防膨技术调研与思考
- 格式:docx
- 大小:17.90 KB
- 文档页数:7
低渗油藏防膨剂配方研究与应用探究作者:宋淑娟来源:《科学与技术》2018年第23期摘要:针对低渗油藏储层特征,从防膨率、腐蚀率、破碎率和配伍性实验优化筛选防膨剂,现场应用结果可满足油田需要。
本文通过对影响低渗透油藏注水开发效果的各因素的分析,在室内实验以及借鉴相似区块注水工艺的基础上,重点开展了对低渗透油藏注水开发的防膨工艺研究。
低渗透油藏具有储层低渗、孔喉小、注水启动压力高,储层敏感性强等特点,导致注水压力高、注入水不配伍、水敏,注水开发效果差,通过开展低渗透油藏防膨技术研究,并成功在区块应用,实现了低渗透油藏有效注水。
关键词:低渗透油藏;注水开发;防膨剂;室内实验1低渗透油藏注水影响因素分析(1)储层低渗、孔喉小,注水启动压力高如:A块储层渗透率为6.63×10-3um2,孔隙度11.8%(地科院本次测定数据),B块储层渗透率11.98×10-3um2,孔隙度15.8%,均属低孔低渗储层。
(2)储层敏感性影响A、B块储层粘土矿物含量较高,其中A块粘土含量在5~12%,绿泥石含量24~50%,伊蒙混层含量14~31%;高890块粘土含量为9.4%,其中伊利石含量21.2~23%,高岭石含量19~27%,伊蒙混层含量5~25.4%。
由于储层粘土矿物含量较高,在注水开发中会存在速敏以及水敏影响。
(3)储层润湿性影响利用油藏岩石润湿性(自吸法)试验对AB块岩心润湿性进行评价,结果表明C井岩心吸水62.88%,属强亲水;D井2#样品吸水73.10%,10#样品吸水38.37,均属强亲水。
同时,在注水开发过程中,由于注入水前端的油水界面张力过大,油滴不易分散,受毛管阻力影响,会导致驱替压力升高。
(4)注入水与地层水及储层不配伍影响对AB地层水进行分析发现,地层水呈酸性,PH值在4.5-5.5,利用等离子发射光谱检测到地层水中均含有一定量的铁离子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢离子。
2低渗透油藏注水防膨工艺研究2.1减少储层敏感性影响对于储层粘土矿物含量高,注水过程中易发生膨胀、运移的问题,在油井转注时挤入小分子季铵盐防膨剂段塞进行预处理,处理半径5-6m,进行了大量的室内试验及现场应用情况表明,防膨剂与注入水、地层水配伍性良好。
应用技术Applied Technology防膨剂的优化及现场应用王 蕾新疆准东石油技术股份有限公司油田实验室,新疆阜康 831511摘要本文针对滴12井区储层具有中粗喉道、中孔、中渗的结构特点和储层具有较强的水敏特性,该项目研制出了新型粘土稳定剂,为滴12井区侏罗系八道湾组油层防膨措施可行性提供了有力的技术支撑。
根据储层粘土矿物的组成优选出了适合该储层注水开发的粘土稳定剂,并给出了注水过程中粘土稳定剂的最佳注入浓度、最佳注入量、低腐蚀率等重要的参数指标。
开展了现场注入试验,提高了滴12井区侏罗系八道湾组油层注入能力和改善开发效果,并为现场防膨施工确定经济、合理的方案。
关键词 滴12井区;粘土稳定剂;静态;动态;现场应用中图分类号TE35 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)39-0116-020 引言由于该区储层具有较强的水敏特性,将致使注水开发中注水压力上升,渗透率降低,决定了对于该区块储层注水开发工作中防膨工作的重要性。
本次实验研究目的就是开展防膨实验研究,加强适合该储层的粘土稳定剂的筛选和最佳防膨方式的研究,以求选出适合该井区储层防膨的粘土稳定剂。
1 粘土稳定剂室内评价与筛选滴12井区侏罗系八道湾组储层所表现出的敏感特性,首先利用离心法对选取四个粘土稳定剂进行初步筛选,选定适合该储层的粘土稳定剂,然后分别进行稳定剂溶液对管材的腐蚀损害程度评价、稳定剂溶液的悬浮物含量评价。
采用岩心进行粘土稳定剂的防膨效果评价,最终筛选出适合该储层的粘土稳定剂。
对筛选出的粘土稳定剂开展不同注入方式下的防膨效果评价,获得不同注入方式下的防膨效果,为油田现场注水优选施工方案的确定。
1.1 粘土稳定剂防膨效果初步筛选按照SY/T 5971-94的要求,利用离心法对四种粘土稳定剂进行筛选评价,参加评价的4种粘土稳定剂均为固体,均能与滴12注入水有较好的相溶性。
1)粘土稳定剂防膨率室内静态评价对研磨、过筛的优质膨润土烘干恒重后,进行粘土稳定剂防膨率的测定。
摘要:油田增产增注的一项重要措施,就是水力压裂。
因此,在压裂施工过程中,需要根据压裂性能的好坏完善施工措施。
而目前我国各大油田针对压裂作业过程中遇到的一些棘手问题,例如粘土矿物水化膨胀、压裂液滤失量低、反排差、效率低等问题,寻找并研制出一种高性能防膨降率失压裂液体系。
本文通过实验,主要针对该压裂液的防膨性能进行研究。
该压裂液体系的防膨剂的防膨性能高达80%以上,具有良好的抗温性和抗盐性,对天然岩心渗透率影响不大,伤害率低于20%。
关键词:防膨;性能;压裂液中图分类号:e357 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2014)32-0059-030 引言水力压裂时,压裂液会使各个表层面的性质发生质的改变。
因此,在进行该过程的时候,水相与粘土矿物的接触,就会引起粘土矿物的水化膨胀和发散,甚至降低储集层的渗透效果,严重的还会将孔道堵住,这样对压裂处理的效果产生极大的影响。
因此,在进行作业的时候,压裂液渗透到地层就会改变水敏性岩石表面的物性;其液相部分会与粘土矿物发生接触,也会引起粘土矿物发生水化膨胀、分散运移,堵塞储集层中的孔隙,降低油层渗透率产生的伤害,同时还会给后期的压裂效果造成极大的影响。
为了解决该问题,就需要在压裂液体系中加入粘土稳定剂,它可以吸附在粘土表面上的水化膨胀和分散运动,因此粘土稳定剂是该压裂液体系的重要组成部分。
1 粘土稳定剂的理论研究粘土稳定剂可以抑制粘土矿物的水化膨胀和分散运移的原理是它可以吸附在粘土表面从而降低粘土表面的负电性。
粘土稳定剂可以利用两种途径来实现这个目的,其一就是通过中和粘土表面负电性,抑制其膨胀;其次就是改变粘土矿物表面的润湿性,抑制地层水或其它进入粘土层间结构。
每一种粘土稳定剂与粘土的作用机理各不相同,使用时需要按照实际情况选用。
常用的粘土稳定剂有以下几类:1.1 无机盐无机盐类粘土稳定剂是目前最主要的粘土稳定剂类型,它具有作用明显、成本低以及货源广等特点。
城市道桥与防洪2015年3月第3期上,采用合适的方法综合评价现状道路状况,并对沥青路面成因进行合理的分析,在此基础上确定针对性的路面养护对策和结构组合设计方案。
参考文献[1]CJJ36-2006,城镇道路养护技术规范[S].[2]JTJ073.2-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].[3]JTGH20-2007,公路技术状况评定标准[S].[4]孙立军,马其盛.沥青路面结构能力评价方法[J].上海公路,1994(11):20-23.[5]徐艳玲,唐伯明,谢国栋,等.基于FWD的沥青层反算模量修正系数[J].长安大学学报(自然科学版),2012(5):24-29.[6]刘强,李豪,章嘉璐.旧沥青路面结构层反演动态模量修正探讨[J].公路工程,2014(2):66-68,93.0引言膨胀土是一种特殊的土壤品种,对于环境中的湿热变化较为敏感,容易吸水发生膨胀,失水后又会严重收缩。
目前我国的广西、云南、山东与广东等多达20多个省市中都出现有膨胀土。
随着我国交通运输事业的不断发展,膨胀土对公路建设造成了严重的影响,膨胀土的特性造成公路路基出现稳定性偏失,易造成安全隐患。
我国对于膨胀土稳定性的问题研究起步较早,但直到上个世纪六十年代才受到广泛地重视。
本文首先对膨胀土的特性进行分析,结合工程实例中出现的失稳问题提出相关的改善防治策略,以提高路基稳定性,降低膨胀土带来的安全隐患。
1膨胀土特征膨胀土的结构面根据其形成的原因可以分为原生结构面、次生结构面与构造面等。
原生是指其在成土过程中弄巧成拙结构面,通过温度、湿度与构造压密等多种作用与自身的不均匀收缩膨胀而形成的多场应力耦合,主要包括沉积层理、不整合面与微波裂隙等。
次生结构面是指膨胀土体受载荷作用与风化作用等形成的结构面,由原生结构不断演化而来。
构造面则是指土体中构造应力场的作用下形成的破裂面或者一些断层。
膨胀土由于其特殊的工程性质,其对工程建筑物造成一定的破坏影响,是一种危害性较高的土质。
应用技术Applied Technology防膨剂的优化及现场应用王 蕾新疆准东石油技术股份有限公司油田实验室,新疆阜康 831511摘要本文针对滴12井区储层具有中粗喉道、中孔、中渗的结构特点和储层具有较强的水敏特性,该项目研制出了新型粘土稳定剂,为滴12井区侏罗系八道湾组油层防膨措施可行性提供了有力的技术支撑。
根据储层粘土矿物的组成优选出了适合该储层注水开发的粘土稳定剂,并给出了注水过程中粘土稳定剂的最佳注入浓度、最佳注入量、低腐蚀率等重要的参数指标。
开展了现场注入试验,提高了滴12井区侏罗系八道湾组油层注入能力和改善开发效果,并为现场防膨施工确定经济、合理的方案。
关键词 滴12井区;粘土稳定剂;静态;动态;现场应用中图分类号TE35 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)39-0116-020 引言由于该区储层具有较强的水敏特性,将致使注水开发中注水压力上升,渗透率降低,决定了对于该区块储层注水开发工作中防膨工作的重要性。
本次实验研究目的就是开展防膨实验研究,加强适合该储层的粘土稳定剂的筛选和最佳防膨方式的研究,以求选出适合该井区储层防膨的粘土稳定剂。
1 粘土稳定剂室内评价与筛选滴12井区侏罗系八道湾组储层所表现出的敏感特性,首先利用离心法对选取四个粘土稳定剂进行初步筛选,选定适合该储层的粘土稳定剂,然后分别进行稳定剂溶液对管材的腐蚀损害程度评价、稳定剂溶液的悬浮物含量评价。
采用岩心进行粘土稳定剂的防膨效果评价,最终筛选出适合该储层的粘土稳定剂。
对筛选出的粘土稳定剂开展不同注入方式下的防膨效果评价,获得不同注入方式下的防膨效果,为油田现场注水优选施工方案的确定。
1.1 粘土稳定剂防膨效果初步筛选按照SY/T 5971-94的要求,利用离心法对四种粘土稳定剂进行筛选评价,参加评价的4种粘土稳定剂均为固体,均能与滴12注入水有较好的相溶性。
1)粘土稳定剂防膨率室内静态评价对研磨、过筛的优质膨润土烘干恒重后,进行粘土稳定剂防膨率的测定。
粘土防膨技术的应用作者:赵华袁希子来源:《中国科技博览》2019年第14期[摘 ;要]对于含粘土砂岩油藏的开采,如何防止水敏、速敏、酸敏是一个十分重要的问题,是直接关系到能否开发和开发好这类油藏的重要问题。
伴随着我们油田进入三次采油中期,对于砂岩油藏开发中出现的因“贾敏现象”导致的有效开采率降低,造成的吨油成本急剧上升,给我们上了一节十分痛心的课,亡羊补牢,末所未迟,粘土砂岩油藏的综合治理也就摆上了我们的桌面,下面就粘土膨胀技术的应用,谈一下我的想法。
[关键词]粘土稳定剂;无机盐类和无机碱;影响;研究中图分类号:TP715 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)14-0231-01我们油田进入了开发的中后期,随着油田的开发,粘土稳定剂的应用越来越广泛,种类越来越多,根据不同的结构及所使用的化学药品不同,在这方面的研制大致可以可分为三个阶段:50年代到60年代后期,主要用无机盐类来稳定粘土;70年代主要用无机多核聚合物和阳离子表面活性剂来稳定粘土;80年代以后,主要开展了用阳离子有机聚合物稳定粘土的研究和实验。
本文通过对抽油井正常生产时,井站管网及设备、油水气关系的研究,从金属防腐的角度找出了三者之间于防腐的关系,为下步综合治理措施的制定提供了依据。
一、粘土稳定剂的种类及特点目前粘土稳定剂种类繁多,而且还在不断的发展。
就其分子结构、作用机理及使用特点,大致可以把它们归纳为以下几类。
1、机盐类和无机碱类:常用的无机盐类和无机碱类粘土稳定剂。
从广义上讲,一切无机盐均可起到粘土防膨作用,但通常所指的是K+、NH4+、Ca2+和A13十等高价金属粒子。
它们是通过阳离子交换作用,大量交换到粘土粒子表面从而有效地抑制了粘土的表面渗透水化作用。
无机碱主要是KOH,它除了K十有抑制水化作用外,OHˉ能与粘土表面发生钝化作用使其水化能力下降,这种作用需要较高的温度(100℃以上)和较长的时间才能发生。
[收稿日期]2018-04-05[作者简介]孙 君(1986 ),男,河北唐山人,中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司工程师,主要从事海上稠油提高采收率技术研究㊂doi :10.3969/j.issn.1673⁃5935.2018.02.008渤海L 油田蒸汽吞吐储层防膨预处理技术研究孙 君,孙艳萍,付云川,周文超(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452)[摘 要] 渤海L 油田明化镇储层水敏指数为0.36,临界矿化度为5g /L ㊂注入低矿化度的蒸汽后,容易造成黏土矿物的膨胀和微粒运移,因此在蒸汽吞吐试验前,有必要对该储层进行相应的防膨预处理研究㊂通过高温防膨剂静态和岩心流动评价等试验,优选出LW-4高温防膨剂,300℃防膨率可达94.35%,耐水洗率为98.37%;通过配伍性试验确定LW-4高温防膨剂与目标油田地层水㊁水源井水以及洗井液具有良好的配物性;在此基础上设计现场工艺和施工方案,形成热采防膨技术,成功应用于渤海L 油田两口蒸汽吞吐井㊂[关键词] 海上油田;稠油;蒸汽吞吐;高温;防膨[中图分类号]TE53 [文献标识码]A [文章编号]1673⁃5935(2018)02⁃0029⁃03 在蒸汽吞吐过程中,随着蒸汽注入,蒸汽冷凝水进入地层,蒸汽冷凝水的矿化度远小于地层临界矿化度,会引起黏土膨胀,渗透率大大降低㊂所以有必要对该地层进行相应的防膨措施[1]㊂渤海稠油埋藏较深,A22h 井为新钻井首轮注汽,注入蒸汽压力和温度高(344~347℃),这对防膨剂的热稳定性和注入性能提出了更高的要求㊂针对L 油田明化镇组地质油藏特点[2],通过室内评价与现场实际情况相结合,综合评价防膨剂的防膨性能和注入性能[3],以此为依据,设计现场施工方案,形成整套的热采防膨技术,并在现场实施㊂1 油藏特征L 油田明化镇组稠油探明地质储量为3218×104m 3㊂埋藏深度在1043~1732.7m㊂储层岩心分析覆压孔隙度平均34.4%;覆压渗透率平均3786.5×10-3μm 2㊂属于高孔高渗型储层㊂储层岩性主要为结构和成分成熟度中等的细 中粒岩屑长石砂岩,石英含量37.5%;长石含量40.6%;岩屑含量21.9%㊂填隙物以泥质杂基为主,含量多小于5%㊂X 射线衍射分析显示,储层黏土矿物以伊/蒙混层为主,高岭石㊁伊利石和绿泥石次之㊂水敏试验结果表明,该油层水敏指数为36.53%,水敏程度中等,临界矿化度为5g /L㊂2 防膨体系优选2.1 高温防膨体系优选依照组成和结构的差异,黏土防膨剂的种类主要有无机盐类㊁无机碱类㊁无机聚合物类㊁阳离子表面活性剂类㊁有机阳离子聚合物类[4]㊂其中无机类防膨剂对黏土的稳定效果一般较有机类差,有效期短,耐冲刷性能差,但热稳定性较好;有机类防膨剂对黏土的稳定效果好㊁抑制分散效果好,但成本高[5]㊂由于蒸汽吞吐防膨预处理措施需要在油藏温度下注入防膨体系,24h 后再注入蒸汽,所以需要防膨体系既能在油藏温度下具有良好的防膨性能,同时能够在注蒸汽条件下保持性能稳定,具有良好的防膨性能和耐冲刷性能㊂收集稠油热采油田常用的10种黏土防膨剂,在油藏温度下采用离心法[6]进行了黏土防膨率测定㊂通过油藏温度下的防膨性能比较,优选出防膨性能较好的5种防膨体系,测定高温防膨率和耐水洗率[7],922018年6月中国石油大学胜利学院学报Jun.2018第32卷 第2期Journal of Shengli College China University of Petroleum Vol.32 No.2进行高温防膨性能评价和耐水洗率试验(表1㊁图1)㊂表1 防膨剂(4%)优选样品名称常温防膨率/%300℃防膨率/%耐水洗率/%350℃防膨率/%LW-180.8892.8798.65 LW-281.5094.1098.9179.20LW-363.64 LW-487.4694.3598.3783.55LW-581.1990.0098.71 LW-681.5094.2198.6578.62LW-781.40 LW-881.19 LW-971.78 LW-1075.54图1 防膨剂高温评价结果(从左至右依次为:未加防膨剂㊁LW-4㊁LW-2㊁LW-6㊁LW-1)由表1可以看出,LW -4的常温防膨率可达87.46%,300℃和350℃下防膨率可达94.35%和83.55%,并且在高温老化后具有很好的耐水洗性能,耐水洗率超过98%,因此优选出样品LW-4开展后续试验㊂2.2 配伍性试验用L 油田地层水㊁水源井水经定性滤纸过滤,按不同比例配制4%的防膨剂溶液㊂恒温静置2h 后,各种溶液都呈无色透明状,无絮状物和沉淀产生㊂防膨体系使用地层水㊁水源井水配液后,进行防膨性能试验,高温防膨率超过87%,仍然具有很好的高温防膨性能(表2),说明防膨体系与地层水㊁水源井水具有很好的配伍性㊂由于目标油田油井内,有洗井液残留,所以开展防膨体系与洗井液的配伍性试验㊂将防膨剂溶液与L 油田热采现场中应用的洗井液溶液按不同比例混合均匀,恒温静置2h 后,各溶液中均无沉淀产生,浊度无明显升高(表3)㊂表明防膨体系与洗井液配伍性良好,不会与洗井液反应造成储层伤害㊂表2 防膨体系与地层水㊁水源井水配伍后防膨性能样品防膨率/%耐水洗率/%蒸馏水+防膨剂90.0599.71地层水+防膨剂89.5397.65水源井水+防膨剂89.7999.85(水源井水∶地层水=1∶1)+防膨剂87.1798.81表3 防膨体系与洗井液配伍试验结果样品比例浊度/NTU 蒸馏水 1.28防膨剂 2.53洗井液3.01防膨剂∶洗井液1∶13.71防膨剂∶洗井液1∶23.36防膨剂∶洗井液2∶13.472.3 岩心流动试验岩心流动试验(流程见图2)可以用来观测不同入井液对地层渗透率的伤害程度㊂将岩心1装入流动试验装置中,在油藏温度下,向岩心注入经0.45μm 滤膜过滤处理的模拟盐水,待压力稳定后,注2V p (V p 为孔隙体积)浓度为4%的黏土防膨剂溶液,再改注200℃蒸馏水㊂选渗透率相近的另一块岩心2,重复,注模拟盐水后,直接改注200℃蒸馏水㊂试验过程中需要观测并记录注入压力的变化㊂图2 岩心流动试验流程3第32卷 中国石油大学胜利学院学报 2018年 第2期 通过岩心流动试验(图3)结果可知,在不进行防膨处理的情况下,转注蒸馏水后,系统压力逐渐升高,说明岩心内部的黏土发生膨胀,造成储层伤害,岩心渗透率逐渐降低;注入2V p 防膨体系后,再转注图3 防膨处理对注入压力的影响蒸馏水,系统压力无明显变化,说明防膨体系发挥作用,岩心内黏土膨胀得到有效抑制㊂3 现场应用L 油田A22h 井是水平井,水平段长度为300m,水平段裸眼尺寸为21.59cm,平均孔隙度为34.4%㊂A22h 井于2013年12月22日完成高温防膨施工,从施工过程中防膨剂注入压力变化(表4)看,注入压力从初始的0MPa 上升至4.8MPa,压力上升幅度较小㊂闷井24h 后,开始注入蒸汽㊂通过注汽压力和温度曲线(图4),注汽过程压力平稳,未出现黏土膨胀导致的压力升高㊁注入困难等问题,注汽过程顺利完成㊂至2015年10月9日,A22h 井累积产油14840m 3,现场未出现出砂状况㊂表4 A 22h 井防膨预处理工艺设计和现场施工情况项目挤注方式施工泵压p /MPa 施工排量Q /(m 3㊃h -1)防膨剂注入量V /m 3顶替液用量V /m 3A22h 井防膨设计油管正挤≤10≥816511A22h 井施工情况油管正挤3.5~4.830~3116012图4 现场蒸汽注入压力温度4 结 论(1)L 油田地层水敏程度中等,临界矿化度为5g /L,注入低矿化度高温蒸汽时,会对地层的渗透性产生伤害,因此有必要在蒸汽吞吐注汽前对地层进行防膨预处理㊂(2)经过室内筛选及性能评价,LW-4高温防膨剂具有良好的防膨性能,与L 油田地层流体和洗井液配伍性良好,在高温条件下防膨率高㊁耐冲刷性好,能够有效抑制岩心内黏土的膨胀㊂ (3)现场进行防膨试验,施工压力稳定,施工后蒸汽注入正常,可以满足L 油田蒸汽吞吐采油的需要,保障蒸汽吞吐先导试验正常进行㊂[参考文献][1] 尹祥翔,蒋明,黄山,等.砂砾岩稠油油藏注蒸汽吞吐防缩膨技术研究[J].新疆石油天然气,2013,9(3):66⁃71.[2] 郭太现,苏彦春.渤海油田稠油油藏开发现状和技术发展方向[J].中国海上油气,2013,25(4):26⁃30.[3] 雷昊.稠油油藏注蒸汽开采储层伤害研究[D].成都:西南石油大学,2006.[4] 刘晓明.小阳离子粘土防膨剂的应用性能研究[D].济南:山东大学,2012.[5] 岳前升,刘书杰,胡友林,等.粘土防膨剂性能评价的新方法研究[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2010,3(5):129⁃131.[6] 油田化学专业标准化技术委员会.注水用粘土稳定剂性能评价方法:SY /T5971⁃1994[S ].济南:山东省标准化研究院,1994.[7] 胜利石油管理局油气采输专业标准化委员会.高温粘土稳定剂通用技术条件:Q /SH10201996⁃2008[S].东营:胜利石油管理局,2008.[责任编辑] 王艳丽13孙 君,等:渤海L 油田蒸汽吞吐储层防膨预处理技术研究。
·22·抑制钢渣膨胀性的研究现状与展望孔祥文(河北工程大学土木工程学院,河北 邯郸 056038)1 前言钢渣作为钢铁工业发展的副产物,数量约为钢产量的15%~20%。
近年来,随着我国钢铁工业的飞速发展,钢渣的排放量也在快速增长。
有关数据表明,2018年我国产生了约1.21×109t 钢渣。
从上世纪90年代初到2018年末,我国钢渣尾渣累计堆存量超过1.8×1010t,占地20多万亩。
大量钢渣的堆积、填埋,不仅占用了大面积土地资源,而且会产生环境污染问题。
因此,有效利用钢渣是经济可持续发展的必然要求。
2 钢渣的特性钢渣是冶金工业中产生的废渣。
是生铁在熔炼过程中所含杂质被氧化而成的各种盐类组成。
由于熔炼过程不同,其产生的钢渣在颜色、外观形态上有很大区别。
通常情况下,灰色的钢渣一般碱度较低,碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。
堆放在自然环境中的钢渣在长时间风化下会膨胀变成土块状和粉状。
钢渣的主要成分为二氧化硅(SiO 2)、氧化钙(CaO)、方铁矿(FeO)、赤铁矿(Fe 2O 3)和氧化镁(MgO),占成分的85 %。
次要元素包括锰(Mn)、铁(Fe)、铝(Al)和硫(S)化合物以及一些其他微量元素。
炼钢工艺的不同决定了钢渣性能的多样化,大多数钢渣的含水率为3%~8%。
钢渣中铁粒和含铁固溶体含量较高,密度一般为3.10~3.69g/cm 3 ,因此,钢渣在硬度、强度、耐磨性和耐冲击性方面要优于普通碎石。
钢渣中含有的矿物成分与硅酸盐水泥熟料相似,使钢渣具有一定的水硬活性。
此外,钢渣或其混合料在抗腐蚀性方面有一定优势,在海水或盐水中浸泡后,也不会发生明显的腐蚀现象。
3 钢渣膨胀原理学者普遍认为,钢渣膨胀性的原因主要是由于钢渣中存在游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO),f-CaO 水化后形成Ca(OH)2,其体积会增长91.7%,而f-MgO 水化后固相体积会增长119.6%。
黏土矿物膨胀机理及防膨研究现状张星1,毕义泉2,汪庐山1,杜宝坛1,李建兵1,张金秋1【摘要】[摘要] 阐述了低渗透储层黏土膨胀机理,详述了黏土防膨剂和防膨技术的研究现状,分析了黏土防膨研究发展趋势,对今后的防膨研究工作提出了建议。
【期刊名称】精细石油化工进展【年(卷),期】2014(015)005【总页数】5【关键词】[关键词] 黏土矿物膨胀机理防膨剂研究现状黏土矿物是低渗透砂岩储层重要的组成部分,油田开发中,注入地层的各种流体,改变了原始储层的环境,在渗流过程中发生固-液、液-液等物理化学变化,使黏土矿物发生膨胀与分散迁移,堵塞多孔介质、增加渗流阻力,从而影响油藏开发效果和最终采收率,因此认识渗流过程中的黏土矿物膨胀机理,分析目前防膨现状,有效预防黏土对储层伤害,提高油藏采收率,对改善油藏开发效果具有重要意义。
目前我国绝大部分油气储集层中均含有黏土矿物,开发方式主要采取注水开发,当外来流体进入储层,黏土就产生水化膨胀和分散运移堵塞油气层,导致油气产量下降。
因此在油藏开发之前,必须分析储层矿物组成,对储层的黏土膨胀进行控制。
1 黏土膨胀机理黏土矿物是细分散的含水层状构造和层链状构造的硅酸盐矿物及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称,实质是由简单的基本构造单元重复叠加组成的层状结构硅酸盐,两个基本构造单元是硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片,硅氧四面体和铝氧八面体中都存在不同程度的低价阳离子取代高价阳离子,从而使晶片带负电荷[1-3]。
1.1 黏土矿物特点1)细分散性。
黏土矿物的颗粒大小一般小于0.5 μm,由于质点细小使黏土矿物具有碎屑质点与胶体质点的性质,具有很大的表面自由能和活泼的表面化学性质,蒙皂石、伊利石和高岭石均具有很大的表面自由能和吸附能力。
2)层状结构。
多数黏土矿物的晶体结构呈层状,在层的内部各质点按结晶学的规则排列,但在单元层之间,层与层的联系比较松弛;层与层之间的堆垒存在大幅度的规则-不规则的变化,不同矿物的单元晶层呈相互平行地堆垒在一起形成混合层黏土。
防胀经验交流材料以下是一篇关于防胀经验交流的材料,共计1000字:防胀经验交流材料尊敬的各位领导、各位嘉宾,大家好!我是某公司的销售经理,非常荣幸能够在此与大家分享我在防胀方面的一些经验和心得。
今天,我想从产品设计、市场调研以及沟通合作三个方面与大家交流防胀经验。
首先,从产品设计角度来看,防胀是一个非常关键的问题。
我们公司在设计新产品时,首先注重产品的稳定性和可靠性。
我们会在产品设计阶段加入各种安全设计元素,以确保产品在使用过程中不会膨胀。
其次,我们注重产品的质量控制,确保每一个产品的质量都符合标准。
此外,我们还会经常对产品进行测试和检验,以保证产品的稳定性和防膨胀性能。
通过这些措施,我们成功地将产品的防胀性能提高到了一个较高的水平。
其次,市场调研也是防胀工作中的一个重要环节。
我们常常通过市场调研来了解消费者对于防胀产品的需求和意见。
通过调研,我们得知消费者对于使用安全和产品质量有着很高的要求。
因此,我们在产品设计和研发过程中充分考虑消费者的需求和意见。
我们还会定期组织一些专题调研活动,邀请用户参与,了解他们对产品的评价和建议。
通过这些市场调研活动,我们不断改进产品,提高防胀性能。
最后,沟通合作也是防胀工作中的一个重要环节。
我们与供应商保持密切合作,共同解决防胀问题。
我们会定期与供应商进行技术交流和合作,分享防胀经验。
同时,我们也会邀请供应商来我司参观,了解我们的需求和要求。
通过充分的沟通和合作,我们能够更好地解决防胀问题,并提高产品的质量和安全性。
总结一下,防胀是一个非常重要的问题,对于产品设计、市场调研以及沟通合作都有着重要意义。
我们公司在防胀方面积累了丰富的经验,通过不断的探索和实践,我们成功地提高了防胀性能,满足了消费者的需求。
相信在广大企业的努力下,防胀工作一定能够不断取得进步,为用户提供更加安全可靠的产品。
谢谢大家!。
膨胀合金调研报告前言膨胀合金是一种特殊材料,其能够在特定温度条件下发生体积膨胀或收缩。
本报告对膨胀合金的性质、应用领域和市场前景等方面进行了深入调研,并对其未来发展进行了分析研究。
膨胀合金的性质膨胀合金具有较低的热导率和电导率,热膨胀系数大,抗腐蚀性能好等特点。
其中,最常见的膨胀合金是由铝和镍组成的合金,具有线性热膨胀性能。
膨胀合金的热膨胀系数是其最重要的性质之一。
通过合金的配方和比例,可以调整膨胀合金在不同温度范围内的热膨胀系数,以满足不同工程应用的要求。
此外,膨胀合金还具有良好的可加工性,可以通过热处理和机械加工等方式进行加工成型,以适应不同形状和尺寸的需求。
膨胀合金的应用领域膨胀合金在许多领域中有广泛的应用,以下列举了其中的几个重要领域:1. 精密仪器膨胀合金由于其特殊的热膨胀性能,被广泛应用于制造精密仪器和工具。
在高精度仪器仪表中,膨胀合金可用于制造温度补偿装置和线性测量装置等,以提高仪器的测量精度和稳定性。
2. 自动化控制膨胀合金可以用于制造自动控制系统中的温度控制装置。
通过膨胀合金的热膨胀性能,可以实现对控制系统的精确温度控制,保证系统的稳定运行。
3. 航空航天膨胀合金在航空航天领域具有重要的应用。
航空发动机、导弹和卫星等设备中,常常需要使用膨胀合金来制造燃烧室、液体燃料供给系统和导航仪器等部件,以满足高温和高压环境下的工作需求。
4. 构筑物膨胀合金也可以用于构筑物的温度补偿装置。
在桥梁、建筑物和管道等大型设施中,膨胀合金可以根据温度变化自动调节其长度,从而避免由于温度变化引起的伸缩应力,保证构筑物的结构稳定和安全性。
膨胀合金市场前景膨胀合金市场具有较大的潜力和发展前景。
随着工业技术的不断进步和对高精度、高稳定性产品需求的增加,膨胀合金在精密仪器、自动化控制和航空航天等领域的应用将会不断拓展。
另外,随着国家对高科技材料和装备的支持力度增加,膨胀合金产业也将得到进一步发展。
政府的扶持政策和技术创新将为膨胀合金产业提供更多的机遇和发展空间。
航空用特厚钢板的热膨胀特性与应对策略研究引言:航空工业的快速发展带来了对高强度、高温承载能力的航空材料的需求。
特厚钢板在航空制造中起着重要的作用,扮演着支持和保护飞机结构的关键角色。
然而,由于航空材料在高温环境中容易发生热膨胀,这给航空用特厚钢板的设计和使用带来了一系列挑战。
本文将研究航空用特厚钢板的热膨胀特性与相应的应对策略。
一、航空用特厚钢板的热膨胀特性1. 热膨胀原理航空用特厚钢板在高温环境中会因温度的升高而发生热膨胀。
这是由于材料内部的分子热运动增加,进而导致材料体积的增大。
特厚钢板的热膨胀特性与材料的热膨胀系数密切相关。
2. 热膨胀系数航空用特厚钢板的热膨胀系数是衡量其热膨胀特性的重要参数。
热膨胀系数表示单位温度变化时材料长度变化的比例。
不同材料具有不同的热膨胀系数,需要根据具体应用场景选择适当的材料。
二、航空用特厚钢板的热膨胀应对策略1. 合理设计结构在设计航空用特厚钢板的结构时,首先要考虑到其在高温环境中的膨胀问题。
合理的结构设计可以通过控制热膨胀量来减小热膨胀带来的不稳定因素。
例如,在关键部位设置伸缩缝或榫卯结构,以允许材料在热膨胀时自由伸缩。
2. 选用合适的材料为了应对特厚钢板的热膨胀问题,选择具有较低热膨胀系数的材料是关键。
热膨胀系数小的材料在高温环境中膨胀量相对较小,能够减小结构的变形和应力集中。
例如,复合材料具有较低的热膨胀系数和较高的强度,是一种适合航空领域的选择。
3. 温度控制和冷却技术通过控制飞机内部的温度和使用恰当的冷却技术,可以减小特厚钢板的热膨胀带来的影响。
温度控制可以通过飞机的内部空调系统进行,而冷却技术可以通过冷却液或冷却风扇等方式实现。
4. 空间隔离与隔热在航空用特厚钢板的使用过程中,可以采用空间隔离和隔热技术来减小其受到高温影响的程度。
隔离层和隔热材料可以有效降低热传导和热辐射,提供更好的保护。
5. 先进制造技术先进制造技术对航空用特厚钢板的热膨胀问题也提供了一些解决方案。
膨胀工厂调研报告范文根据对膨胀工厂的调研结果显示,膨胀工厂是一种专门从事膨胀加工的生产企业,具有广泛的应用和市场需求。
以下是对膨胀工厂调研结果的详细分析:一、市场需求分析1. 市场规模:膨胀工厂所在的市场规模庞大,涉及建筑材料、汽车零部件、包装材料等领域,市场潜力巨大。
2. 市场增长:随着消费者对轻质、高性能产品的需求增加,膨胀工厂的市场增长势头良好。
3. 市场竞争:目前市场上已经存在一些膨胀加工厂,竞争较为激烈。
膨胀工厂需要通过提高产品质量、降低成本等方式来提升竞争力。
二、产品与技术分析1. 产品特点:膨胀工厂生产的产品常用于提高材料的轻质化和隔热性能,具有重量轻、热阻高、吸声性能好等特点。
2. 技术优势:膨胀工厂采用高温膨胀技术,能够对金属材料、陶瓷材料等进行膨胀处理,具有技术优势。
3. 创新需求:随着新材料、新技术的不断发展,膨胀工厂需要不断创新,提升产品的性能和质量。
三、竞争优势分析1. 设备先进:膨胀工厂在设备方面具备先进性,能够满足不同客户的需求。
2. 产品质量:膨胀工厂注重产品质量,通过严格的质量控制体系来保证产品的稳定性和可靠性。
3. 服务水平:膨胀工厂注重与客户的沟通与合作,提供定制化的产品和专业化的技术支持。
四、市场推广策略分析1. 建立品牌形象:膨胀工厂需要通过提供优质产品和服务,树立良好的企业形象,提高品牌的知名度和美誉度。
2. 拓展销售渠道:膨胀工厂可以通过与行业内合作伙伴建立长期合作关系,拓宽销售渠道,扩大市场份额。
3. 宣传推广:膨胀工厂可以通过媒体、展会等方式进行宣传推广,提高品牌的曝光度,吸引更多潜在客户的关注与合作机会。
五、风险分析1. 市场不确定性:膨胀工厂所在的市场受宏观经济环境和行业发展变化的影响较大,存在一定的不确定性。
2. 竞争压力:膨胀工厂面临来自同行业竞争对手的压力,需要不断提高自身的竞争力。
3. 技术变化:膨胀工厂需要密切关注新技术的发展和应用,避免被技术变革所淘汰。
防膨技术调研与思考
防膨技术调研与思索
为了爱护油气地层的渗透性,必需使用化学处理剂稳定地层中的粘土矿物〔即粘土稳定剂,也称分子膜剂〕。
防止粘土矿物膨胀以及粘土微粒运移,增加油井的产量,削减损害油管线和油泵状况发生。
油田常用的的粘土稳定剂有无机盐〔如氯化钾〕型粘土稳定剂及聚胺、聚季铵等高分子型防膨剂。
无机盐性粘土稳定剂易猎取,价格廉价,维护简洁,但时效性差,投药量大,不耐水洗;聚胺和聚季铵等高分子型防膨剂在盐酸体系中具有较好的防膨作用且投药量小,但其热稳定性较差,且耐温性能随着相对分子质量的增加而降低,不适用于高温条件下的粘土防膨。
同时,随着中低渗透油藏的开发,聚合物型高分子防膨剂由于分子链较长,简单吸附堵塞孔道,造成储层渗透率的降低,增加后期的注水开发难度。
一、技术机理
1.1 粘土矿物
粘土矿物主要包括高岭石,伊利石,蒙脱土,蛭石和海泡石,其中蒙脱土为膨胀性粘土。
蒙脱土是两层硅氧四周体晶片之间夹着铝氧八面体晶片层产生重叠结构形成粘土颗粒的单元晶胞。
由于在晶格中存在晶格取代〔晶格取代是指低价阳离子取代晶格中的高价阳离子的现象,例如Al3+→Si4+,Mg2+→Al3+〕,晶格正电荷的损失造成晶格带负电荷,该电荷被层间补偿阳离子中和,从而保持晶格呈电中性。
补偿阳离子是指为保持电中性而被带负电的晶体层外表吸附的阳离
子。
高岭石晶体层的一侧是氧层,另一侧是氢氧化物层。
在结晶层之间可以形成氢键,因此结合力相对较强,并且不简单发生吸水和膨胀现象。
由于油藏储层冗杂的地质结构,导致注水开采过程中极易发生问题,其中最主要缘由就是粘土矿物作为油藏储层组成部分具有较高的水敏性。
1.2 粘土稳定原理
金属离子在水溶液中是以水合离子状态存在,它的电性使水分子发生极化。
极化之后的水分子与金属离子之间存在配位键,从而形成了金属离子的水化内层,而水合离子还会吸引部分水分子在其四周,形成水化外层。
由表中几种离子的水化能可以看出,〔机理一〕钾离子的水化能比锂、钙、钠低,这说明钾离子与外层水分子的结合力没有锂、钙、钠离子与外层水分子的结合力大,所以较易被除去。
因此,钾离子进入黏土晶层时,很简单脱去外层结合水,使得粘土对钾离子表现出更大的吸附选择性,也使相邻黏土晶层间的静电作用大大加强。
一般状况下,〔机理二〕粘土颗粒外表带负电,有机胺阳离子低聚物的分子链上带有正电,二者通过静电吸引能产生剧烈的吸附作用,延缓水分子的渗透,防止粘土颗粒的水化膨胀,从而起到抑制作用。
粘土稳定剂的分子尺寸远大于水中的低价阳离子,这导致双电层增厚,把水分子与粘土矿物外表隔离开来,使水分子难以吸附在粘土颗粒外表。
低聚季铵盐粘土稳定剂是含有非极性基团的化合物,疏水
性强,难以吸附水分子,并且与粘土颗粒吸附的阳离子与粘土之间作用力较强,很难被其它低价阳离子取代,因此具有耐酸耐冲刷性能好,且受pH 值的影响小的优点。
二、粘土稳定剂
油田在钻井泥浆,注水,酸化,压裂,强化采油等采油过程中广泛应用粘土稳定剂来稳定粘土提高产量。
现今常用的粘土稳定剂主要包括无机类粘土稳定剂,有机类粘土稳定剂和复合型粘土稳定剂。
〔一〕无机类粘土防膨剂
在油田开发的早期阶段,酸和盐通常用作粘土稳定剂。
酸包括盐酸、氢氟酸、乙酸等。
由于酸中的氢离子可与粘土外表上的钠离子交换并且氢比钠更难解离,因此粘土溶胀被抑制。
氯化钠、氯化钾、氯化铵、氯化钙和氯化镁等盐类可以压缩粘土,降低粘土Zeta 电位,也可以用作粘土稳定剂。
无机酸、无机盐粘土稳定剂来源广泛,价格低廉,使用便利,但其稳定粘土的作用具有时效性,长期效果不好。
这主要是由于粘土稳定剂可以通过在粘土外表上交换钠离子来抑制粘土膨胀。
然而,在石油生产过程中,这些离子将再次被地层水中的钠离子取代,粘土将再次转化为可膨胀或可分散的形式。
目前,由于无机粘土稳定剂的作用时间有限,它们通常不单独用作粘土稳定剂,而通常是粘土稳定剂复配的原料。
随后,无机阳离子聚合物稳定剂,如羟基铝和羟基锆得到了人们的留意〔见图〕。
其机理是三价和四价金属离子〔如Al3+、Cr3+、Zr3+、Zr4+、Ti4+等〕在肯定条件下解离出多核羟基桥状复合离子。
复合离子具有较高的正电价并且与粘土相像的结构,可以紧密吸附在粘土外表,降低粘土外表的电负性,有效掌握粘土的溶胀和颗粒迁移,同时具有可以处理大面的储层的优点。
〔二〕有机类粘土稳定剂
有机阳离子聚合物:
有机阳离子聚合物是具有氮,硫和磷元素的聚合物〔如图〕。
它可以在水中解离,生成高正电价的聚合物阳离子,这些离子可同时与粘土颗粒产生多点吸附。
吸附后,在粘土颗粒的外表上形成吸附爱护膜,以防止粘土颗粒的膨胀和迁移。
它兼具用量小,有较强的吸附力量,不受pH 值影响,对地层适应性强等优点。
目前,主要以环氧氯丙烷和二甲胺为原料生产主链有机阳离子聚合物。
该工艺是中国最广泛使用和最成熟的合成工艺。
讨论说明,在合成过程中,原料的反应浓度、摩尔比、反应温度和反应时间对产物的结构和阳离子度等有很大影响,从而影响粘土稳定性能。
阳离子外表活性剂:
阳离子外表活性剂也用作粘土稳定剂,其主要缘由在于阳离子外表活性剂可以在水中解离并吸附在粘土颗粒或粘土外表上的负电荷上。
硅烷偶联剂作为阳离子外表活性剂具有品种多样,用量少,效果明显,用处广泛等特点。
其独特的性能及易改性的优点使其应用领域不断扩大。
阳离子外表活性剂主要分为吡啶盐型、咪唑啉盐型及季铵盐型阳离子外表活性剂,油田中常用季铵盐型阳离子外表活性剂来作为粘
土稳定剂使用,它能够在水合后产生阳离子基团,中和粘土颗粒的负电荷,吸附在粘土颗粒外表并取代金属阳离子。
同时,分子链中的憎水链可以形成一层疏水层,将水分子和粘土颗粒分隔。
阳离子外表活性剂的分子量较大,分子间作用力大,可以使吸附体系更加稳定、粘土的分散运移效果大幅减弱。
与无机盐相比,阳离子外表活性剂与粘土结合紧密,防膨长久性好,不易被其他阳离子取代。
但阳离子外表活性剂在使用时易与阴离子试剂反应生成沉淀物,使储层的水潮湿性转变为油潮湿性,降低水的相对渗透率。
两性离子粘土稳定剂:
一般来说,季铵盐阳离子基团是组成两性离子粘土稳定剂中阳离子的部分,阴离子部分多为磺酸基等不易与阳离子反应的基团。
该类粘土稳定剂受pH 值影响较小,且耐温性和耐盐性较好。
彭刚以2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺为单体进行聚合反应,得到一种两性离子聚合物,并对产物进行静态粘土防膨性能试验之后得出:该聚合物对黏土水化膨胀具有良好的抑制效果,高温下表现出良好的耐温力量和良好的防膨效果,岩心流淌渗透率损害率试验说明岩心损害率较小,且经过蒸馏水的驱替洗刷后,防膨性能明显强于其它粘土稳定剂。
双子阳离子外表活性剂
与传统外表活性剂相比,型外表活性剂具有许多优良性质具有极高的外表活性和很低的外表张力,值比传统的外表活性剂。
段明等人用月桂酸、溴乙烧以及三乙撑四胺等廉价原料,合成
了以长链酰胺基为疏水基的外表活性剂。
叶志文等以—二溴丙烷和—二甲基十二焼基叔胺为原料,无水乙醇为溶剂,合成了阳离子双季按盐,并对其结构和性能进行表征,说明其具有很好的防膨性能。
图双子季铵盐结构式
硅烷偶联剂:
现今有机硅行业,有机聚合物工业,复合材料工业及相关高科技领域中硅烷偶联剂已经是重要的帮助化学品。
有机硅烷也可用于粘土稳定并具有良好的耐高温性。
当遇到水时,有机硅烷单体会发生水解,形成具有反应力量的中间产物“硅烷醇”,“硅烷醇”进一步缩聚形成聚合物,聚合物再水解,其产物可与粘土外表上的羟基反应,使粘土矿物的外表由亲水性变成亲油性外表并扩展到水中,从而抑制粘土溶胀。
同时,有机硅烷可与粘土外表缩合形成化学键,可有效防止粘土膨胀。
聚季铵盐类粘土稳定剂:
聚季铵盐类粘土稳定剂水解后一般能产生具有较高正电价的阳离子,可以形成吸附爱护膜,起到阻挡水分子进入的作用,此类粘土稳定剂吸附力量强,吸附效率高[。
季铵盐粘土稳定剂主要以环氧氯丙烷、二甲胺等为原料合成,诸多现场应用效果说明,低聚季铵盐类粘土稳定剂具有许多优点:(1)应用范围较广;(2)剪切稀释率较低;
(3)防泥包力量强,且润滑性良好;(4)流变力量较强;(5)可生物降解性强;(6)抗盐性强。
而且季铵盐粘土稳定剂合成工艺较为简洁,反应条件较易掌握,原料廉价,适合油田的大规模生产需要。
焦智奕
等以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为主要原料,通过水溶液聚合法合成出阳离子聚合物粘土稳定剂PDMC,反应原理如图12。
PDMC 加量1%时,防膨率到达92.32%,防膨效果较好;水洗3 次后防膨性能下降幅度较小,长效性较好;在90℃下使用仍能保持良好的粘土稳定效果。