高。     

煤矸石掺量对陶粒支撑剂性能的影响

以铝矾土和煤矸石为主要原料,通过调整二者质量比(1:1,2:3和3:7),经造粒成球、不同温度烧结制备得到陶粒支撑剂。结果表明:当煤矸石掺入量为60%(质量分数)、35 MPa闭合压力下,满足破碎率行业标准的烧结温度范围为1 250～1 450℃,在该温度区间内,随着烧结温度的升高,样品的结晶相转变为棒状莫来石相,形成一种致密的网状交联结构,进而提高了陶粒支撑剂的抗破碎能力;当烧结温度为1 450℃时,体积密度及视密度分别为1.49和2.76 g/cm~3,破碎率指标达到最低值3.0%,证实利用煤矸石替代铝矾土可以制备出用于煤层气井开采用的陶粒支撑剂。     

白云石对焦宝石陶粒晶粒发育及性能的影响

以陶粒的新原料-焦宝石为主要原料,白云石为熔剂性辅料利用陶瓷烧结工艺成功制备了粒径425~850 μm满足35 MPa闭合压力下使用的支撑剂.重点研究了助熔剂白云石的不同添加量对焦宝石陶粒支撑剂晶粒发育及性能的影响.利用SEM和XRD分别对含有不同添加量的白云石的陶粒支撑剂进行了显微形貌和物相结构的分析,并多次测试了陶粒支撑剂的体密、视密和破碎率,结果揭示了白云石的添加有助于促进棒状莫来石晶粒的发育,同时在保证破碎率低于9%的前提下具有降低陶粒支撑剂体密/视密的作用.     

固定烧结温度下制备陶粒时煤矸石掺入量研究

为了对固定烧结温度下制备陶粒支撑剂时煤矸石的掺入量展开研究。本文以山西阳泉铝矾土为主要原料,工业废弃物煤矸石为添加剂,按照铝矾土煤矸石的质量比为7:3、6:4、5:5、4:6的比例分别混料,根据前期研究结果,选取1300℃的烧结温度烧结制备陶粒支撑剂,对比分析各配比下陶粒的体积密度、视密度和破碎率的变化趋势,并用XRD和SEM对陶粒的物相及微观形貌进行表征,结果表明：在本文的实验条件下,满足工业标准的煤矸石最大掺入量为50wt%,此时,35MPa闭合压力下破碎率为9.12%。掺入30wt%煤矸石时,制备的陶粒性能最好,此时陶粒支撑剂的体积密度为1.2881g/cm³,视密度为3.2485g/cm³,35MPa闭合压力下破碎率为7.91%。     

一种同位素标记压裂支撑剂的制备及性能研究

本文以铝矾土为主要原料,以Gd_2O_3为标记物质,在国内首次合成了Gd同位素标记陶粒压裂支撑剂,研究了0%、1%、5%和10%Gd_2O_3加入量对其物相形貌、物理性能的影响,结果表明:烧成温度在1320℃时,主要物相为刚玉和含Gd晶体;当加入的Gd_2O_3小于5%时,标记物质全部进入了晶相中,且在压裂支撑剂载体内均匀分布;69MPa闭合压力下的破碎率低于3.5%;各项技术指标符合国家标准要求,适用于中深油气井压裂裂缝形态及支撑剂位置监测。     

Yb_2O_3对Al_2O_3基石油压裂支撑剂耐酸性能的影响

采用无压烧结技术,在CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2体系中添加稀土氧化镱制备氧化铝基石油压裂支撑剂。通过XRD和SEM等表征手段,研究Yb_2O_3对陶粒支撑剂烧结温度、视密度、酸溶解度、物相组成和显微结构的影响,探究影响机理。实验结果表明:添加稀土Yb2O3能够大幅度提高压裂支撑剂的耐酸性能,酸溶解度比不掺的降低约为30.7%。在烧结过程中,Yb_2O_3与Al_2O_3反应生成Al_5Yb_3O_(12)。通过对样品酸腐蚀前后物相分析,发现Al_5Yb_3O_(12)具有良好的耐酸性能。另外,Yb_2O_3能够改善氧化铝陶瓷的显微结构,提高致密度。腐蚀过程中,支撑剂表面形成一层致密的皮壳,阻碍了酸液对内部的侵蚀,从而提高压裂支撑剂的耐酸性能。     

超低密压裂支撑剂的制备及性能研究

以二级铝矾土(65wt％Al2O3)和钾长石为原料,在添加不同含量的白云石的基础上制备了超低密高强的压裂支撑剂,并研究了白云石的添加量对烧成温度和石油压裂支撑剂性能的影响.结果表明:在原料中加入适量的钾长石,不仅可以降低烧结温度,同时还能降低压裂支撑剂的密度;添加白云石能有效降低支撑剂的烧结温度和破碎率,同时白云石和钾长石共同作用,促进了烧结致密化的进行,有利于棒状莫来石的生长发育,从而提高了支撑剂的强度.当白云石的添加量为2wt％,烧结温度为1330 ℃时,所制备的压裂支撑剂性能最优,其体密仅为1.30 g/cm3,52 MPa下的破碎率为4.51wt％.     

建筑陶瓷仿古砖用亚光釉的试制

利用本地原料和钾长石、钠长石、氧化铝等原料制备建筑陶瓷仿古砖用亚光釉。运用单因素法探讨了Al_2O_3/SiO_2比例对釉面效果的影响,烧成制度和工艺条件等对坯釉适应性的影响。当钠长石含量为16%、钾长石含量为19%,氧化铝含量为15%(即Al_2O_3/SiO_2比值为1/6)时,球磨时间在15~20min,生坯釉层厚度控制在0.4mm左右,烧成温度为1 220℃,保温时间为10min时,坯釉适应性最好。该釉面光泽度为28.6,白度为65.8,呈现出较好的亚光效果。     

添加陶粒砂废料对制备支撑剂的影响

陶粒支撑剂废料,混合铝矾土粉、黏土为原料,采取逐步添加的方法研究了废料的加入量对支撑剂性能的影响。结果表明,其半成品体积密度增高,同一烧结温度下,成品体积密度也增高,破碎率增大,强度降低。     

镁质无光白釉的研究

以长石、方解石、高岭土、烧滑石、煅烧高岭土、石英、氧化铝为原料制备镁质无光白釉,研究了烧滑石含量、石英含量、氧化铝含量以及方解石的引入对釉面白度、光泽度的影响。实验结果表明:当配方组成为45.5wt.%钾长石、31.8wt.%烧滑石、9.1wt.%高岭土、13.6wt.%煅烧高岭土,最佳烧成工艺参数:烧成温度1290℃、保温时间1h、还原气氛,得到了白度60.9%、光泽度14.0%、釉面细腻的镁质无光白釉。     

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.