胶乳纳米液硅高温防气窜水泥浆体系

针对顺南区块超深高温高压气井固井面临井底温度高、气层活跃难压稳的问题,研究了胶乳纳米液硅高温防气窜水泥体系。通过将纳米液硅防气窜剂与胶乳防气窜剂复配使用,协同增强水泥浆防气窜性能;不同粒径硅粉复配与加量优化,增强水泥石高温稳定性;无机纤维桥联阻裂堵漏,抑制裂缝延展,提高水泥浆防漏性能和水泥石抗冲击性能。该水泥浆体系具有流动性好、API失水量小于50 m L、直角稠化、SPN值小于1,水泥石具有高温强度稳定性好、胶结强度高、抗冲击能力强的特点。密度为1.92 g/cm^3的水泥浆体系在190℃、21 MPa养护30 h后超声波强度逐渐平稳,一界面胶结强度达12.6 MPa;水泥石弹性模量较常规低失水水泥石降低52%,抗冲击强度增加了188%,且受霍普金森杆冲击后仅纵向出现几条未贯穿的裂纹。该高温防气窜水泥浆体系在顺南5-2井和顺南6井成功应用,较好地解决了顺南区块超深气井固井难题。

180℃液硅防气窜剂粒径优化及性能研究

为了改善常规液硅防气窜剂在超深井中的防气窜性能,通过在原材料中加入白炭黑和增加砂磨机物理机械研磨等方式,对液硅防气窜剂进行了粒径优化并进行了性能对比评价实验,通过基本性能实验评价了其与水泥浆的配伍性,通过抗压强度、渗透率和胶结强度评价了水泥石的防气窜性能,利用XRD和SEM分析解释了180℃液硅水泥浆体系的防气窜机理。实验结果显示,粒径优化实验制得了平均粒径为300 nm的液硅防气窜剂,与水泥浆配伍性能良好,15%加量以上的液硅使得水泥石抗压强度长期稳定,渗透率小于0.02 mD,胶结强度大于4 MPa,水泥水化产物氢氧化钙极大减少,微观水泥石结构从块状向条状和纤维状转变。研究结果表明,粒径优化后的液硅防气窜剂适用于现有水泥浆体系,能够改善常规液硅防气窜剂在超深井中的应用效果。

SN井区抗高温液硅-胶乳防气窜水泥浆

SN井区井底静止温度高,气层非常活跃,压稳与防漏难度大,单纯胶乳防气窜水泥浆体系应用效果不理想。液硅乳液作为纳米级防气窜剂,活性SiO_2颗粒可参与水泥水化反应,具有增强水泥石强度、降低水泥石弹性模量和渗透率作用。在优化硅粉加量和粗细硅粉复配的基础上,研制出抗高温液硅-胶乳防气窜水泥浆,其具有API失水量小于50 mL、直角稠化、SPN值小于1、防气窜效果好、沉降稳定性好等特点;SEM和XRD分析显示,水泥石致密性好,水化产物中无Ca(OH)_2,而具有较多的雪钙硅石和硬钙硅石,高温下水泥石表现出良好的强度稳定性。液硅-胶乳防气窜水泥浆在SN井区进行了入井应用,实现了对高压气层的有效封固,取得了良好的效果。

液硅渗透法制备硅化石墨工艺及性能初探

硅化石墨是由碳化硅、石墨、游离硅多相组成的复合材料,具有导电、导热、自润滑、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗热震、高硬度等优异性能,广泛应用于工业部门及高科技领域,具有巨大的经济效益.利用国产代用设备和自制的渗硅浸渍坩锅,采用液硅渗透法制备出性能与日、美、俄产品相当的硅化石墨.其主要性能指标为:抗压强度319 MPa,抗折强度151 MPa,抗拉强度60.1MPa,硬度(Hv)7892kg/mm^2,空气中耐温度>1500℃,热膨胀系数4.41×10^(-6)/℃,开口孔隙率0.035%.

Microblock液硅的评价及在中国油田的应用

介绍了一种用于油田固井的新型Microblock液硅添加剂的物理化学性质及其防气窜机理。室内评价了液硅与常规密度、低密度、高密度水泥浆的配伍性,并介绍了其在川孝601和大邑3井的应用情况。结果表明,在浅气层或活跃气层固井,加入10%～15%的液硅能够增强水泥浆的防气窜效果;液硅能够显著提升水泥石在低温条件下的早期强度,特别适合长封固段大温差条件下的固井,还能增强水泥浆的悬浮稳定性,减少水泥浆的游离液;液硅的颗粒微细,能和降失水剂协同作用形成致密滤饼,将水泥浆的失水量控制得更低。

高温下液硅的润湿性

液硅在耐高温材料上的润湿性对于低成本太阳能电池生产过程中硅的精炼和铸造具有重要的研究意义。为了研究液硅的润湿性,采用座滴法分别研究真空和氩气气氛以及不同温度条件下液硅在高纯石墨以及刚玉基底材料上的接触角。实验结果表明,高纯石墨基底材料表面越粗糙,液硅所形成的接触角越小,从而润湿性越好;真空条件下液硅在刚玉上的接触角并没有随着加热温度的上升呈现下降的趋势,而是在88°~90°的范围内波动,分析图像的过程中可明显看到液硅在刚玉基底材料上左右来回蠕动的现象。

抗高温防气窜液硅水泥浆体系在顺南7井的应用

顺南7井四开177.8mm尾管固井具有井深、井温高,气层分布广且异常活跃等难点。特优选出抗高温防气窜液硅水泥浆体系,室内评价该体系性能优良,在顺南7井得到成功应用。

纳米液硅防窜水泥浆体系性能研究及应用

在石油工程领域,近几年国内新兴起纳米液硅水泥浆体系。系统性地研究了该水泥浆体系以流态、塑态、固态存在时的各项关键性能。纳米液硅颗粒尺度小,比表面积大,具有增黏提切作用,水泥浆体系以流态存在时比普通水泥浆体系具有更好的基础性能,幂律指数为0.69,稠度系数为0.45 Pa·s^(n),API失水36 mL,无自由液,无沉降现象。纳米液硅颗粒的堵塞作用与促凝作用提升水泥浆体系向塑态转变时的防窜性能,气窜因子SPN值为1.3,比普通水泥浆体系低62.9%,静胶凝强度由48 Pa发展至240 Pa的时间为7 min,模拟实验中无窜流现象发生。纳米液硅颗粒能增加水泥石致密性,并参与水泥水化反应修复水泥石内部微裂隙、微缺陷,固态水泥石力学性能也明显优于普通水泥石。纳米液硅加量15%,龄期7 d时的水泥石弹性模量为8.3 GPa,降低幅度为38.9%,水泥石强度为53 MPa,提高幅度为35.9%,渗透率为0.007×10^(-3)μm^(2),比普通水泥石降低90.9%。纳米颗粒具有限位支撑作用,纳米液硅水泥浆体系转变为塑态、固态后具有更低的水化收缩率,分别为1.26%、0.34%。最后,介绍了纳米液硅水泥浆体系在顺北油田的应用情况,累计应用153井次,平均固井优良率为91.7%,主要解决了产层套管固井的桑塔木高压水层与辉绿岩盐水层窜流难题。

黏结剂喷射增材制造结合液硅反应熔渗制备SiC_(w)/SiC陶瓷的微观组织和力学性能

SiC陶瓷凭借其高强度、高硬度和低密度等优势,在航空航天、核电工业等领域有着广阔的应用前景。但由于SiC加工难度高、韧性低,阻碍了其广泛应用。为解决上述问题,本研究采用黏结剂喷射增材制造(BJAM)结合液硅反应熔渗技术(LSI)制备了不同碳化硅晶须含量(SiC_(w))的SiC_(w)/SiC复合材料。结果表明,当SiC_(w)含量达到7.5%(体积分数)时,材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大值分别为215.29 MPa和3.25 MPa?m^(1/2),硬度则在SiC_(w)为5%达到23.06 HV的峰值。但当SiC_(w)含量继续升高后,材料内部残余硅相含量提升,力学性能发生恶化。对打印初坯进行2次增碳可有效降低材料内部硅相含量,弯曲强度、断裂韧性和硬度最大分别提升10.15%、10.46%和10.58%。引入的SiC_(w)通过偏折裂纹、拔出和折断等方式起到了对复合陶瓷材料的增强增韧作用。

液硅渗透法制备Si-B-C改性C/C-SiC复合材料

为了降低液硅渗透法制备C/C-SiC复合材料中残留Si的含量,采用浆料浸渗结合液硅渗透工艺制备B12(C,Si,B)3改性C/C-SiC复合材料。通过分析不同比例B4C-Si体系在不同温度的反应产物,确定了B12(C,Si,B)3的生成条件。结果表明:B4C和Si在1300℃开始反应,生成少量B12(C,Si,B)3和SiC,且B12(C,Si,B)3的生成量随反应温度的升高而增加;当B4C和Si的摩尔比为3∶1、反应温度为1500℃时,产物为B12(C,Si,B)3和SiC;液硅渗透法制备的C/C-SiC复合材料相组成为非晶态C、β-SiC和B12(C,Si,B)3,未见残留Si。

纳米颗粒协同稳定的硅油乳液制备及其应用性能

针对氨基硅油乳液存在的乳化剂用量高、分散稳定性差等问题,以丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,采用半连续种子乳液聚合法制备共聚物乳胶颗粒,并将其作为Pickering纳米颗粒,协同低剂量乳化剂构建“纳米颗粒乳化剂”Pickering乳化体系,以此提高乳液稳定性和降低乳化剂用量,并将不同稳定体系的硅油乳液用于织物后整理。对比了Pickering硅油乳液与乳化剂单独稳定的硅油乳液对整理残液化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)以及整理织物的性能影响。结果表明:Pickering乳化体系中(以P(EHA-MMA)颗粒为例),纳米颗粒吸附在硅油液滴的表面,形成机械阻隔,提升了硅油乳液的分散稳定性,使乳化剂用量降低60%以上;浸轧整理织物时,相比乳化剂单独稳定的乳化体系,Pickering乳化体系的硅油乳液吸附织物效率更高,整理后残液COD值降低60%,整理织物的经纬向纰裂值别降低至5.18、5.26 mm。

高稳定性硅油乳液的制备分析

硅油具有耐热、耐旱、化学稳定性良好、憎水性、润滑性、耐候性以及低表面张力的优势,且对于人体无毒无害,因此目前已经被广泛应用到人类的各个领域。本文开展高稳定性硅油乳液的制备分析,在简单介绍高稳定性硅油乳液以及其应用领域后,以甲基硅油(2000mPa.s)作为主要原料进行乳液制备,随后进行乳液分散性、稳定性与流动性的分析,最终确定制备阶段的最佳参数,从而一定程度自宏观促进我国硅油乳液制备水平。

硅烷乳液憎水剂用量对混凝土性能的影响研究

文章主要研究了不同用量的硅烷乳液憎水剂对混凝土性能的影响,探索改良混凝土性能的配料方法。具体而言,在混凝土基础制备过程中,调整硅烷乳液憎水剂掺量。制备4组试验试件,其中硅烷乳液与混凝土的质量比分别为1.0%、1.5%、2.0%及空白组,对四组试验试件分别开展力学性能、防水性能、抗碳化、抗冻融测试。试验测试结果显示:硅烷乳液憎水剂用量越高,混凝土力学性能与抗冻融性能越差,但是1.5%硅烷乳液憎水剂混凝土具有良好的防水性与抗碳化性能,该试件能抵御水分下渗至混凝土,水体能直接从混凝土表面流失且带走灰尘,达到良好的冲洗清洁效果。因此,适量使用硅烷乳液憎水剂能提升混凝土的耐久性与防水性。

铝板表面无机与有机硅烷复合杂化膜的制备与性能

为替代对环境污染严重的传统磷化和六价铬钝化技术,制备了一种由氨基硅树脂、聚氨酯树脂和无机金属组成的硅烷钝化液,将该钝化液涂布于脱脂后的铝板表面使其形成有机无机杂化膜。研究了钝化液pH值、氨基硅树脂的质量分数、聚氨酯树脂的质量分数和无机金属离子Zn^(2+)、Mn^(2+)、Ni^(2+)和Ce^(3+)的种类对杂化膜耐腐蚀性能的影响,并用IR、SEM和TGA对杂化膜进行形貌和结构的表征,通过电化学实验测出不同条件下涂覆杂化膜的铝板的开路电位、EIS谱和Tafel极化曲线对杂化膜进行耐腐蚀性能表征。结果表明:pH值趋于4.5、氨基硅树脂质量分数占15.0%、聚氨酯树脂质量分数占10.0%、金属离子为1.5%Zn^(2+)时所得杂化膜耐腐蚀性能较好。

氨基硅油微乳液改性水性聚氨酯的合成和性能

合成了水性聚氨酯乳液和氨基硅油(AEAPS)微乳液改性水性聚氨酯乳液,研究了两种水性聚氨酯的性能及在织物上的涂层效果。结果表明,当氨基硅油相对于聚丙二醇的质量百分比为8.18%时,有机硅改性水性聚氨酯乳液的离心稳定性好,乳液胶膜表面硅原子的质量分数为0.92%;该有机硅改性水性聚氨酯软段相与硬段相的微观相分离增大,乳液胶膜的耐水性能和热稳定性提高;该有机硅改性水性聚氨酯乳液作为织物涂层剂时,可以赋予织物柔软、滑爽的风格。

丙硅乳液的核磁共振研究

单介绍了2 9SiNMR实验技术 ;用2 9SiNMR测定了丙硅乳液原料羟基硅氧烷的平均聚合度、平均分子量、平均羟基含量 ;用1 3CNMR分析了丙硅乳液的结构组成 .

羟基硅油乳液的制备与应用

在综合国内外文献的基础上,介绍了羟基硅油乳液的常规乳液,微乳液和细乳液的制备方法,论述了其在纺织柔软剂,皮革光亮剂、滑爽剂,防水剂,纸张柔软剂等方面的应用,并对其发展方向进行了展望。

高稳定性硅油乳液的制备研究

以2 000 mPa.s的二甲基硅油为主要原料,研究了乳化剂配方的选择、硅油乳液制备的条件,考察了乳化剂用量、乳化时间、乳化温度和搅拌速度等因素。结果表明,最佳乳化条件为:乳化剂用量为7%,乳化温度70℃,乳化时间30 min,搅拌速度800 r/min,乳化水分2次加入,乳化时间分别为10 min和20 min。制备的固含量约为40%的硅油乳液,稳定性和分散性好。

掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的抗冻性试验研究

进行了掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的水冻、盐冻以及不同冻融损伤后的毛细吸水试验。结果表明,在混凝土拌合料中掺加一定量的硅烷乳液,使混凝土的抗冻性降低,并且随着硅烷掺量增加,混凝土的抗冻性能变差。但是在不同的冻融损伤条件下,掺硅烷制备整体防水混凝土仍具有较好的抵抗水分侵入性能。

含氟硅乳液防水剂制备及其对石膏性能的影响

采用梯度乳液聚合的方法合成了1种含氟硅乳液(FSE)防水剂,并利用傅里叶转换红外光谱分析仪、整体旋转接触角测量仪和X射线光电子能谱仪对FSE乳胶膜进行结构表征与性能分析.考察FSE防水剂对石膏试样抗折强度、抗压强度以及耐水性能的影响,探讨了FSE防水剂对石膏强度及耐水性能的改性机理.结果表明:合成的乳液大分子中引入了氟、硅单体,因而其乳胶膜具有较优的憎水性能;掺加FSE防水剂可改变石膏晶体的形貌,使石膏晶体之间搭接紧密,晶间孔隙减少,因此石膏试样的抗折、抗压强度得到提高;FSE乳胶膜具有堵塞石膏硬化体微细孔隙或改变石膏硬化体大孔隙内表面能的作用,进而阻碍水分的渗入,因此掺FSE防水剂石膏试样的耐水性能得到改善.