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石油压裂用支撑剂的研究

崔任渠  
【摘要】:水力压裂技术是石油增产的一项重要措施。作为水力压裂中的一项重要组成部分,支撑剂性能的优劣直接关系着压裂增产效果的好坏,研究出高性能的支撑剂对于石油增产有着重要的意义。 本课题从两方面进行研究,一是矾土质支撑剂的研究,研究锰矿粉含量在不同温度及保温时间下对支撑剂主要性能、物相及显微结构的影响;二是镁橄榄石质支撑剂的研究,研究不同煅烧温度下轻烧氧化镁及氯化镁对支撑剂主要性能、物相及显微结构的影响。研究结果表明: (1)锰矿粉引入可显著提高试样的体积密度,并改善其强度和耐酸性,当锰矿粉为2%时,试样的强度和耐酸性最好,升高温度利于提高耐酸性和强度;氧化铝含量越高,体积密度越大,试样的耐酸性和强度也越高。 (2)当锰矿粉含量为0和2%时,70矾土质试样经煅烧后主要物相为刚玉相和石英相,随着锰矿粉含量的增加,Mn2O3相出现;刚玉相的相对含量随着锰矿粉的增加而增加,石英相则相反;延长保温时间有利于试样强度和耐酸性的提高,保温时间为4h时,强度最好; (3)引入锰矿粉能明显促进烧结,减少气孔,锰矿粉含量为4%时,结构最致密;温度的升高有利于气孔减少结构致密。 (4)用轻烧矾土制备的支撑剂试样的体积密度、耐酸性和强度均高于生料的,视密度则比生料的低。 (5)轻烧氧化镁的引入不利于试样的强度和耐酸性的改善,温度的提高则对支撑剂的各项性能有利。 (6)对于以粘土为结合剂的试样来说,升高温度有利于密度、强度和耐酸性的提高,氯化镁的少量引入可改善其各项性能;对于以粘土和磷酸二氢铝作为结合剂而言,升高温度同样有利于改善试样的各项性能;当MgCl2为2%,煅烧温度为1260℃×3h时,试样各项性能最好。


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