页岩气井用石英砂的耐老化机理研究

石英砂是非常规气体开采中非常实用的一种基础材料,在地层水模拟石英砂服役过程中,发现其破碎率下降。选用两种规格的石英砂在地层水中恒温浸泡不同时间,通过对浸泡前后的石英砂进行XRF、XRD、SEM、EDS、XPS、FT-IR等表征,探索石英砂的耐老化机理。XRF结果表明石英砂浸泡后ClO_(2)含量增加,XRD结果出现了SiCl_(4)和钙长石新峰,XPS结果出现了Cl2p和Ca 2p峰。这些结果揭示出地层水中的Cl-离子进入石英砂间隙中,与SiO_(2)反应生成SiCl_(4),从而生成硅酸凝胶,包覆在石英砂表面,阻断了石英砂与水的接触,加上石英砂表面附着有生成的钙长石,增加了石英砂的强度,从而提高了石英砂的抗破碎能力。