毕业设计-软锰矿粉对莫来石质支撑剂性能的影响研究.doc

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1、太原科技大学毕业设计（论文）软锰矿粉对莫来石质支撑剂性能的影响研究　　　　软锰矿粉对莫来石质支撑剂性能的影响研究摘要：以四级铝矾土为原料，软锰矿为添加剂制备了莫来石质陶粒支撑剂，并系统地研究了软锰矿添加量对陶粒支撑剂性能的影响。结果表明：当添加2wt%软锰矿粉制备得到的陶粒支撑剂具有最佳的性能，30/50目陶粒在52MPa下的破碎率最低为7.62%，体积密度为1.52g/cm3，视密度为2.8544g/cm3，满足中国行业标准SY/T5108-2006。软锰矿粉与原料中的杂质形成了液相，有利于晶粒的发育长大，这些液相

2、填充了支撑剂的晶界及气孔，从而获得了较为致密的陶瓷烧结体，降低了陶粒的破碎率。关键词：陶粒支撑剂，四级铝矾土，软锰矿，破碎率Effectofpyrolusiteadditiveontheproperitiesofmullite-phaseproppantsCollegeofMaterialsScienceandEngineeringMaterialsPhysics111401LiZhenyuDirector：WangKaiyueAbstract：Themullite-phaseproppantswereprepare

3、dbyusingtherawmaterialsofthefourthgradebauxitetogetherwiththepyrolusiteasadditive,andtheeffectsofpyrolusiteontheproperitiesofmullite-phaseproppantswerealsosystematicallyinvestigated.Theresultsshowedthatthe30/50-meshproppantswith2wt%additivepresentedthebestperfo

4、rmancewiththecrushratioof7.62%at52MPapressure,thevolumedensityof1.52g/cm3andtheapprancedensityof2.8544g/cm3.Theliquidglassappearduringthesinteringprocessofduetothepresenceofthepyrolusitepowderandtheimpuritiesoftherawmaterials,whichwasbeneficialtothegrowthofcrys

5、tal,thegapdecreaseofgrainboundaryandpores,andthereforethecrushratiooftheproppantsdecrease.KeyWords:Ceramicproppant,Fourthgradebauxite,Pyrolusite,Crushratio目录摘要IAbstractII第一章文献综述11.1水力压裂技术11.2支撑剂的应用21.3支撑剂的分类21.4支撑剂的制备方法31.4.1挤压-滚圆法31.4.2喷雾造粒法41.4.3离心造粒法41.5支撑剂的

6、发展历史与现状41.5.1石英砂支撑剂的特征及其优缺点41.5.2树脂包层石英砂支撑剂的特征及其优缺点51.5.3陶粒支撑剂的特征及其优缺点71.6莫来石81.7锰粉的作用81.8本课题的研究意义8第二章实验部分102.1原料选择102.2实验仪器102.3实验流程112.4莫来石陶粒支撑剂性能检测122.4.1体积密度检测122.4.2视密度检测132.4.3破碎率检测132.4.4X射线衍射分析(XRD)14第三章实验数据分析153.1破碎率153.2体积密度以及视密度163.3XRD分析173.4SEM分析18

7、3.5讨论19第四章结论21参考文献22致谢24第一章文献综述1.1水力压裂技术　　　水力压裂技术是低渗透油井开采的一项重要技术工艺，用来达到增加产量的目的，工艺过程如图l-1所示。水力压裂是利用高压泵组的原理，采用的排量远高于地层吸液能力。在油井中注入前置液，令到压裂层段中的液体压力到达某一个数值后，开启裂缝，而且同时延伸裂缝，随后采用高压技术在压裂裂缝中注入混有支撑剂的压裂液，而压裂液将不停地延伸压裂裂缝的长度以及宽度，压裂液中的支撑剂会在裂缝中沉淀下来并形成一个高导流通道，这有利于油气从地层远处流向油井底部[1

8、]。在压裂工程中，压裂液和支撑剂并不能被其他东西所替代。压裂液的作用是使裂缝张开并且沿裂缝运输所需要的压裂支撑剂[2]。图1-1压裂作业示意图1.2支撑剂的应用　　　支撑剂的作用就是当完成压裂作业后，在压裂产生的裂缝中沉积排列，以支撑裂缝，防止裂缝重新闭合，从而使在油层裂缝中的液体具有高流动性，提高流油通道和排油体积，降低液体流动阻力，增大孔隙