黏土矿物高温热变及对储层孔隙结构的影响

金家油田沙一段稠油油藏储层黏土矿物主要为钙基蒙脱石,含量高且具膨胀性,导致储层具强水敏性,制约油藏热采开发,因此需要对黏土矿物高温热变特征进行研究,明确其对储层孔隙结构影响方式。高压釜高温物模实验后样品晶间距、溶质分析、X衍射、扫描电镜等资料分析表明:在100℃以上的高温条件下,随温度升高,蒙脱石晶间距减小,膨胀性减弱,对储层孔隙结构的危害不大;蒙脱石及其他成岩矿物高温条件下发生溶蚀、转化形成新的矿物颗粒充填改造大、中孔喉,变成微、小孔喉,导致储层孔隙结构变差。以此,明确了高温条件下影响储层孔隙结构的关键因素是钙基蒙脱石及其它成岩矿物转化形成新的矿物颗粒造成的堵塞而非其膨胀性。     

二连盆地巴彦乌拉铀矿床目的层黏土矿物特征及其意义

二连盆地巴彦乌拉铀矿床是我国典型的古河谷砂岩型铀矿床,铀主要经潜水-层间氧化作用富集成矿。为了研究其黏土矿物组成、含量、形态特征及其产状,对区内目的层黏土矿物进行了X射线衍射、扫描电镜及能谱分析。分析结果表明,二连盆地巴彦乌拉铀矿床目的层黏土矿物成分基本一致,主要为蒙脱石、高岭石、伊利石,个别样品中见少量绿泥石。蒙脱石集合体呈花朵状、片状,高岭石集合体呈书页状、扇状,伊利石集合体呈片状,绿泥石集合体呈玫瑰花朵状。黏土矿物以分散质点式不完全充填于孔隙中和薄膜式贴附于颗粒表面。根据分析结果,总结了该矿床氧化带分带黏土矿物特征;并探讨了黏土矿物对砂岩的孔隙度和渗透率的影响及其与铀成矿的关系。     

北京地区细粒土微观特征及宏观力学性质研究

对从北京地区获取的10块代表性细粒土样品进行了X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）分析和常规土工试验,以对北京地区细粒土的微观特征及其对土体宏观力学性质的影响进行研究.结果表明：北京地区细粒土的主要矿物成分包括石英、长石、方解石和黏土矿物,其中,黏土矿物的主要组分为伊利石和伊蒙混层;北京地区细粒土土体结构疏松,颗粒矿物之间连接较弱导致较难形成骨架支撑,且粗颗粒矿物表面通常被细颗粒矿物包裹,细颗粒矿物的存在形式包括基质和团粒两种,在SEM观察中可通过组分和结构差异进行区分;北京地区细粒土的宏观力学性质受矿物组成和微观结构的联合控制,除了矿物颗粒本身性质对土体强度的影响之外,黏土矿物和粗颗粒矿物之间的结构配置对土体的抗压强度和抗剪强度也有重要影响.     

碱激发粉煤灰和矿粉改性疏浚淤泥力学特性及显微结构研究

采用水玻璃作为碱激发剂激发粉煤灰和矿粉的活性来固化疏浚淤泥,对固化淤泥进行无侧限抗压强度试验、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)测试,研究了固化材料配比、龄期、水玻璃掺量及水玻璃模数对固化疏浚淤泥强度的影响,确定了各组分之间的最佳配比,观测了固化淤泥的物相组成及显微结构特征.力学试验结果表明:水玻璃掺量7%、模数1.0~1.5时对粉煤灰和矿粉的激发效果最优,相比于粉煤灰,水玻璃对矿粉的激发效果更佳;水玻璃模数相同的情况下,矿粉掺量越大强度越高;各组分最优配比(疏浚淤泥、矿粉、水玻璃质量比为60∶40∶7)时,28d无侧限抗压强度可达到12 140kPa.SEM和XRD试验结果显示:在水玻璃的激发下,固化淤泥水化生成长石类和沸石类等晶相,这些晶相连接紧密,形成致密的微观结构,这是固化后疏浚淤泥强度的最重要来源.     

黏土矿物水化膨胀及无机盐溶液对其抑制作用

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。     

兰州西津黄土-古土壤序列中黏土矿物特征

采用扫描电镜和X射线衍射实验方法,分析兰州西津黄土层和古土壤层中的黏土矿物质量分数,计算其化学风化指数和结晶度,结合粒度和磁化率指标探讨黏土矿物质量分数比值的古环境意义.研究表明:黄土-古土壤序列的黏土矿物组合类型比较单一,黄土层中主要有伊利石、绿泥石和高岭石;古土壤层中主要为伊利石、绿泥石、高岭石、蒙脱石和伊/蒙混层矿物.西津钻孔中的黏土矿物对化学和物理风化较为敏感,古土壤发育时的水解程度强于黄土.与西津黄土的磁化率和粒度指标一样,黏土矿物质量分数比值在黄土和古土壤层中的差异能进行古环境重建.     

NH3·H2O污染桂林红黏土的微观结构演化

为了探究碱污染红黏土微观结构演化规律,利用桂林地区氨水(NH_3·H_2O)污染红黏土的扫描电镜图像来研究在不同浓度(0、4.5%、9.0%、13.5%、18.0%)、不同时间效应(0、1、7、14 d)下,污染红黏土的微观结构图像的变化特征,利用MATLAB软件处理图像,统计分析NH_3·H_2O污染红黏土微观结构参数(孔隙率、孔隙个数、孔隙平均面积和孔隙分形维数)的变化。试验研究结果表明:同一组试件,随着氨水浓度的递增,土颗粒表面变化过程由表面细腻平整光滑、土颗粒间孔隙少、团粒体结构较致密、多为片状或叠片状→表面依次变得粗糙不规则、孔隙增大、有少量的粒状体出现→逐渐递变为团粒体结构疏松、孔隙扩散、出现粒状架空结构。究其原因可知,氨水溶液的浸入在红黏土矿物的微孔隙、表面和层间产生聚集、沉淀、腐蚀等系列物理化学作用,使土颗粒间原本起到胶结固化作用的物质被消耗,原生的土体结构发生破坏,土颗粒间的孔隙增大结构松散,压缩空间增大,稳定性下降。     

杂色黏土渗透试验及渗透系数影响因素灰色关联分析

本文通过变水头渗透试验获得了杂色黏土的渗透系数.为研究杂色黏土渗透性的影响因素,分别测得杂色黏土的自由膨胀率和孔隙比,并利用X衍射进行了矿物成分分析.由于实验结果数量有限,选择灰色关联模型探究上述参数影响杂色黏土渗透系数的主次因素.研究表明:蒙脱石含量与杂色黏土渗透性具有较高的关联度;其次是矿物成分中长石、石英等的含量,因黏土在沉积过程中长石类矿物与黏土矿物反应,对次生孔隙有显著的控制作用,表明杂色黏土渗透性与沉积环境相关;而孔隙比只定性表示孔隙总体数量,与渗透系数关联度相对较小,结合扫面电镜分析了孔隙对渗透性影响.     

粘土矿物高温热变及对储层孔隙结构的影响*

金家油田沙一段稠油油藏储层粘土矿物主要为钙基蒙脱石,含量高且具膨胀性,导致储层具强水敏性,制约油藏热采开发,因此需要对粘土矿物高温热变特征进行研究,明确其对储层孔隙结构影响方式。高压釜高温物模实验后样品晶间距、溶质分析、X衍射、扫描电镜等资料分析表明测试分析表明：在100℃以上的高温条件下,随温度升高,蒙脱石晶间距减小,膨胀性减弱,对储层孔隙结构的危害不大;蒙脱石及其它成岩矿物高温条件下发生溶蚀、转化形成新的矿物颗粒充填改造大、中孔喉,变成微、小孔喉,导致储层孔隙结构变差。以此,明确了高温条件下影响储层孔隙结构的关键因素是钙基蒙脱石及其它成岩矿物转化形成新的矿物颗粒造成的堵塞而非其膨胀性。     

东营凹陷古近系深部碎屑岩储层中的黏土矿物

通过钻井岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜观察、X射线衍射、岩心物性分析等手段对东营凹陷古近系深部碎屑岩储层中的黏土矿物和储层物性进行研究.结果表明:研究区古近系深部碎屑岩储层黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,绿泥石次之,高岭石含量比较低;净砂岩中的黏土矿物主要由长石和岩屑溶解形成,储层物性表现为高孔高渗,杂砂岩中的黏土矿物主要是沉积黏土矿物及其转化产物,易损害储层物性;黏土矿物含量小于15%的储层勘探方向是寻找与油气充注匹配的次生孔隙,黏土矿物含量大于15%的储层勘探方向是寻找裂缝发育带及裂缝发育带附近的淋滤带.     

可溶性硅酸盐体系混合碱的分析

研究了 BaSiO_3和 BaCO_3酸解条件。以百里酚兰为指示剂,分析可溶性硅酸盐体系中混合碱的方法,较之氯化钡法,双指示剂法及系数校正法快速、准确,相对误差在0.2%以下。解决了可溶性硅酸盐体系混合碱分析问题。     

原砂对新型改性水玻璃型砂溃散性的作用机理

研究了原砂对水玻璃型砂溃散性的影响；通过扫描电镜观察了水玻璃型砂高温焙烧后的粘结桥形状和砂粒表面特征，用电子探针和X射线衍射分析了砂粒表面膜的主要生成物的成分和形态，揭示了不同品位的石英砂与水玻璃粘结剂发生高温反应后残留强度高低不同的原因．研究结果表明，都昌砂高温下与水玻璃反应生成了高熔点的蜂窝状钾长石，导致型砂的残留强度很低；而海城砂则生成了低熔点的物质，使得型砂的残留强度很高．因此，改变石英原砂的表面状态是提高水玻璃型砂溃散性的一个有效途径．     

超细粉末材料改性水玻璃粘结剂

从几种可能的超细材料里面筛选出一种最合适的超细材料,就这种材料对水玻璃粘结剂的具体性能影响展开研究.结果表明:用经过特殊处理后的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂,具有常温强度高、残留强度低等优点;超细粉末材料改性的水玻璃粘结剂采用酯硬化工艺,可使水玻璃粘结剂的加入量低于3.0%,在水玻璃砂常温强度有所提高的前提下,其溃散性显著改善.较佳的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂的测试结果为(与不改性水玻璃相比):常温24h强度提高了30.7%,残留强度下降了40.1%.     

水玻璃粘结剂的固化和粉化机理研究

以沙子为骨料,水玻璃作为黏结剂,三氯化铝作为固化剂,制备成大尺寸多孔沙砖,研究水玻璃黏结剂的固化机理和粉化机理。通过采用红外和X射线衍射仪测试在不同环境和不同固化时间黏结剂的结构变化和官能团变化,发现水玻璃凝胶在干燥环境不断脱水,其中的Si—O—Al键含量随时间延长而增加,形成稳定的网状交联结构;在潮湿环境,受到羟基作用使Si—O—Al键断裂而导致黏结剂粉化。     

精细陶瓷原料硅酸锆高纯超细粉的研制

精细陶瓷原料硅酸锆高纯超细粉的研制周歧发，潘幸，林光明，张进修（中山大学超细材料研究中心，广州５１０２７５）关键词硅酸锆，超细粉分类号ＴＱ１７４·７５８硅酸铬（ＺｒｓｉＯ；）具有优良的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性，它属于四方晶系，具有岛状结构，化学稳定性...     

高性能人造硅酸盐骨料及其混凝土的性能研究

 利用固体废弃物研制了一种高性能的人造硅酸盐骨料,期望可以取代天然骨料用于混凝土制备。采用水热合成的方法,将工业固体废弃物制备成堆积密度为859 kg/m³,筒压强度最高达20.65 MPa 的人造硅酸盐骨料。将人造硅酸盐骨料作为粗骨料配制混凝土,混凝土的28 d 抗压强度为52.26~68.71 MPa,表观密度为1881~1949 kg/m³。在基体相同的情况下,将人造硅酸盐骨料与普通石子进行等体积替换,配制的混凝土的28 d 抗压强度相当,但人造硅酸盐骨料混凝土的表观密度比普通混凝土降低约20.5%,具有轻质高强的特点,能够达到结构混凝土的要求。从混凝土的破坏形态看,人造硅酸盐骨料与基体的界面结构比天然骨料好,界面强度高,无界面剥落的情况发生。     

熔模铸造高强薄壳工艺研究

提高水玻璃型壳强度，减薄型壳厚度，对节能降耗有相当大的意义．针对影响硅酸铝质粉料型壳强度的３个主要因素，进行了实验室和生产验证试验，结果表明，粒度分散分布的阳泉三级矾土粉料，在９００℃下可获得很高的高温强度．与生产现场用的二级矾土粉料相比，减薄型壳２１％以上，节约焙烧时间２５％     

强化钠水玻璃粘结强度的新机制

通过高倍透射电镜、电子探针、Ｘ射线衍射、扫描电镜等测试方法，对经过不同硬化工艺制得的钠水玻璃凝胶胶粒大小、结构、成分等进行了分析，发现强度高的胶粒细小、结构致密。认为强化钠水玻璃的粘结强度的机制在于抑制硬化过程中胶粒生长过大。采用能稳定或阻抑胶粒长大的化合物（有机或无机或复合物）有利于对钠水玻璃改性；使用有机酯类型的促硬剂、加热硬化、真空硬化等措施均有利于钠水玻璃凝胶的胶粒细化，有利于提高钠水玻璃砂的强度。     

扫描电镜及电子能谱对硅酸钙水合晶体生产过程的研究

以扫描电镜-电子能谱为主要研究手段,并辅之以X-射线衍射、透射电镜-电子衍射等结构分析方法,对蒸压条件下硅酸钙水合晶体的生成过程进行了较为系统的研究。结果表明,硅酸钙水合晶体的生成经历了水合C_a~(2+)离子扩散进入圆筛藻孔道中、晶核的形成、晶种的生成、晶体长大等几个主要阶段。并结合不同的反应阶段对制备条件的要求进行了有关的讨论。     

硅酸钠对水泥抗渗性的影响

使用硅酸钠对水泥进行改性实验,检测改性试样的气孔率、吸水率、抗渗性,利用XRD分析与SEM扫描电镜观察研究了硅酸钠对水泥微观结构的影响。结果表明：硅酸钠可提高水泥抗渗性,最佳质量配比为1.5~2%。硅酸钠促进硅酸钙类结晶物的生成,结晶物堵塞孔隙,从而提高了水泥的抗渗性。