掺锰超轻支撑剂的制备及性能研究

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本站小编 Free考研考试/2022-01-01

范俊梅^1*，刘丹²，王显光³，石秉忠³，袁方利^4*

1. 北华航天工业学院材料工程学院，河北廊坊065000 2. 北京服装学院，北京 100029 3. 中国石化石油工程技术研究院，北京 100101 4. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190

收稿日期:2020-06-10修回日期:2020-08-20出版日期:2020-11-22发布日期:2020-11-20
通讯作者:范俊梅

基金资助:超轻支撑剂结构设计、制备及在清水压裂中的性能研究;基于含油废渣资源化及其在含油废水处理的应用研究

Study on the preparation and performance of Mn-doped ultra-low density proppants

Junmei FAN^1*, Dan LIU², Xianguang WANG³, Bingzhong SHI³, Fangli YUAN^4*

1. College of Materials Engineering, North China Institute of Aerospace Engineering, Langfang, Hebei 065000, China2. Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing 100029, China3. Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering, Beijing 100101, China4. State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Received:2020-06-10Revised:2020-08-20Online:2020-11-22Published:2020-11-20
Contact:Jun-Mei meiFAN

摘要/Abstract

摘要： 在保证支撑剂高强度的条件下，尽可能降低支撑剂的视密度是页岩气清水压裂技术开发的关键。本工作以低品位铝矾土、微米SiO2为主原料，水玻璃、纳米SiO2、氧化锰为辅料，用等离子动态烧结和后期高温烧结法制备方法制备超轻支撑剂，探讨了不同氧化锰掺杂量和不同烧结时间对其物相成分、体积密度、视密度和承压69 MPa下破碎率的影响。并基于经典PKN压裂模型模拟超轻支撑剂在裂缝中沉降与运移规律进行研究。结果表明，成功制备了视密度为1.639 g/cm3，在69 MPa下破碎率8.91%的超轻支撑剂，其最佳氧化锰掺杂量为7.5wt%，最佳烧结温度和烧结时间为950℃和2 h。超轻支撑剂比常规支撑剂在水平方向上运移了更长的距离，支撑剂在裂缝内部的分布也相对更均匀，可以满足中深油井的清水压裂要求。

引用本文

范俊梅刘丹王显光石秉忠袁方利. 掺锰超轻支撑剂的制备及性能研究[J]. 过程工程学报, 2020, 20(11): 1336-1343.
Junmei FAN Dan LIU Xianguang WANG Bingzhong SHI Fangli YUAN. Study on the preparation and performance of Mn-doped ultra-low density proppants[J]. Chin. J. Process Eng., 2020, 20(11): 1336-1343.

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