新型抑制性钻井液的研究

近期研制成功了一种新型以甲基葡萄糖甙（Ｍｅｔｈｙｌｇｌｕｃｏｓｉｄｅ,简称ＭＥＧ）为主剂的钻井液。该钻井液具有优异的页岩抑制性和储层保护特性,并且对环境无污染,在此详细介绍了ＭＥＧ钻进液的研究结果,并描述了ＭＥＧ基液性能评价及验证半透膜存在的研究结果。     

挤压对凹凸棒石粘土胶体性能的影响及其机理

凹凸棒石粘土经过挤压辊适当的挤压处理后,其内部显微结构被“膨松化”,并形成显微间隙与裂缝,从而使水分容易进入其中,造成显微结构的水化膨胀,以致在弱分散条件下就可在介质中解体分散,形成较镐粘度（如二次抗压凹土的粘度可达未挤压凹土的５～１０倍）。凹土经挤压后,其水悬液的角变性和依时性也明显增强,而流变特性则随凹土挤压程度的加深有从不典型宾汉体向假塑性流体演变的趋势,且塑性粘度（η１）上升,动切力（ι０     

川西甲基卡伟晶岩型矿床中含硅酸盐子矿物包裹体的发现及其意义

伟晶岩对研究岩浆向热液的演化过程具有重要的研究意义。近年来,花岗岩浆的不混溶作用日益得到重视,被认为是伟晶岩形成的重要控制因素。川西甲基卡伟晶岩型矿床是中国最大的固体锂矿床。本人在甲基卡矿床中发现了大量富含挥发份的含硅酸盐子矿物的包裹体,这些包裹体不同于阿尔泰可可托海伟晶岩矿床和加拿大Tanco伟晶岩矿床中的熔体-流体包裹体,而同不混溶成因的水盐熔体组成相近。其他地质特征也表明,甲基卡矿床发生了花岗岩浆的不混溶作用。因此,可判断出,甲基卡矿床中的含硅酸盐子矿物包裹体是花岗岩浆不混溶作用的产物,为甲基卡矿床的花岗岩浆不混溶成因提供了新的佐证。     

硬脂酸钠改性蒙脱石对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

以阴离子表面活性剂硬脂酸钠为改性剂制备了硬脂酸钠改性蒙脱石(NaSTA-MMT).FI-IR和XRD分析表明插层剂已进入蒙脱石层间,且随着硬脂酸钠量的增加蒙脱石层间距从1.274 nm增加到4.805 nm。亚甲基蓝吸附实验表明,硬脂酸钠改性蒙脱石吸附行为遵循伪二级动力学方程。平衡吸附量与平衡质量浓度之间的关系符合Langmuir等温吸附方程所描述的规律。硬脂酸钠改性膨润吸附亚甲基蓝表现为自发的表面物理吸附过程,吸附活化能、吸附焓变和熵变分别为2.36 kJ/mol-、21.47 kJ/mol和-44.45 J/mol.K。     

坡缕石粘土的酸化机理及其影响因素

酸化生产活性坡缕石粘土,对于提高其品位和高效利用有重要意义。坡缕石粘土酸化机理及影响因素研究对其高效利用具有重要理论意义和实践价值。本文综述了酸化坡缕石粘土矿物组分、矿物学、比表面和孔道变化的特征以及酸化的主要影响因素等,并就坡缕石粘土酸化过程中存在的问题及研究方向做了简要论述。     

塔里木盆地深部煤层失稳机理及防塌钻井液技术

针对塔里木盆地深部煤层钻井过程中钻井液漏失和井壁垮塌等井下复杂问题,采用镜质体反射率分析、X射线衍射、扫描电镜等方法测试了煤的微观结构和理化性能。明确了煤层的失稳机理：煤中固定碳质量分数平均超过60%,镜质体反射率大于1.0%,煤化程度高、性脆、易破碎;黏土矿物总的体积分数低于25%,黏土中不含强水敏性矿物蒙脱石;煤层割理呈网状分布,其宽度主要集中在1~10 μm,易漏失。综合判定煤层失稳类型为力学失稳。以煤层微观结构为目标,结合钻井液材料粒度分布,优选沥青类封堵剂,设计出适用于煤层的沥青质聚磺防塌钻井液体系,其性能测试结果表明：沥青质聚磺防塌钻井液滤失量低、泥饼薄,能有效封堵煤的绝大部分割理,减少钻井液侵入量,防止煤层垮塌。研究成果一定程度上为塔里木盆地深部煤层的安全高效钻井提供技术保障。     

煤层气钻井井壁失稳机理及防塌钻井液技术

针对沁水盆地煤层气钻井中存在的井壁稳定技术难题,采用X射线衍射、扫描电镜、泥页岩膨胀实验、页岩分散实验测试了泥页岩和煤岩体的组构及理化性能,分析了井壁失稳机理。依据     

水化蒙脱石在浓电解质溶液中的特征及对溶液电导率的影响

经水化的蒙脱石,具有特殊的性能.本文通过经纯水水化的蒙脱石和未经纯水水化的蒙脱石,在浓Nil_4Cl溶液中的行为及对溶液电导率的影响,说明蒙脱石经纯水水化,在其表面形成较厚的水化膜,在浓NH_4Cl溶液中不易被NH_4~(+)离子“剥离”掉,表现出具有特殊的胶体性能.     

蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物在丙烯酸涂料中的应用机理研究

针对由两种具有不同层电荷特征的蒙脱石(M1和M2)所制备的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物和具有不同结构特征的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物用作丙烯酸涂料的助剂时,对涂料综合性能的影响规律及机理研究发现:利用层电荷较低的蒙脱石(M1)制备的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物用做丙烯酸涂料助荆具有较好的抗沉增稠效果,而利用层电荷较高的蒙脱石(M2)制备的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物的抗沉增稠效果较差;蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物结构特征影响其在丙烯酸涂料中的作用效应,具有单层倾斜结构的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物具有较好的抗沉增稠效果,而具有单层平卧结构和胶束结构的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物的抗沉增稠效果较差.     

Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附性能研究

采用盐熔融法,将Zn2+交换丝光沸石分子筛制备Zn2+改性丝光沸石吸附材料。通过该材料对甲基橙的吸附动力学和吸附热力学研究,了解其吸附机理。研究结果表明:Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述,计算值与试验值吻合较好,相关系数达到0.99;Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程,室温下相关系数均大于0.9。根据不同温度下的热力学平衡常数,推算出Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附吉布斯自由能变ΔG0<0,吸附焓变ΔH0>0,表明吸附为自发的吸附过程,升温有利于吸附的进行,且吸附过程主要是物理吸附。     

粘土矿物钝化改性和钝化机理初步研究

在岩土工程中,进行灾害防治和软基处理的一个核心问题是把粘土矿物由亲水性改造成疏水性,抑制和降低其含水量,使得粘土遇水后不再吸水膨胀,从而保持土壤的稳定性。岩土力学工程中以保持土壤稳定性为目的对粘土的改性称为“钝化”。所谓钝化就是用 钝化剂与粘土矿物表面发生反应,改变粘土矿物的表面结构,提高憎水性,增加粘土整体的力学性质,从而达到稳定土体的目的。在粘土矿物钝化中表面活性剂是一个重要的组成部分 ,但是表面活性剂在固液界面的吸附,除决定于其本身的性质外,还决定于固体的性质、溶 液的pH值和温度等。因此,研究粘土矿物表面结构和性质以及与钝化剂的相互作用是提高粘 土矿物钝化效果的重要途经。利用近代分析方法（XRD、IR、Raman、MAS NMR、TEM、AFM和S EM）,对粘土矿物（高岭石、蒙脱石和伊利石）钝化前后的表面结构和性质进行了系统研究 ,并结合相关的土力学、工程力学参数的测定,阐明粘土矿物钝化的机理,剖析和研制粘土 矿物钝化剂,为解决各类工程和灾害问题中的土壤稳定提供理论依据。     

非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。     

钻井液润滑材料性能对比评价研究

钻井液润滑性能是影响钻井速度和井下安全的关键因素之一。本论文介绍了钻井液润滑材料对比评价实验仪器及方法,对钻井液体系中常用润滑材料的性能进行对比试验分析,选择效果最好的润滑剂品种和最优的复配方案,制定合理的配套润滑技术措施。     

凹凸棒石粘土吸附铀的性能研究及应用

本文研究了凹凸棒石粘土吸铀的酸度,吸附速率、肿附反应热焓吸附容量等性能,确定了吸附铀的最佳条件,并采用动态法片处理了含铀废水,效果良好,钱的去除率在９９．９５％以上,排放液中的铀的残余浓度达到国家规定的０．０５ｍｇ／Ｌ排放标准。     

A Simplified, Accurate and Fast Method for Lithium Isotope Analysis of Rocks and Fluids, and δ7Li Values of Seawater and Rock Reference Materials

We report a new approach to conduct fast and accurate lithium isotope ratio measurements by MC-ICP mass spectrometry after wet chemical sample preparation. In contrast to most previously published methods our MC-ICP-MS set-up did not use a desolvating system to achieve appropriate ion beam intensities and, therefore, was less affected by matrix-induced shifts of the instrumental mass bias. As the total lithium background and build-up in the sample introduction system was low, previous sample residues could be washed out by an extended uptake of the new sample. Elimination of a nitric acid rinse step increased the sample throughput by a factor of two and allowed the instrumental mass bias drift to be tracked more precisely. δ⁷Li values of powdered silicate rock reference materials and seawater obtained in this study revealed good accuracy and an overall analytical uncertainty of typically 0.5‰ (2s). On the basis of a comparison between our lithium isotope data and compiled literature data, we recommend preliminary average δ⁷Li values for seawater (+30.8‰) and several silicate rock reference materials (BHVO-1: +5.0‰; JA-1: +5.6‰; JB-2: +4.8‰). The compilation of published δ⁷Li values for seawater suggests that the observed large lithium isotope differences are due to inter-method and/or interlaboratory bias. Most recently published δ⁷Li values for seawater show little variation and confirm a constant lithium isotope composition (at the sub ‰ level) of seawater in well mixed ocean basins.     

太平洋中部富REY深海粘土的地球化学特征及REY富集机制

深海沉积物中的稀土资源是一种新发现的、潜在的海底稀土资源.对太平洋中部重力活塞取样获得的90个深海粘土样品的矿物组分、常量和稀土化学分析结果进行了系统分析,并与中北太平洋以及西北太平洋南鸟岛附近海域深海沉积物稀土元素地球化学特征进行了对比.研究结果表明:太平洋中部深海粘土以富含沸石、富P及富REY为特征,其碎屑矿物中含有较多的鱼牙骨,其P₂O₅与CaO之间、P₂O₅、CaO与∑REY之间呈良好的正相关关系;其稀土分布模式表现为明显的Ce负异常、一定程度的重稀土元素富集和Y正异常.太平洋中部深海粘土REY富集的主要原因是深海粘土中含有过量的磷酸盐组分,推测过量的磷酸盐组分是由于深海粘土中鱼牙骨碎屑的加入引起的.在北太平洋海域,未受到热液活动影响的条件下,富REY的深海沉积物的稀土元素富集机制具有统一性和普遍性,可以归纳为深海沉积物中高REY磷酸盐的混入作用.      

粘度时变浆液的水化机制及其在治理基坑涌水中的应用

SJP型粘时变浆液;水化机制;流变性;基坑涌水     

超高压变质流体的组成与演化：中国大陆科学钻探工程主孔岩心的流体包裹体研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于大别-苏鲁超高压变质带东段的江苏东海县,孔深为5100m,其上部2050m钻遇的岩石主要为榴辉岩,其次是正、副片麻岩、石榴橄榄(辉石)岩以及少量片岩和石英岩。它们经历了超高压变质作用和随后的角闪岩相退变质作用。通过对上述各种岩石的详细流体包体观察和RAMAN光谱分析,发现了五种不同成分的流体包裹体:(1)中-低盐度水溶液包裹体(Ⅰ型),呈原生的孤立和小群存在于榴辉岩和片麻岩锆石的岩浆核和超高压变质边缘,或存在于绿辉石、黝帘石和被绿辉石包裹的方解石和石英中,偶尔呈出溶包裹体产于磷灰石中,而主要沿绿辉石、石榴石、蓝晶石、黝帘石和石英等矿物的穿颗粒裂隙分布;也呈孤立和小群产于切穿榴辉岩的方解石脉和片麻岩重结晶石榴石和绿帘石中;(2)CO2(±CH4)-H2O包裹体(Ⅱ型),存在于锆石的岩浆核和变质边缘,或沿石英裂隙分布;(3)含石盐±SiO2±CaCO3的复杂盐水包裹体(Ⅲ型),呈原生流体包裹体产在榴辉岩的绿辉石中,与石英出溶棒一起平行于绿辉石的C轴分布,或产在石榴辉石岩透辉石的晶内裂隙中;(4)富CO2包裹体(Ⅳ型),在榴辉岩的石英中随机分布;(5)单气相包裹体(Ⅴ型),沿各种矿物穿颗粒裂隙分布。流体包裹体产状及其与捕获时代关系表明,Ⅰ型和Ⅱ型包裹体可以出现在超高压变质岩原岩、峰期变质和退变质各阶段。Ⅲ型包裹体出现在超高压变质岩的早期减压退变质阶段。而Ⅳ型和Ⅴ型包裹体主要形成于角闪岩相及更晚的退变质阶段。本研究的主要认识是:(1)低盐度H2O和CO2流体在进变质、超高压变质和退变质作用各阶段均有存在,这表明在整个超高压变质演化过程中流体具有继承性。(2)超高压变质岩原岩和角闪岩相退变质岩中存在较丰富的流体包裹体,但在超高压峰期捕获的流体包裹体却很少见,这表明丰富的原岩流体或在超高压进变质过程中被排出岩石体系,或进入含水超高压矿物和结合进名义无水矿物。(3)复杂成分原生流体包裹体的发现证明在超高压变质峰期后的早期减压退变质阶段存在一种高盐度似熔体流体,名义上的无水矿物在超高压条件下可以保存相当量的流体,并在退变质过程中分离出来,产生流体-岩石相互作用。(4)角闪岩阶段的流体包裹体具有各种不同的化学组成,且在局部富集,推测可能有部分外部加入的流体。(5)流体包裹体类型、丰度和成分在不同岩石类型中和不同钻孔深度都存在明显差异,表明超高压变质作用过程中没有大规模的透入性流体活动。(6)根据超高压变质峰期包裹体等容线得到的压力值大大低于根据矿物温压计获得的近峰期变质压力,这表明包裹体的密度在捕获后发生了改变。这些改变是由于流体渗漏、部分爆裂和流体-岩石相互作用所引起。     

下庄矿田“交点”型铀矿床成矿机理研究及勘查思路探讨

文章通过岩石学、主微量地球化学、岩脉定年和实际勘查成果的对比研究,表明下庄矿田的中基性岩脉对铀成矿的控制作用在岩性上没有专属性。通过对中基性岩脉进行U_Pb锆石同位素测年,发现"交点"型铀矿床成矿时代与中基性岩脉成岩时代存在着巨大的矿岩时差,岩脉成岩过程中不能为铀成矿提供热源及矿化剂CO_2。对流体作用敏感的U/Th、Pb/Ce、Ba/La、Cs/Rb比值和对流体作用不敏感元素Ce/Yb比值研究为"交点"型铀成矿存在地幔流体作用提供了佐证;通过Fe~(3+)、Fe~(2+)、K_2O、Na_2O和Al_2O_3等与SiO_2线性关系的研究表明,矿化与硅化和碱交代关系密切,与其他常量元素的关系不明显。研究结果显示,中基性岩脉对铀成矿的控制作用通过对构造裂隙的控制实现,所谓的"交点"控矿本质是硅化带型铀矿化通过"界面效应"控矿的特殊表现形式,其本质是由于不同岩浆岩的产状和机械强度有所不同所致。