废弃泥浆制作水泥泡沫轻质土室内试验研究

为处理废弃泥浆,利用水泥协同泥浆制作泥浆水泥泡沫轻质土来修筑高速公路路基。制作了相同重度、不同水固比以及相同水固比、不同重度的泥浆水泥泡沫轻质土试块,测试在标准养护条件下28 d抗压强度,探究泥浆水泥泡沫轻质土水固比、水泥比例与重度对28 d抗压强度的影响。结果表明:泥浆泡沫轻质土的28 d抗压强度与水固比成负相关,与重度和水泥比例成正相关;配制合适的废弃泥浆水泥泡沫轻质土可用于高速公路路基修筑。此外,1 m3泡沫轻质土中,各掺量分别为水泥397 kg、干泥浆193 kg、水383.5 kg、发泡液27.1 kg时,流值为187.3 mm,试块28 d抗压强度可达2.62 MPa,且早期强度较高、水泥用量较少,可作为泥浆水泥泡沫轻质土的推荐配比。

泡沫泥浆在防渗墙泥浆护壁中的应用

在土体粒径大、渗透性能好的地层中开挖防渗墙或打桩时经常会出现槽(孔)壁坍塌、泥浆渗漏量大和卡钻等问题。而利用泡沫密度小、黏度大的特性,在护壁泥浆中加入泡沫有助于防渗堵漏,具有较好的应用效果。阐述了为寻求泡沫泥浆的合理配比、探讨其护壁效果,选择α-烯基磺酸钠(AOS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、十二烷基硫酸钠(K12)和复合植物蛋白发泡剂(HT)等4种发泡剂进行的发泡体积、半衰期测定并开展了泡沫泥浆基本性质试验和渗透试验,结果表明:4种发泡剂中,HT泡沫半衰期为500 min,保持稳定的时间最长,在泥浆中加入泡沫后可以提高泥浆的黏度,降低泥浆的动切力和静切力,使泥浆黏滞阻力减小并可减少环空能量损失;相同条件下,泡沫泥浆比普通泥浆渗漏量小,其渗漏量随着泡沫掺比的增加先减小、后增大,泡沫掺比为20%时渗漏量最小。

拜耳赤泥基泡沫轻质土流变特性及其调控方法

泡沫轻质土因其轻质、高强、流动性好、施工效率高的优点成为解决交通领域不均匀沉降等路基病害问题的有效材料.拜耳赤泥替代水泥制备成为赤泥基泡沫轻质土并应用于交通工程建设中,可获得巨大的工程价值和生态效益.本研究针对赤泥基泡沫轻质土工程适用性问题,开展了赤泥基泡沫轻质土流变性能调控方法研究,揭示了水胶比、减水剂对赤泥基泡沫轻质土流变特性、抗压强度的作用规律.试验表明,萘系减水剂对改善新拌浆液流动性能最为显著,水胶比0.5~0.6的流动度介于165~212 mm有利于现场浇筑;掺杂质量分数0.3%的萘系减水剂在水胶比0.5时可将流动度由165 mm增加至176 mm.水胶比的增加使抗压强度呈现先升高后降低的趋势,聚羧酸减水剂对抗压强度具有削弱作用,而萘系减水剂可提升抗压强度,最终确定了水胶比和减水剂的最佳设计值.

泡沫陶瓷材料的制备及性能研究

以石英砂尾泥为主要原料采用发泡剂法制备泡沫陶瓷材料。主要研究了原料配方即石英砂尾泥、废玻璃粉、发泡剂、稳泡剂的用量对泡沫陶瓷的体积密度、吸水率和孔隙率的影响。结果表明:体积密度随石英砂尾泥和SiC用量的增加而降低,随稳泡剂用量的增加而升高。吸水率随石英砂尾泥用量的增加而增大,随SiC和稳泡剂用量的增加而降低。石英砂尾泥和废玻璃粉的最佳配比为55%和45%。发泡剂、稳泡剂最佳用量分别为2%和1%。

改性赤泥微粉温拌剂制备及泡沫沥青性能研究

分别采用浓度为1 mol/L的HCl、NaOH、NaCl溶液对活化赤泥微粉进行改性,制备改性赤泥微粉温拌剂与泡沫沥青,通过室内试验研究了温拌剂对沥青胶浆低温流变性能与抗老化性能的影响规律。结果表明,活化赤泥微粉的最佳化学改性剂为NaOH;当发泡温度为150℃,温拌剂掺量为20%时,最佳含水率由35%降至30%条件下膨胀率达到7.7倍;温拌剂显著提高了泡沫沥青的低温流变性能,但随着温拌剂掺量的增加,提升效果有所减小;温拌剂进一步提高了沥青的抗老化性能,随着温拌剂掺量的增加,抗热氧老化性能提升效果减弱,抗紫外老化性能提升效果增强。

可循环微泡沫泥浆在地浸砂岩铀矿中的应用

针对地浸砂岩型铀矿内蒙古鄂尔多斯盆地银东地区和巴音戈壁盆地巴音戈壁地区钻进中经常出现钻孔漏失、孔壁坍塌,堵漏时间长等问题而开展的可循环微泡沫泥浆研究试验,较好地解决了地层渗漏水问题,减少了生产用水量,明显提高了机械钻速和岩心采取率,降低了生产成本。可循环微泡沫泥浆钻探工艺不需要投入空压机和增压装置,仅利用现有泥浆泵即可使用,大大降低了钻探成本,有利于推广使用。

DF-1型泡沫剂的研制和应用

从提高钻井效率、保护孔壁、提高岩矿芯采取率的技术要求出发，研制了专门用于多工艺空气钻进配制泡沫液和泡沫泥浆的新型泡沫剂——ＤＦ－１型泡沫剂。用该泡沫剂配制的低密度钻井液体系适用于低压漏失、孔壁失稳、干旱缺水等复杂条件的钻进，取得了令人满意的成效。应用结果还表明，ＤＦ－１型泡沫剂在地热钻井、水文水井钻探、地质灾害治理工程中也有良好的应用效果。

急倾斜特厚煤层采空区煤自燃治理关键技术研究

针对陈兴远煤矿42-43号急倾斜特厚煤层采空区易发生煤自燃的问题,通过分析岩层移动规律发现,受采动影响形成的顶板侧裂隙漏风与采空区大量遗煤复合作用是影响采空区煤自然发火的主要因素。针对火区地表漏风严重、浮煤区域分布广且呈立体分布的特点,提出构建地表回填堵漏风,井下钻套一体化快速灭火钻孔施工、立体式灌注三相阻化泡沫泥浆快速降温防复燃的火区综合治理技术。应用这些技术有效抑制了火区的蔓延,并成功扑灭了该火区。

高性能欠平衡泡沫钻井液体系的研究

针对欠平衡泡沫钻井时可能遇到的高温、高浓度地层盐水和油类物质污染问题,研究出了高性能泡沫钻井液体系,并评价了该体系的泡沫性能以及抗高温、耐盐和油类物质污染性能。该体系是以抗高温、耐盐和起泡能力强的烷基甘油基醚磺酸盐类表面活性剂AGS-8、AGS-10和茶皂素按质量比为4∶6∶5复配得到的AGSS起泡剂体系为基础,进一步加入2%的黏土和0.3%FA367-Ⅱ而得。实验结果表明,高性能泡沫钻井液体系具有起泡能力强、泡沫稳定的性能,并表现出良好的抗高温、耐盐和抗柴油污染能力强的特点,可有效阻止欠平衡泡沫钻井时因事故停泵而引起钻屑沉降卡钻等事故。

泡沫水泥浆稳泡剂的优选试验研究

为了研究泡沫水泥浆中稳泡剂的优选,本试验选择了3种稳泡剂作为研究对象。通过正交试验对试验结果进行了分析,对比了3种稳泡剂对泡沫水泥浆的结石率和结石体密度两种性能指标的影响。经过综合分析,最终确定了泡沫水泥浆中稳泡剂的选择及适宜浓度。

可循环泡沫钻井液研究与应用

胜利油田的草桥、孤南、桩西、临盘等地区的古潜山地层,连通性好,孔隙度高,裂缝、溶洞发育。钻井过程中极易发生严重的井漏,有的井甚至造成报废。研究了可循环泡沫钻井液体系,并在室内对该体系的性能、稳定性、抗污染能力及油气层保护等性能进行了评价。现场29口井的应用表明,可循环泡沫钻井液体系具有一定的稳定性,密度低(0.60—0.90 g/cm^3),携砂性能好。解决了胜利油田古潜山地层易漏问题,减少了钻井液对油层的损害,降低了钻井成本,提高了原油产量,获得了良好的经济效益。

空气/泡沫钻井技术在高陡构造带凉东003-2井的应用

凉东003-2井是位于川东北高陡构造带的1口滚动勘探开发井。该井二开采用了空气/泡沫钻井技术,总进尺为767.50 m,纯钻时为116 h,平均机械钻速为6.62 m/h,起到了加快钻井进度及防漏的作用。由于二开井眼较大,井较深,钻进中出水量大,为了满足携岩要求需较高压力,从而导致浅层地表岩石的裂缝、大鼠洞、方井、地表发生窜漏;并且由于地层产水量大,接单根时井底沉砂严重。介绍了该井在二开井段钻遇的井下复杂情况及其处理措施。

糖滤泥作成孔剂研制环保型保温材料

以粉煤灰、废玻璃以及粘土为主要原料,糖滤泥为成孔剂,经粉碎、球磨、干燥、成形、烧成研制新型环保型保温材料。试验研究表明:以粉煤灰25wt%,糖滤泥28wt%,废玻璃14wt%,水曲柳33 wt%,在成型压力为20MPa,烧成温度1060℃,保温时间30min下,可制备出体积密度为1.265g/cm3,抗折强度14 MPa,孔隙率达到35%的环保型保温材料。

一种耐高温耐盐泡沫酸起泡剂的筛选研究

根据120℃下对代表性中原砂岩油藏岩心的静态溶蚀性能，选出由12％盐酸、2％氢氟酸、3％有机酸、0．5％辅剂组成的混合酸液为酸化液的主体酸，为该酸液筛选了起泡剂。实验研究的起泡剂共6种，代号分别为：QP-1，阳离子型的1227；QP-2，非离子型的OP-10；QP-3，非离子型的ACl210；QP-4，两性离子的BSl2；QP-5，自制复合型；QP-6，阴离子型的K12。在水中，6种起泡剂起泡能力相差不大，1％溶液的起泡倍数在7～10之间．QP-5最大，QP-6次之。在混合酸液中QP．6不起泡，其余5种起泡剂的起泡倍数略有差别，QP-5最大．QP-4次之。QP-6除外的含1％起泡剂的混合酸液在不同温度下保持4小时，温度≥90℃时QP-2起泡能力大降．其余4种在120℃均可用。用质量比8：1的NaCl＋CaCl2调节含1％起泡剂的混合酸液的矿化度，矿化度≥1．6×10^5mg／L时QP-1失效，QP-5、QP-4、QP-3的起泡倍数分别为6．1、6．0、4．1。当含油量由0％增至30％时，1％QP-5在混合酸液中的起泡倍数仅由7．0降至4．9，QP-4、QP-3、QP-1均迅速失去起泡能力。代号QP-5的复合起泡剂可用于制备中原高温高盐砂岩油藏用的泡沫混合酸．用量0．8％～1．2％。图6表1参4。

赤泥发泡砌块试验及反应机理研究

利用生产氧化铝的废渣——赤泥、轻烧镁粉(MgO)、六水氯化镁(MgCl2·6H2O)和各种添加剂制备赤泥发泡砌块,分析了各因素对赤泥发泡砌块强度和密度的影响,并对反应机理进行了探讨。得出最佳配合比为:赤泥30%、MgO40%、F-3高效复合发泡剂3.0kg(其它组分干料约700kg时)、MgCl2·6H2O20%、细砂5%。

伊朗TBK气田严重漏失与严重坍塌地层钻井液技术

TABNAK气田是伊朗南部位于波斯湾近海岸的一个出露背斜,地层岩性主要是碳酸盐岩和页岩。该气田地层裂缝发育,钻井过程中井漏和井塌问题非常严重,钻井作业十分困难。一开采用微泡沫钻井粗泡沫堵漏工艺;二开采用稳定泡沫钻井液;三开采用聚磺钻井液;四开采用硬胶泡沫钻井液;五开和六开采用随钻堵漏技术与低密度水包油钻井液相结合的方法,钻井过程中防漏堵漏效果好。现场应用表明,该套钻井液体系密度低,防漏、防塌效果好,抗盐、抗钙和携砂能力强,机械钻速快,钻井施工顺利,成本低,基本解决了TBK气田表层钻井和固井漏失问题。据TBK-2井、TBK-3井和TBK-6井完井统计,实际钻井液材料费用比预算分别降低了67.4％、81.0％和76.3％。

以赤泥为助熔剂制备长石质发泡陶瓷

以赤泥作助熔剂、长石为主要原料、碳化硅微粉为发泡剂,通过模压成型、高温发泡等工序制备了长石质发泡陶瓷。研究了赤泥含量对发泡陶瓷线膨胀率、体积密度、微观形貌、抗折强度和晶体结构的影响。结果表明,以赤泥作助熔剂,可以有效降低发泡陶瓷的发泡温度,大幅提升碳化硅发泡剂的利用效率;随着赤泥含量的增加,发泡陶瓷内部形成的泡孔逐渐增多,孔径逐渐增大,线性膨胀率先增大后降低;在赤泥含量7. 5%时线膨胀率最大,此时发泡陶瓷的发泡率与孔径均匀性都较为理想,体积密度与抗折强度分别为0. 41 g/cm3和(0. 85±0. 04) MPa;发泡陶瓷的物相结构为石英(SiO2)、霞石(NaAlSiO4)、钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)和莫来石(3Al2O3·2SiO2)。

若尔盖铀矿田漏失层空心微珠泥浆试验研究

若尔盖铀矿是我国四大基本类型铀矿田之一,矿层为灰岩、硅灰岩,圈团状纵向裂隙发育,长孔段失返性全漏失,泥浆性能难以维护,孔壁失稳,堵漏花费大量的人力、物力。为提高钻进效率,针对地层漏失机理,通过降低漏失压力实现平衡钻进,分别开展了空气泡沫、微泡沫泥浆以及空心微珠等低密度泥浆体系的研究和试验。实践表明,空心微珠低密度泥浆体系是一种适合若尔盖铀矿田漏失层钻进的泥浆体系。

赤泥对聚乳酸热性能、力学性能和发泡行为的影响研究

通过熔融共混法制备了二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)改性的聚乳酸/赤泥(PLA/RM)复合材料,并利用超临界CO_(2)固相发泡法对复合材料进行发泡,采用差示扫描量热仪、万能试验机和固相发泡法对复合材料的结晶行为、力学性能和发泡行为进行了研究。结果表明,RM对PLA具有促进结晶的效果,结晶度由5.34%提高至13.89%;RM含量对材料的泡孔参数具有明显控制作用;当加入5%(质量分数,下同)的RM时,发泡材料的泡孔密度降低至1.82×10^(7)个/cm^(3),发泡倍率达到2.25倍,当RM为3%时添加MDI时,泡孔密度由3.28×10^(7)个/cm^(3)提高到12.46×10^(7)个/cm^(3),发泡倍率由2.26倍提高到12.40倍;RM和MDI协同作用对PLA泡沫的泡孔形态和力学性能具有显著的调控作用。

也门32区块Tasour-5井钻井液技术

Tasour-5井是中原油田在也门32区块为挪威DNO/DOVE公司钻的1口定向探井,定向垂深为1850 m,井斜42°,水平位移为798 m。完井测试产油量为800 m/d。也门32区块上部地层坚硬,石灰岩裂缝发育,漏失严重;下部地层以石灰岩、泥页岩、砂岩为主,地层疏松,易漏失,属低压高产地层。上部地层采用空气锤/泡沫钻井技术,解决了该地层的漏失问题,泡沫钻井液的主要添加剂为碳酸钠、烧碱、HV-CMC、PAC-R和发泡剂;下部地层采用PHPA钻井液体系,钻井过程中用XCD聚合物和LCM堵漏剂对钻井液进行维护处理,使井径规则,井干净,有效地防止了地层坍塌和卡钻事故的发生。结果表明,泡沫钻井液和PHPA钻井液体系性能稳定,流变性能好,具有很强的防漏、防塌能力,润滑性好,滤失性和携砂能力强,维护简单,有效地保护了油气层,满足了该地区钻井施工的要求。