【摘 要】
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陶粒支撑剂是水力压裂技术必不可少的关键材料,其性能直接影响石油的开采效率。查阅陶粒支撑剂的相关文献发现,在烧结温度、原料粒度、原料配比、保温时间、成球方式等方面的研究较为普遍,但关于分段保温的工艺研究还是空白,因此针对分段保温工艺的研究很有必要。山西省作为煤炭资源大省,现存大量废弃物煤矸石,而且堆积量还在逐年增加,因此煤矸石的利用成为了急需解决的问题。本着低成本制备的原则,本研究选用煤矸石和铝矾土
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陶粒支撑剂是水力压裂技术必不可少的关键材料,其性能直接影响石油的开采效率。查阅陶粒支撑剂的相关文献发现,在烧结温度、原料粒度、原料配比、保温时间、成球方式等方面的研究较为普遍,但关于分段保温的工艺研究还是空白,因此针对分段保温工艺的研究很有必要。山西省作为煤炭资源大省,现存大量废弃物煤矸石,而且堆积量还在逐年增加,因此煤矸石的利用成为了急需解决的问题。本着低成本制备的原则,本研究选用煤矸石和铝矾土为原料,依照分段保温工艺制备莫来石/刚玉陶瓷,以此作为陶粒支撑剂的前期研究,旨在能够为生产企业将分段保温工艺应用于陶粒支撑剂的生产实际提供理论依据,本文的研究结果如下:(1)采用高低温分段保温工艺制备的40%/50%煤矸石基莫来石/刚玉陶瓷性能优于恒定高温段T℃保温制备的陶瓷性能,最佳低温保温时间段应小于1 h。(2)制备40%煤矸石基莫来石/刚玉陶瓷的最优分段保温工艺为B3(低温段t=t3=600℃保温0.5 h,高温段T℃保温1.5 h)。(3)采用分段保温工艺B3制备的莫来石/刚玉陶瓷可承受的平均压力可达到70MPa,在制备开采3000-4000米油气井用的陶粒支撑剂时,此保温工艺可提供相应的工艺参考。(4)制备50%煤矸石基莫来石/刚玉陶瓷的最优分段保温工艺为C1(低温段t=t1=500℃保温0.5 h,高温段T℃保温1.5 h)。(5)采用分段保温工艺C1制备的莫来石/刚玉陶瓷可承受的平均压力可达到60MPa,在制备开采2000米以下油气井(一般为煤层气井)用的陶粒支撑剂时,此保温工艺可提供相应的工艺参考。
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