水化膨胀

摘要： 以钠膨润土为研究对象,通过防膨率测定、粒径分析及扫描电镜分析等方法评价了酸、盐、酸盐复配体系的防膨性能,并探究了潜在的防膨微观机理。结果表明,3种体系对粘土矿物均有良好的防膨效果,其中酸盐复配体系的防膨率达到了65.63%;3种体系处理后粘土颗粒均保持较小的平均粒径,粒径大小与防膨率成反比;扫描电镜照片显示,盐溶液处理后粘土颗粒表面致密,酸溶液处理后粘土颗粒表面出现大量孔洞,并形成边缘规整的不连续片状分布,酸盐复配体系处理后粘土颗粒同时表现出以上两种微观特点。

摘要： 泥页岩地层钻井过程中容易发生井壁失稳问题,钻井液滤液侵入后,泥页岩水化膨胀产生的膨胀压加剧了裂缝的扩展,降低了岩石强度;钻井液的压力传递作用会减少液柱与井壁岩石的压差,降低了钻井液液柱对井壁的支撑作用。本文优选了纳米封堵剂GW-NBA、亚微米封堵剂GW-MPA、超细钙、磺化沥青作为钻井液的封堵剂,将刚性封堵剂与柔性封堵剂相结合,并且其粒径范围与一般的泥页岩微孔隙、微裂缝相近,在此基础上构建一套适用于泥页岩地层的水基钻井液体系。结果表明,该水基钻井液体系具有较好的封堵性能以及承压能力,具有较好的流变性、滤失性、抑制性、封堵性,适用于泥页岩地层钻井。

摘要： 为更全面认识引起混凝土开裂的问题骨料,结合国内外问题骨料研究现状,分别分析了骨料中混入钢渣、欠火/过火石灰、水泥熟料、方镁石和碱活性骨料时对硬化混凝土产生破坏的现象、机理及处理措施,并探讨了各问题骨料对应的检测方法。分析表明,水化膨胀是问题骨料对硬化混凝土产生破坏的主要原因,而减缓其破坏的有效方法是清理已发生反应的问题骨料,然后隔绝水汽,根治措施则是通过检测辨别出问题骨料并弃用或采取抑制措施。

摘要： 以二乙醇胺、丁二酸酐为原料,合成端羟基超支化大分子;用环氧丙基三甲基氯化铵进行末端基团改性,引入季铵盐阳离子基团制备了一种新型季铵盐抑制剂HBP-TAC,其结构经红外光谱、核磁和元素分析表征。考察了端基取代度与浓度对抑制膨润土水化膨胀性能影响,并对滚动回收率及与钻井液配伍性进行了评价、实验结果表明:该类抑制剂对膨润土的水化膨胀有一定抑制作用,加入1%多取代HBP-T2,抑制效果能达到95.31%;在高温130°C条件下,页岩滚动回收的一次回收率为91.8%,二次回收率为80.1%;抑制剂与水基钻井液体系相容性较好,并对滤失性有一定改善效果。

摘要： 低渗透油藏长期注水开发后,受储层非均质性影响,局部多存在低效、无效注水循环,常规堵水调剖剂受注入性能与封堵强度的限制,难以动用油藏深部剩余油。纳米微球具有粒径小、可水化膨胀、易弹性形变等突出优势,能够实现逐级有效封堵。基于纳米微球调驱机理及粒径适配关系研究,结合胡A长4+5低渗透油藏地质条件和当前生产动态,优化出“小粒径、低浓度、长周期”的注入参数并开展矿场试验,通过持续注入,试验区块开发指标明显好转,同时针对裂缝发育井组定向开展单点调剖,更有利于井组产能及采收率的提高,该研究可为同类型油藏纳米微球深部调驱技术应用提供指导与参考。

摘要： 针对云冈石窟、乐山大佛和大足石刻,选择当地新鲜砂岩开展蒸馏水一维毛细上升试验,获取吸水质量和浸润前锋演变趋势,同时利用三向应变花测定试样不同高度处表面局部微应变的发展规律,并结合微观结构特征对宏观性质进行分析。研究结果表明:整个毛细吸水过程可划分为3个阶段,吸水率以及毛细高度随时间变化最快和最慢的分别是乐山砂岩和大足砂岩;云冈、大足和乐山砂岩局部微应变的最终值依次增加,且存在数量级上的差异,其变化趋势与浸润前锋运移密切相关,竖直和斜45°应变表现为先收缩后膨胀;砂岩毛细吸水和水化变形能力的关键影响因素分别是孔径分布和黏土矿物成分,其与文物真实产生的粉化、崩解、开裂和片状剥落等表面风化病害的形成密切相关。研究成果可为毛细水相关的劣化机理揭示提供丰富的参考数据,并向类似文物的病害评估与科学保护提供可靠的理论依据。

摘要： 在油气田开发中,黏土稳定剂在抑制黏土矿物水化膨胀,降低外来流体对储层渗透率伤害方面起着重要作用。采用浓盐酸和乙二胺制备了乙二胺盐酸盐型小分子阳离子黏土稳定剂YEA,以防膨率为指标,对其合成条件进行优化,并展开了性能实验评价。结果表明,YEA的最佳合成条件为:浓盐酸与乙二胺物质的量的比为2∶1,反应温度为80°C,反应时间为5 h。黏土稳定剂YEA制备工艺简单,成本低,防膨率可达87.16%,具有良好的热稳定性、耐水洗性能,并且与土酸和盐溶液的配伍性良好,满足应用需要。

摘要： 为揭示富有机质页岩水化膨胀机理,借助于X射线衍射仪对富有机质页岩中主要黏土矿物水化膨胀规律及无机盐溶液对其抑制效果进行了物理实验研究。结果表明:随着去离子水浸泡时间的增加,蒙脱石、伊利石和绿泥石都可以发生一定的膨胀,表明三种黏土矿物都可以发生水化反应,但蒙脱石晶层间距的膨胀程度远高于伊利石和绿泥石。无机盐溶液可以抑制蒙脱石和伊利石的水化膨胀,且对伊利石水化膨胀抑制性更好。不同类型无机盐的抑制效果受到无机盐溶液浓度的影响,在无机盐溶液浓度小于1.2 mol/L时,随着浓度的增加,同种类型无机盐溶液的抑制作用逐渐增强。加入无机盐溶液后随着时间的推移,黏土矿物水化作用始终在进行,晶层间距仍在增大,即无机盐溶液不能完全杜绝黏土矿物水化反应的发生。该研究成果可为页岩气水平井井壁稳定、水力压裂设计及现场工程应用提供技术参考。

摘要： 深部液流转向技术是渤海油田目前亟需突破的问题。采用倒置生物显微镜以及岩心驱替实验对3种聚合物微球进行了性能评价,并在渤海B油田开展了微球矿场试验。结果表明,在渤海油藏环境(温度65°C、矿化度8.9 g/L)下,与SMG和COSL微球相比,NWKY微球(主要成分为带有丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和疏水单体等基团的交联聚合物)在模拟水中缓慢膨胀7 d的粒径从1.98μm增至18.14μm,水化膨胀效果较好(膨胀倍数最大);在高矿化度水和低矿化度水中的粒径和膨胀倍数接近,耐盐性良好。在95°C下,NWKY微球仍具有良好的缓膨效果,耐温性能良好。NWKY微球适应的储层渗透率为200×10^(-3)1500×10^(-3)μm^(2),满足油田需求。NWKY微球在渤海B油田现场实施取得了较好的效果,递减增油7432 m^(3)。

摘要： 油田注水开发过程中加入有机粘土稳定剂可以有效保护油藏储层,是实现原油稳产、增产的重要手段。本文开发了一种环保型阳离子淀粉防膨剂(CS),采用核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析对CS进行了表征。室内粘土防膨实验表明,CS可以有效抑制粘土水化膨胀和分散运移,在加剂量为2.0 wt%时,其防膨效果可达79.9%,与环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物的防膨性能接近。耐水洗测试表明,经过3次水洗CS依然能保留72.0%的防膨率,表现出优异的长效粘土防膨效果。文章采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、和zeta电位测定仪对粘土-CS复合物的微观相态及界面荷电性进行了研究,实验结果发现,CS对钠膨润土的防膨机理主要是聚合物吸附架桥和晶层插层,此外,分子间氢键和静电牵引也在固定地层粘土颗粒方面发挥了重要作用。

摘要： 在粘土层中进行非开挖施工,突出的问题之一就是孔壁粘土水化膨胀,极易垮塌,从而引发上部地面塌陷和地上邻近构筑物的破坏.本文将一种离子固结剂"ENI"应用于非开挖成孔液中,通过ENI抑制粘土造浆试验、浸泡试验、岩心膨胀试验和ENI改性粘土的直剪试验,评价了ENI对粘土水化膨胀的抑制性以及对粘土力学强度的改善.同时,考察了ENI与两种常用成孔液处理剂的配伍性.试验结果表明,ENI能较好地抑制粘土水化、分散,且抑制作用随着ENI浓度增大而增强.ENI与常用成孔液处理剂的配伍性良好,对成孔液的基本性能不产生不利影响.

摘要： 采用工业木质素磺酸盐与杂聚糖PG及杂聚糖衍生物SJ反应制得木质素磺酸盐—聚糖复合物(LCC).评价LCC在淡水基浆钻井液中的作用效能,考察不同固相合成反应条件下所合成LCC处理水基钻井液的流变性能、降滤失性能、抑制页岩膨胀性能参数.DSC分析说明:固相合成LCC的方法是可行的;木质素与杂聚糖适宜的反应温度范围为160～180°C,合成产物LCC中木质素与杂聚糖主要以醚键结合;LCCPG和LCCSJ均具有一定的抑制页岩水化膨胀的能力,能够有效地吸附在黏土颗粒的表面,减少钻井液中的自由水,从而有效地抑制页岩的水化膨胀.

摘要： 煤田钻探中,经常会遇到比较破碎、易坍塌、易水化膨胀等复杂地层,给钻进造成较大的困难.为此,开发了具有良好的防塌性能、较好的抑制性并具有适当密度的高密度低失水泥浆体系.经现场使用证明,该泥浆体系在煤田小口径金刚石绳索取心钻探中能很好维持孔壁稳定、有效抑制泥页岩的水化膨胀,降低井内事故的发生率.

摘要： 本文针对塔中隆起区块在勘探开发过程中出现的泥页岩脆性剥落、水化膨胀分散以及由于碳酸盐类化学组分的掺入所引起的坍塌等问题,深入分析了该区块构造单元纵向层系(第三系、侏罗系、三叠系、二叠系、泥炭系、泥盆系、志留系、奥陶系)中粘土矿物的类型、组分、含量等影响井壁稳定的因素,研究了各粘土矿物的组分特征与理化性能的表征参数(密度、阳离子交换容量、膨胀率、回收率、CST分散性、CST水化性、CST坍塌可能性、等温吸附值和可溶性盐类),总结了构造单元纵向剖面与泥页岩有关井壁稳定的层段类型(第三系、侏罗系均属中膨强分散垮塌坍塌泥页岩；三叠系、二叠系属高膨强分散水化坍塌泥页岩；泥炭系、泥盆系、志留系、奥陶系上部均属中膨中分散剥落坍塌泥页岩,而奥陶系下部属泥灰岩范畴)。针对不同的层段岩石类型提出相应的稳定井壁的钻井液措施,为进一步全面、顺利、安全地开发塔中油气盆地做好基础准备.

摘要： 针对海拉尔油田高凝灰质含量极易水化膨胀、分散运移的特点,室内研制开发出了凝灰质储层粘土稳定剂;室内综合性能评价表明,它有效地保护了水化因素带给储层的伤害。

摘要： 本发明公开了一种基于弱水化金云母插层的高膨胀率膨胀蛭石及其制备方法，包括以下步骤：取弱水化金云母原矿进行研磨剥片、除杂和分级，获得弱水化金云母精片；将复合插层剂原料按配比加入到耐酸反应容器中混匀，获得复合插层剂溶液；将弱水化金云母精片置入装有复合插层剂的耐酸反应容器中进行搅拌，直至弱水化金云母精片对复合插层剂均匀吸收无剩余溶液后静置陈化，使插层剂充分插入到蛭石晶层和部分金云母晶层层间域中，获得复合插层弱水化金云母精片；将得到的复合插层弱水化金云母精片进行加热处理，获得高膨胀率膨胀蛭石产品。本发明方法绿色环保，制成的膨胀蛭石膨胀率高、密度小，有利于弱水化金云母的进一步开发利用。

摘要： 本发明公开了一种基于弱水化金云母插层的高膨胀率膨胀蛭石及其制备方法，包括以下步骤：取弱水化金云母原矿进行研磨剥片、除杂和分级，获得弱水化金云母精片；将复合插层剂原料按配比加入到耐酸反应容器中混匀，获得复合插层剂溶液；将弱水化金云母精片置入装有复合插层剂的耐酸反应容器中进行搅拌，直至弱水化金云母精片对复合插层剂均匀吸收无剩余溶液后静置陈化，使插层剂充分插入到蛭石晶层和部分金云母晶层层间域中，获得复合插层弱水化金云母精片；将得到的复合插层弱水化金云母精片进行加热处理，获得高膨胀率膨胀蛭石产品。本发明方法绿色环保，制成的膨胀蛭石膨胀率高、密度小，有利于弱水化金云母的进一步开发利用。

摘要： 本发明公开了一种膨胀岩水化过程中自由膨胀体积测试装置及测试方法，测试装置包括密封罩、上板、下板、蒸汽发生器及控制装置，下板位于密封罩下端，上板放置于密封罩的上表面，密封罩内放置有膨胀岩试样，膨胀岩试样和密封罩之间围成一个环形空腔，湿度传感器的探头位于环形空腔内，上板的上表面设置有数显千分表，湿度传感器与控制装置相连，控制装置控制连接蒸汽发生器的开关，蒸汽发生器产生的蒸汽进入密封罩内，使膨胀岩试样膨胀，利用数显千分表即可测量计算出膨胀岩试样的膨胀体积。本发明装置结构简单，操作方便，精确度高，且成本低，能够有效地测试膨胀岩水化过程中的膨胀特性。

摘要： 本发明公开了一种膨胀岩水化过程中侧限膨胀力的测试装置及测试方法，本发明的测试装置结构简单，操作方便，精确度高，且成本低，通过向密封罩内通入水蒸汽，来测试膨胀岩水化过程中的体积变化与时间和湿度之间的关系，从而为对膨胀岩的危害特性的研究提供参考，蒸汽发生器的开关由控制装置控制，使密封罩内的湿度保持在b到a范围之内，这样既省电又能达到湿度要求。本发明可以很方便的对水化过程中侧限膨胀力进行测试，并且精确度高、成本较低，对研究膨胀岩的膨胀力，对矿井巷道、铁路隧道、洞室工程中常常出现底板隆起、边墙挤出、混凝土衬砌破坏的现象的预防与解决具有指导意义。

摘要： 本实用新型公开了一种膨胀岩水化过程中侧限膨胀力的测试装置，本实用新型的测试装置结构简单，操作方便，精确度高，且成本低，通过向密封罩内通入水蒸汽，来测试膨胀岩水化过程中的体积变化与时间和湿度之间的关系，从而为对膨胀岩的危害特性的研究提供参考，蒸汽发生器的开关由控制装置控制，使密封罩内的湿度保持在b到a范围之内，这样既省电又能达到湿度要求。本实用新型可以很方便的对水化过程中侧限膨胀力进行测试，并且精确度高、成本较低，对研究膨胀岩的膨胀力，对矿井巷道、铁路隧道、洞室工程中常常出现底板隆起、边墙挤出、混凝土衬砌破坏的现象的预防与解决具有指导意义。

摘要： 本实用新型公开了一种膨胀岩水化过程中自由膨胀体积测试装置及测试方法，测试装置包括密封罩、上板、下板、蒸汽发生器及控制装置，下板位于密封罩下端，上板放置于密封罩的上表面，密封罩内放置有膨胀岩试样，膨胀岩试样和密封罩之间围成一个环形空腔，湿度传感器的探头位于环形空腔内，上板的上表面设置有数显千分表，湿度传感器与控制装置相连，控制装置控制连接蒸汽发生器的开关，蒸汽发生器产生的蒸汽进入密封罩内，使膨胀岩试样膨胀，利用数显千分表即可测量计算出膨胀岩试样的膨胀体积。本装置结构简单，操作方便，精确度高，且成本低，能够有效地测试膨胀岩水化过程中的膨胀特性。

摘要： 本发明公开了一种膨胀岩水化膨胀力测试装置及测试方法，测试装置包括底座和横梁，底座上端两侧均固定有立柱，横梁的两端分别固定在两根立柱上；反力架的横梁中部螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆的上端固定连接有手柄，螺纹杆的下端固定连接有传压杆，传压杆的下端转动连接安装架，安装架的两端分别套在两根竖直立柱上，安装架的下方安装有压力传感器；底座上方设置有水槽，水槽内设置有圆环形安装座，圆环形安装座上方设置有圆环形下压头，圆环形下压头上方设置有钢筒，钢筒内从上到下依次放置上透水石、试样和下透水石，上透水石上方放置上压头，上压头上方放置垫块，垫块上方放置有垫片，千分表安装在垫片上。本发明结构简单、操作方便、精确度高。

摘要： 本发明提出了一种页岩水化膨胀应力测试装置和方法，所述装置包括岩芯水化池，所述岩芯水化池内放置岩芯试样；以及设置在所述岩芯水化池侧壁上的膨胀压力采集装置，所述膨胀压力采集装置接触并支撑所述岩芯试样的侧壁；其中，所述岩芯水化池加持所述岩芯试样，并对所述岩芯试样注入水化工作液，通过膨胀压力采集装置能够监测岩芯试样的膨胀压力随时间的变化曲线。本发明所述方法可以同时测量页岩在平行层理和垂直层理方向的膨胀应力，为页岩水化膨胀力学特性基础研究提供技术手段。

摘要： 本实用新型涉及膨胀岩试验技术领域，具体涉及一种膨胀岩水化膨胀力测试装置，包括力学试验结构、压力结构、压力记录仪及数据分析用计算机系统，所述力学试验结构包括架框、置于所述架框内的试验力传感器及压力结构，所述压力结构通过下部的增压装置对置于所述压力结构中的试件增压，所述试件放置于承置架中，并经由承置架放置于所述压力结构中的上压力水箱内，所述压力结构还包括与所述上压力水箱连通的下压力水箱，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可实现不同水压作用下膨胀岩的膨胀力测试；采用岩石力学试验系统的计算机系统和试验力传感器实时采集试验数据，自动化程度高，大幅度减小测试人员的劳动强度，同时测试过程受人为因素影响小，测试精度高。

摘要： 本实用新型公开了一种膨胀岩水化膨胀力测试装置，包括底座和横梁，底座上端两侧均固定有立柱，横梁的两端分别固定在两根立柱上；反力架的横梁中部螺纹连接有一个螺纹杆，螺纹杆的上端固定连接有手柄，螺纹杆的下端固定连接有传压杆，传压杆的下端转动连接安装架，安装架的两端分别套在两根竖直立柱上，安装架的下方安装有压力传感器；底座上方设置有水槽，水槽内设置有圆环形安装座，圆环形安装座上方设置有圆环形下压头，圆环形下压头上方设置有钢筒，钢筒内从上到下依次放置上透水石、试样和下透水石，上透水石上方放置上压头，上压头上方放置垫块，垫块上方放置有垫片，千分表安装在垫片上。本实用新型结构简单、操作方便、精确度高、成本较低。