气凝胶含量对泡沫混凝土孔结构及性能的影响

分别以水泥、气凝胶为胶凝材料和填充材料,采用机械发泡法制备了新型高性能气凝胶泡沫混凝土。研究了气凝胶含量对泡沫混凝土干表观密度、导热系数、吸水率及抗压强度的影响,表征了气凝胶泡沫混凝土孔结构及孔径分布。结果表明,气凝胶泡沫混凝土的密度和导热系数明显低于普通泡沫混凝土,体积吸水率也显著降低,当气凝胶体积含量为20%时,气凝胶泡沫混凝土的密度从719 kg/m~3降低至512 kg/m~3,导热系数从0.188 W/(m·K)降低至0.121 W/(m·K),体积吸水率从37.3%降低至32.2%,抗压强度虽有所降低,但仍符合JG/T 266—2011《泡沫混凝土》的强度要求。     

四川盆地川西坳陷新场须家河组二段致密砂岩储层裂缝发育特征及主控因素

四川盆地川西坳陷新场须家河组二段（须二段）砂岩储层具有埋藏深、致密的特点,天然裂缝的发育对储层至关重要。通过地表露头调查、岩心观察、常规测井和成像测井解释等手段分析新场须二段气藏天然裂缝的发育特征,认为须二段储层裂缝可划分为网状缝、立缝、高角度缝、斜缝、低角度缝和平缝,以低角度缝和斜缝为主;裂缝主要发育在新场构造带中东部地区的须二段中、上亚段,走向主要为NE-SW向、NW-SE向和EW向,以EW向晚期构造裂缝最发育,并与区内现今最大主应力方向一致。基于裂缝参数与产能参数交会分析,明确不同类型裂缝对产能的贡献度,认为新场须二段气藏有效裂缝为倾角大于30°的构造裂缝（立缝、高角度缝和斜缝）。区内有效裂缝的发育受控于断裂、构造变形、岩石粒度、岩石成分和岩层厚度等多方面因素,但距离晚期SN向逆断层的距离是须二段天然构造裂缝发育的关键控制因素,其次是构造变形及构造组合样式。距离晚期SN向逆断层上盘200 m范围内的褶皱发育区可作为新场地区今后裂缝预测、评价及天然气开发的重点区域。     

川西坳陷西部龙门山隆升时期上三叠统须家河组沉积响应

四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组沉积时期经历了海相—海-陆过渡相—陆相沉积环境的转变,龙门山隆升过程中坳陷周缘不同物源供砂的差异性致使盆内砂体展布规律复杂、储集体非均质性强。以川西坳陷须家河组二段和四段为研究重点,结合钻、测井以及地震资料,阐明沉积地层及砂体展布特征,揭示须家河组沉积时期沉积充填过程及其对龙门山隆升的响应。须二段沉积时期,龙门山北段局部隆升,弱挤压与强物源供给背景,以米仓山-大巴山供砂为主;海-陆过渡相三角洲前缘叠置河道具有相对的一致性与继承性,北部主河道向东迁移。须三段沉积时期,龙门山北、中段整体表现为水下隆起,强挤压与弱物源供给背景,南部康滇古陆及米仓山-大巴山为主要物源;海-陆过渡相三角洲砂体主要发育于坳陷北部和南部斜坡部位,滩坝砂体呈点状局部发育坳陷中央。须四段沉积时期,龙门山北、中、南段全面隆升,弱挤压与强物源供给背景,会同北部米仓山-大巴山双侧供砂且整体连片;湖相三角洲砂体范围稳定,总体呈NW-SE与NE-SW双向展布。龙门山幕式挤压过程中隆升强度和时序的差异共同控制了各沉积时期坳陷内砂体的沉积充填过程。     

超轻气凝胶泡沫混凝土热工性能实验与模型研究

以气凝胶粉体为填充材料,短切玻璃纤维为增强体,实验制备了一种新型高性能气凝胶泡沫混凝土,与传统隔热材料(如普通混凝土、聚苯乙烯泡沫)等进行对比实验研究.采用保温盒实验法测试,在室内温度恒定35℃,盒内初始温度25℃的条件下进行热工性能测试,结果表明:在盒内温度上升至35℃时,聚苯乙烯、混凝土、气凝胶泡沫混凝土保温盒所需时间分别为5h、4.5h和9h;同时采用热容-热阻简化传热模型,研究了在周期性室外干扰下保温盒的热工性能,结果发现:气凝胶泡沫混凝土保温盒的延迟时间是聚苯乙烯或混凝土盒的2倍,衰减倍数与聚苯乙烯盒相当,是混凝土盒的3.5倍.这表明气凝胶泡沫混凝土的热工性能明显优于传统保温隔热材料.     

地下建筑的防火设计及防火涂料应用研究

开发利用地下空间资源,是拓展人类生存空间、改善环境的重要途径,但地下空间火灾易发、烟气浓度大、温度高、疏散扑救困难,因此防火设计至关重要。分析了地下建筑火灾特点,火灾时烟气流动规律分析方法及其应用,火灾时人员疏散的模型研究,室内装饰材料的防火性能及防火涂料在地下建筑的应用,并对地下建筑防火设计未来发展提出了设想。     

轻质低导热气凝胶泡沫混凝土的制备与性能实验研究

以超级隔热气凝胶为填料,采用预制泡沫混合法制备了新型气凝胶泡沫混凝土,测试了其密度、导热系数、抗压强度等性能,结果表明气凝胶泡沫混凝土的密度和导热系数较普通泡沫混凝土明显减小,而且同密度等级下抗压强度优于普通泡沫混凝土和规范要求.当气凝胶添加量为13.0 kg/m3泡沫加入量为70vol％时,气凝胶泡沫混凝土的密度和导热系数分别为270.2 kg/m3和0.069 W/m·K,较普通泡沫混凝土(400 kg/m3)的密度等级和导热系数(约0.08 W/m·K)分别减小了32.5％和13.8％;还研究了泡沫和气凝胶配比对泡沫混凝土的密度、导热系数和抗压强度的影响,并拟合给出了导热系数、抗压强度和密度间的经验关系式.     

准噶尔盆地中部凹陷区二叠系—三叠系油气成藏主控因素与勘探方向

准噶尔盆地近年在中央坳陷边缘斜坡区二叠系上乌尔禾组、三叠系百口泉组连续获得重大油气发现,但盆地中部凹陷区针对该领域的钻探仅2口井获低产而多口井目的层未见油气显示,因此亟需深化该地区的油气成藏认识,明确其主控因素。通过对中部凹陷区成藏条件的分析,结合已钻井成藏分析,明确凹陷区失利井未获油气发现的直接原因为局部“通源断裂”不发育和储层物性差。基于此,建立了凹陷区二叠系—三叠系油气藏“通源断裂”、“优质砂体”二元控藏的下生上储成藏模式。根据“通源断裂”与砂体的配置关系,明确地层超覆背景下的上乌尔禾组、百口泉组低位扇三角洲前缘砂体岩性油气藏是下步风险勘探的首选领域,有利区面积约3 600 km2;中—下二叠统烃源岩层系内的非常规油气和源外多层系常规油气综合勘探是未来主要勘探方向。      

微生物碳酸盐岩储层特征与主控因素——以塔里木盆地西北缘上震旦统-下寒武统为例

通过对比分析塔里木盆地西北缘上震旦统-下寒武统微生物碳酸盐岩储层特征,认为随着时代的变迁,不同地层因微生物岩类型的差别而具有不同的微生物岩储层特征。上震旦统以发育泡沫绵层白云岩、非叠层石球粒白云岩和层状叠层石白云岩为主要储集岩石类型,并发育于上震旦统奇格布拉克组的中上部,以微生物层产出;而下寒武统则以凝块石白云岩、泡沫绵层白云岩和叠层石白云岩为主要储集岩石类型,并以礁体或微生物层产出。总体上,微生物碳酸盐岩储层储集空间类型多样,以窗格孔、球粒相关溶蚀孔、泡沫绵层腔溶蚀孔、泡沫绵层腔铸模孔、泡沫绵层腔超大溶孔、凝块间溶孔、晶间孔与晶间溶孔为特征。与其他类型碳酸盐岩储层类似,微生物碳酸盐岩储层的形成是沉积、成岩、构造作用等多种因素共同作用的结果,不同之处在于在某种程度上微生物结构对该类储层的储集空间类型及其结构具有一定的决定性作用。其中,沉积微相和微生物结构总体上控制着微生物岩储层类型及其展布特征,是微生物碳酸盐岩储层形成的基础,而白云石化、埋藏溶蚀作用和构造运作用是微生物岩储层有效孔隙形成的主要影响因素。该项研究成果将为塔里木盆地深层油气勘探提供重要依据。     

华北北部地区蓟县系高于庄组-雾迷山组白云岩储层特征与形成主控因素

华北北部地区蓟县系高于庄组-雾迷山组白云岩储层以岩石与储集空间类型多样、孔隙结构与受控因素复杂以及非均质性强为特征,并由此制约了该区油气和地热等资源的勘探与开发。以野外露头和岩心为研究对象,开展了大量的野外地质考察、岩心观察、薄片鉴定与物性分析等研究工作,进一步总结分析了高于庄组-雾迷山组白云岩储层特征及其优质储层形成主控因素。研究结果表明,高于庄组-雾迷山组发育一套以微生物白云岩为主的储层类型,岩石结构构造复杂,其中,锥状叠层石和凝块石为其最有利的储集岩石类型。按照储集空间组合,可将储层划分为孔洞缝复合型、裂缝-孔隙型和孔隙型3种类型。其中,蓟县系雾迷山组白云岩储层以孔洞缝复合型为主,物性最好;高于庄组则以裂缝-孔隙型和孔隙型主,物性相对较差。综合分析认为,研究区高于庄组-雾迷山组规模优质白云岩储层是多种因素耦合作用的结果,其中微生物礁滩、印支期以来的构造隆升、破裂及溶蚀作用为其形成主控因素。     

Fe掺杂NiCo-LDH的制备及OER催化性能

层状双金属氢氧化物(LDH)因具有组成和结构易于调变等优势而被广泛用作析氧反应(Oxygen evolution reaction,OER)催化剂.通过溶剂热法合成了由二维纳米片组成的花状结构的NiCo-LDH材料,并利用Fe离子对其进行刻蚀,合成了 Fe掺杂的NiCo-LDH.在OER催化性能测试中,与未刻蚀的NiCo-LDH相比,在电流密度为10 mA·cm-2时,Fe掺杂的NiCo-LDH材料的过电位仅为273 mV,塔菲尔斜率为98 mV·dec-1,OER性能显著提升.此外,所合成的Fe掺杂的NiCo-LDH材料还表现出良好的长期稳定性,经过16 h的连续测试,其OER催化活性仍然能保持在80％.Fe离子刻蚀使NiCo-LDH纳米片具有较多的边缘缺陷,能够提供更多的边缘位点作为活性中心;并且Fe离子的引入改变了NiCo-LDH的电子结构,增加了 LDH的层间距离,从而有效改善了催化剂的催化活性和动力学性能.