煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变研究

高岭石插层复合物作为新型矿物材料现已被广泛应用。然而,插层复合物热稳定性较难控制使其在聚合物中的应用一直受到限制。本文应用热分析、X射线衍射、质谱及发射红外光谱等表征技术对煤系高岭石/醋酸钾插层复合物受热分解产物及微结构变化进行了研究。结果表明,煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变主要经历以下几个阶段:插层水脱嵌(约350℃),插层剂醋酸钾脱嵌(约400℃),脱羟基(约450℃),偏高岭石形成(450~550℃),KHCO3出现(约600℃),KHCO3热分解形成K2CO3和KAl Si O4出现(约700℃),热解产品K2Al2Si O4出现(约800℃),K4Al2Si2O3出现(900~1000℃),大量K3Al O3形成阶段(1100℃及以上)。此外,还发现通过控制插层率和加热温度,可实现高岭石插层复合物的可控分解、新物相合成与转变,从而有利于新材料的合成。     

含煤地层中铵伊利石矿物特征及成因

NH4+和K+具有相同的离子半径(K+半径为0.133nm,NH4+半径为0.148nm),导致NH4+可以替代K+参与成岩作用形成含铵硅酸盐矿物,常见的含铵矿物有:水铵长石,含铵黑云母、铵伊利石等(Higashi S,1982;Juster T C,1987)。铵伊利石常见于有机质丰富的沉积地层     

扎鲁特地区无烟煤分子结构特征和模型构建

为了构建内蒙古扎鲁特地区无烟煤的分子结构模型，采用工业分析、元素分析、核磁共振碳谱、高分辨率透射电镜和X射线光电子能谱等测试方法对该地区无烟煤的分子结构进行研究。结果表明无烟煤分子结构中以芳香碳为主，脂肪碳以短烷基侧链和环烷烃为主。煤分子结构中氧原子主要以酚羟基和醚氧基的形式存在，氮原子主要以吡咯型氮和吡啶型氮的形式存在，硫原子主要的赋存形态是硫醇硫酚。结合由核磁共振碳谱测得的煤结构参数和由高分辨率透射电镜测得的芳香环尺寸和含量，构建了无烟煤大分子平均结构模型。对构建的模型进行了结构优化与能量分析，发现煤分子结构的芳香片层趋于平行排列，非键结势能中的范德华力是保持煤结构稳定的主要因素。本研究为采用分子动力学模拟从分子尺度研究扎鲁特地区无烟煤在石墨化过程中，其芳香碳层的拼叠过程及其反应路径提供了模型基础。      

基于定量古地理的BQART模型深时古地势重建方法

源—汇系统分析下的古地势重建是当前沉积学领域的一个热点方向。古地势重建对于理解区域构造演化、气候变化、地表风化、物源供给及其相互关系具有重要作用。BQART沉积通量模型提供了入海流域中沉积通量与地质背景B、水流量Q、流域面积A、最大地势高度R、年均温度T之间的经验关系,逐渐发展为深时尺度下古流域地势重建的重要工具。本文在综合层序—古地理、旋回地层学、古水文比例关系和古地貌比例关系等方法的基础上,提出基于定量古地理的BQART模型深时古地势重建方法,结合沉积体积回填法可进一步获得构造抬升幅度与速率。通过该方法获得峨眉山大火成岩省内带古地势在晚二叠世期间持续缓慢上升,至晚二叠世末达200余米,累计构造抬升幅度约500~750 m。该深时古地势方法适用于气候温暖湿润、构造相对稳定条件下的中大型外流盆地,对能源盆地的勘探开发具有重要意义。     

准格尔煤田哈尔乌素矿区6号煤层夹矸中勃姆石的分布及成因

运用X射线衍射、傅里叶红外光谱以及偏光显微镜等手段对内蒙古准格尔煤田哈尔乌素矿区主采6号煤层夹矸的矿物成分进行了分析,结果表明:勃姆石在6号煤夹矸中分布广泛,尤其是在煤层中部层位局部含量高达87%,底部层位勃姆石含量逐渐减少,而在煤层的上部层位则基本不含勃姆石。结合偏光显微镜分析推断其形成方式主要为2种,其一是高岭石脱硅蚀变形成;其二是泥炭聚集时期,由来源于盆地边缘隆起的古风化壳的Al(OH)3胶体在成岩作用过程中经压实脱水形成。     

反复插层对高岭石结构和性能的影响

利用二甲基亚砜(DMSO)和去离子水对高岭石进行重复的插层与水洗,并采用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、旋转魔角核磁共振(MAS NMR)、扫描电镜(SEM)对产物进行表征。研究发现,经10次重复插层与水洗,高岭石结晶度降低,结构遭到一定程度破坏但未发生崩塌。MAS NMR数据显示,Si谱未发生较大变化,Al谱化学位移变化了3.5×10-6,但Si原子和Al原子聚合度保持不变,高岭石主体结构仍呈层状结构。此外,随着水洗次数的增加,高岭石叠置片层减少,晶形遭到一定破坏。     

海拉尔盆地贝尔凹陷兴安岭群储层粘土矿物组成及成因研究

油田注水开发是保持地层能量,提高采收率的有效手段.海拉尔地区由于粘土矿物含量高,在开发过程中储层遇水易泥化、坍塌,严重影响油气的有效开采.通过X射线衍射、偏光显微镜观察和扫描电镜分析,确定了海拉尔盆地贝16断块兴安岭群储层自上而下存在三种粘土矿物组合:蒙脱石 高岭石 (绿泥石)→高岭石 伊/蒙间层 伊利石 (绿泥石)→伊利石 绿泥石 绿/蒙间层 伊/蒙间层.粘土总量在9.1%～69.1%之间,由地层浅部到深部呈现由高到低的变化规律.详细研究了水敏性极强的钠蒙脱石及其间层矿物,认为凝灰物质的水解蚀变以及长石和中、酸性岩屑在成岩过程中的次生变化是造成海拉尔地区粘土含量高的主要因素.     

数值模拟技术在海坨子油田开发调整研究中的应用

讨论分析数值模拟技术在海坨子油田开发调整研究中的思路和方法,采用美国Landmark公司VIP2003．4版本数值模拟软件包进行模拟研究,通过参数准备,静、动态拟合,模拟出海坨子油田海S9—11井组1—9砂组各小层剩余储量大小及不同阶段流体饱和度分布,结合可视化技术形象描述了海坨子油田剩余油变化规律及潜力区,在此基础上预测不同井网加密方式开发指标,并优选出最佳方案,为海坨子油田下步开发调整提供了重要依据,取得了较好的效果。     

罕见矿物--六方球方解石的发现及特征

大庆油田部分三元复合驱抽油井结垢现象比较严重。井中结垢损害抽油设备，增加了生产成本。通过运用XRD，IR，SEM和化学分析手段对抽油井垢的研究发现，垢的主要化学成分为CaO和SiO2，其含量分别为67％和28％，油井垢中的主要矿物成分是罕见矿物——六方球方解石。六方球方解石呈微晶状(1—10μm)，并常常以微晶聚集的球粒状出现，同时伴生有无定形SiO2。呈游离态的SiO2和有机质对于六方球方解石的形成起到了重要作用。     

有机酸对高岭石形成影响的模拟试验研究

利用富里酸、胡敏酸和盐酸与天然矿物－长石、蒙脱石和云母在常温常压下进行反应,探讨矿物溶解及高岭石形成机理。实验表明富里酸对这些矿物具有较大的溶解能力,其原因是由于形成了具有较大溶解度和活动性的有机硅和有机铝复合体。在中性－碱性条件下有利于有机硅复合体的形成,酸性条件下有利于有机铝复合体的形成。在富里酸作用下,蒙脱石和云母分别在４个月和８个月有少量转化成高岭石,说明层状硅酸盐矿物比架状硅酸盐矿物更易