新疆三塘湖盆地马朗凹陷中二叠统芦草沟组泥页岩层系SiO2赋存状态与成因

为了弄清新疆三塘湖盆地马朗凹陷芦草沟组泥页岩层系中SiO_2对储集层物性、脆性等特性的影响,通过全岩和黏土矿物X衍射、岩石力学性质、阴极发光、扫描电镜及电子能谱等实验手段对其中SiO_2的赋存状态进行了研究,初步探讨了SiO_2不同形态赋存的机理,并在此基础上探究了石英含量对储层的影响。研究表明:凝灰岩、泥页岩和粉砂质泥岩中二氧化硅多以非晶态形式存在。二氧化硅在凝灰岩中多呈不规则球粒状,而在泥页岩和粉砂质页岩中无固定形态。凝灰质泥岩、凝灰质白云岩和白云岩中二氧化硅呈现一定的晶体形态。在凝灰质泥岩中,二氧化硅以自生石英形态聚集呈条带状,在凝灰质白云岩中则以自生石英形态发育于孤立的孔、洞之中,而白云岩中二氧化硅只能生长成Opal-A/Opal-CT阶段。凝灰质成分及其脱玻化作用为自生石英的生长提供了二氧化硅和生长空间,是控制SiO_2赋存状态的根本因素。此外,储集层孔隙度、渗透率和抗压强度都与石英含量呈一定正相关性,泊松比则与其呈负相关性。     

纳米镍/铁去除氯代烃影响因素的探讨

氯代烃是地下水中最常检出的有机污染物之一,传统的处理方法去除率很低。近年来随着铁还原技术的发展,纳米铁和纳米双金属也成为一个活跃的研究领域。利用批实验的研究方法以四氯乙烯(PCE)和四氯化碳(CT)为目标污染物,研究纳米镍/铁在去除PCE过程中的影响因素。实验结果表明,在碱性条件下,纳米Ni/Fe对PCE脱氯速率比在酸性和中性条件下脱氯速率更快;纳米Ni/Fe对初始浓度为6·51mg/L的PCE溶液脱氯速率是对初始浓度为20·56mg/L的PCE溶液脱氯速率的1·8倍;对于氯代程度相同的CT和PCE,对CT的脱氯速率明显快于对PCE。     

川西新场气田地气测量试验

通过对新场气田地气测量分析,发现地气测量的纳米微粒金属元素在新场气田上方有明显的异常显示。综合土壤地球化探结果对比分析,认为Ba、Cd、Cu、Mo、Zn、P、V、Ni等20多种纳米微粒金属元素在新场气田与相同的土壤微量元素都有着共同的响应。同时分析了有机地球化学指标在气田地表上方的表现模式,其特征和地气、土壤元素表现基本一致。地气测量方法在一定条件下对寻找天然气藏、确定气田范围具有一定的应用前景。     

环氧树脂/沸石纳米复合材料的制备及表征

提出了一种用原位插入法制取环氧树脂/沸石纳米复合材料的新方法, 详细探讨了钠化、有机化、环氧树脂插入、固化及制备环氧树脂/沸石纳米复合材料的条件, 在实验的基础上确定了最佳条件, 制成了纳米复合材料, 并用XRD和TEM对其结构进行了表征, 发现纳米复合材料的平均粒径在5 0~ 6 0nm之间, 同时力学性能有明显提高, 可用于高性能的工程塑料和高品质的粘合剂.      

Fe3+纳米胶体颗粒的光吸收边蓝移与溶液中Al/Fe比的关系

合成了n（Al）／n（Fe）和碱化度不同的45个聚合氯化铝铁（PAFC）样品,进行了光谱分析,结果显示光吸收边蓝移或红移以及Fe（Ⅲ）羟基氧化物和Al-Fe共聚体纳米胶体颗粒大小分布与溶液的Al／Fe比和碱化度（B=[OH]／[Al＋Fe]）密切相关。电镜观察和电子衍射分析表明：Al（Ⅲ）的加入使Fe（Ⅲ）羟基氧化物和Al-Fe共聚体纳米胶体颗粒变小、有序度降低是造成PAFE光吸收边蓝移和保持胶体颗粒在亚稳定状态下存在的重要原因。当n（Al）／n（Fe）〉8：2后,PAFC溶液中Fe（Ⅲ）羟基氧化物和Al-Fe共聚体胶体主要以〈10m的纳米颗粒形态存在,对应的光谱能级提高到26000cm^-1以上,且各种曰值下Fe^3＋的光谱能级趋于一致。这表明,在大量Al（Ⅲ）存在条件下,PAFE中Fe3^＋的所处的化学环境相似。点能谱分析显示,n（Al）／n（Fe）=4：6的样品中颗粒物的化学计量比最接近AlOOH,FeOOH,溶液的稳定性最差。     

陆相页岩非晶态二氧化硅定量分析新方法探索

通过扫描电镜观察和全岩矿物X衍射实验图谱分析发现,鄂尔多斯盆地延长组页岩中含有一定量的非晶态二氧化 硅。现有的三种计算非晶态二氧化硅含量的方法都有一定的缺陷：化学溶解方法分析周期长、且对其他矿物有一定程度的 溶解;X衍射定量分析法需要计算非晶态二氧化硅衍射图谱上圆丘散射曲线的积分强度,人为误差较高;增量法标样难以 配制,而且误差较高。在总结前人研究的基础上,提出了X衍射与微区矿物定量分析相结合的方法来解决计算多相体系中 非晶态二氧化硅含量这一问题。该方法避开了前人所提出方法的缺点,分别计算得到了结晶态石英含量与二氧化硅含量, 从而间接计算出非晶态二氧化硅含量,然而超高的实验成本也成为该方法在现阶段难以普及的主要原因。     

热处理褐铁矿去除水中的Mn2+

本文利用褐铁矿中针铁矿经热脱水相变获得以纳米晶赤铁矿为主要物相的纳米-微米多级孔结构材料,并用于模拟净化富Mn~(2+)地下水。同时考察了热处理温度、初始pH值、初始Mn~(2+)浓度、吸附反应时间等对材料去除溶液中Mn~(2+)的影响。XRD、TEM、BET表征结果表明,300℃热处理产物中赤铁矿孔径最小为2.7 nm,比表面积最大达到107.4 m~2/g。吸附实验结果表明,在pH值5~10的范围内,p H值对煅烧褐铁矿颗粒对Mn~(2+)去除效果影响较小;材料在贫氧条件下对水中低浓度Mn~(2+)的最大吸附量为6.45 mg/g;吸附动力学符合准二级动力学模型;褐铁矿热处理形成的纳米晶赤铁矿对Mn~(2+)具有吸附和催化氧化作用,其中的杂质锰氧化物对Mn~(2+)的吸附和催化氧化具有增强作用。     

鄂尔多斯盆地浅层大位移水平井钻井液体系优选

针对鄂尔多斯盆地浅层水平井钻井过程中的井壁稳定、井眼清洁、润滑减阻和储层保护的技术难题,通过分析储层的地质特征,在该区原用聚合物钻井液基础上,选择性加入MC-VIS、ABSN、纳米乳液和复合屏蔽暂堵剂,形成纳米乳液封堵钻井液体系,在保证施工安全的前提下,可将岩心渗透率恢复提高至8350%。通过七平1井的应用表明,纳米乳液封堵钻井液体系能够满足低渗透油层大位移水平井的钻井施工需求,为高效开发鄂尔多斯盆地浅层油气藏提供技术支持。     

膨润土负载纳米铁去除地下水中六价铬研究

随着人民生活水平的提高和城市化进程的加快,有机污染物及重金属高强度场地污染对人类健康、生态环境及社会安全构成了严重威胁。地下水中的重金属Cr(Ⅵ)污染逐渐受到重视,纳米零价铁可以有效地将六价铬还原成三价铬,使其沉淀固定下来,从而将污染源区的污染物消减固定,防止其向周围扩散。然而由于纳米铁颗粒微小,易被氧化,极易团聚,自身活性受到限制,因此,纳米铁的分散性、稳定性、良好活性研究至关重要。采用低成本环境友好型粘土矿膨润土作为负载材料制备膨润土负载纳米铁（B-NZVI）,批实验和柱实验研究B NZVI去除模拟地下水中Cr(Ⅵ)。结果表明：(1)自制的膨润土负载纳米铁个体呈球形,呈分散状负载于膨润土;(2)相同铁含量的B-NZVI处理Cr(Ⅵ)的效率远大于纳米铁,还原反应符合伪一级反应动力学模型,表观速率常数K随着B NZVI初始浓度的减小而减小;(3)B NZVI在石英砂柱中基本无迁移,适用于点源污染,Cr(Ⅵ)穿透曲线为B-NZVI的实际应用提供了理论和实验基础。     

合成磷灰石的去氟机理研究

用固相反应法和sol-gel法合成了不同类型的磷灰石（AP），并采用TEM、XRD、IR、BET比表面积法及静、动态吸附等方法研究了不同AP的比表面积、结晶度、晶胞参数、结晶尺寸、晶格缺陷度、Ca/P摩尔比和煅烧温度等与吸氟能力的关系，结果表明：结晶度高、晶粒大的AP有较小的吸氟量，属表面单分子层化学络合吸附机理；酸活化的AP有较大的吸氟量，属溶解-沉淀与沉淀物表面纳米尺寸效应吸附的复合去氟机理；具纳米尺寸的HAP在常温、常压、无二次污染、小于11mg/L的低含氟浓度废水中且不酸化情况下有较大吸氟量，属纳米尺寸效应吸附机理。