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合肥陶粒

陶粒砂在是有支撐劑方面的作用

陶粒是一(yi)種人造輕(qing)集料，是一(yi)種外(wai)殼(ke)堅硬(ying)，表面有一(yi)層(ceng)隔水保氣的(de)釉層(ceng)，內部(bu)具(ju)有微孔多(duo)孔的(de)陶質(zhi)粒狀物。它是以頁巖(yan)、海泥粘土、泥巖(yan)、粉(fen)煤灰、煤矸石(shi)等為原料，經(jing)加工成(cheng)料（球）再燒脹成(cheng)的(de)人造輕(qing)骨料，其粒徑小于5mm者(zhe)(zhe)為陶粒砂，大(da)于5mm者(zhe)(zhe)為陶粒。陶粒砂是(shi)現在(zai)已經(jing)不只是(shi)單單使(shi)用在(zai)建筑回填方(fang)面了，在(zai)很久(jiu)之前(qian)已經(jing)使(shi)用在(zai)了石油支撐劑方(fang)面了。

1.熔(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)制(zhi)奇(qi)法：采取(qu)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)的(de)(de)(de)形式制(zhi)作而成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)陶粒支撐劑(ji)，就是將鋁礬土(tu)等和輔(fu)助材料熔(rong)(rong)于(yu)高溫后(hou)又經(jing)強壓(ya)力氣體(ti)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)冷固而成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)支撐劑(ji)。曾有(you)(you)他國石(shi)(shi)油研(yan)究學家采用(yong)以玄武巖為(wei)主料進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)支撐劑(ji)實驗，對(dui)玄武巖采取(qu)熔(rong)(rong)化(hua)、熱處理和成(cheng)(cheng)(cheng)珠的(de)(de)(de)方法完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)處理后(hou)，它(ta)變成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)具有(you)(you)輝石(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)微(wei)晶(jing)硅酸鹽珠體(ti)。與之不(bu)同的(de)(de)(de)是在我國的(de)(de)(de)探索道路中，曾就某固體(ti)支撐劑(ji)及其(qi)制(zhi)作方法進(jin)行(xing)探索，研(yan)制(zhi)出了(le)一(yi)種(zhong)專用(yong)于(yu)深(shen)度大(da)的(de)(de)(de)油氣井中實現壓(ya)裂技術的(de)(de)(de)固體(ti)支撐劑(ji)。這種(zhong)特(te)殊固體(ti)支撐劑(ji)的(de)(de)(de)原材料主要為(wei)鋁礬土(tu)，在此基礎(chu)上少加(jia)或不(bu)加(jia)其(qi)他添加(jia)劑(ji)，將其(qi)經(jing)過(guo)電弧爐的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)作用(yong)，形態為(wei)球狀。這種(zhong)特(te)殊支撐劑(ji)有(you)(you)許多優勢如疏密適中、抗(kang)高壓(ya)低壓(ya)、易于(yu)保存等。它(ta)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)適宜(yi)于(yu)深(shen)度范圍為(wei)3000到4500米之間(jian)的(de)(de)(de)油氣井工(gong)程。但有(you)(you)其(qi)利必有(you)(you)其(qi)弊，熔(rong)(rong)融(rong)(rong)(rong)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)這一(yi)制(zhi)作方法雖得到了(le)小(xiao)范圍運用(yong)，但其(qi)耗能高、不(bu)好控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)缺點致使(shi)其(qi)在目前時期尚未大(da)范圍使(shi)用(yong)。

2.燒結制(zhi)備法(fa)：燒結制(zhi)備法(fa)就(jiu)是為(wei)了造就(jiu)優質(zhi)的陶粒支(zhi)(zhi)撐(cheng)劑(ji)而把(ba)陶瓷與傳統(tong)的陶瓷制(zhi)作技術(shu)揉合到一起的方(fang)(fang)法(fa)。其主要原材(cai)料為(wei)鋁礬土(tu)。這(zhe)種制(zhi)作方(fang)(fang)法(fa)在(zai)我國發展時(shi)間較長，高海利(li)等(deng)許多(duo)石(shi)油(you)學(xue)家就(jiu)曾在(zai)攀(pan)枝花地區(qu)，采取生料、高欽性爐渣、鋁礬土(tu)等(deng)放入數量適當的材(cai)料進行輔助(zhu)，的方(fang)(fang)法(fa)研制(zhi)。在(zai)完成復雜的細(xi)粉磨、成球操作及(ji)熱處理等(deng)多(duo)道程序后研制(zhi)出了一種高強度的石(shi)油(you)壓裂陶粒支(zhi)(zhi)撐(cheng)劑(ji)。其樣品在(zai)壓力69MPa的前提下，抗碎率為(wei)1.61%。由此可(ke)以看(kan)出，燒結法(fa)是制(zhi)作陶粒支(zhi)(zhi)撐(cheng)劑(ji)的方(fang)(fang)案。

工業(ye)廢(fei)(fei)料(liao)對于(yu)陶(tao)粒支撐劑的(de)(de)意(yi)義采取重(zhong)復利(li)用工業(ye)廢(fei)(fei)料(liao)的(de)(de)方(fang)(fang)式來制(zhi)作陶(tao)粒支撐劑，一(yi)方(fang)(fang)面可以使工業(ye)廢(fei)(fei)料(liao)得到(dao)再(zai)利(li)用，減(jian)少(shao)了資(zi)源的(de)(de)浪費(fei)，降低(di)成本。另一(yi)方(fang)(fang)面又能實現可持續發展，減(jian)輕(qing)廢(fei)(fei)料(liao)污染環境程度，起(qi)到(dao)環保(bao)的(de)(de)效果。而(er)在陶(tao)粒支撐劑制(zhi)作過程里(li)可重(zhong)復使用的(de)(de)工業(ye)固體廢(fei)(fei)物有(you)氧化程度、二氧化硅含量都較高的(de)(de)赤泥、粉煤灰和(he)陶(tao)瓷輥(gun)棒廢(fei)(fei)料(liao)等(deng)。

1.赤(chi)(chi)泥(ni)：鋁土礦(kuang)在(zai)(zai)變成(cheng)氧(yang)化(hua)鋁時所產(chan)生的(de)(de)(de)固體廢(fei)物(wu)就是(shi)赤(chi)(chi)泥(ni)。就日前(qian)國(guo)家曾發(fa)表(biao)的(de)(de)(de)研究數據我們知道，中(zhong)國(guo)每年可產(chan)生的(de)(de)(de)赤(chi)(chi)泥(ni)高達(da)40萬噸以(yi)(yi)上，而(er)其全部的(de)(de)(de)利用程(cheng)度(du)低達(da)15%左右(you)。如此數量巨大(da)的(de)(de)(de)赤(chi)(chi)泥(ni)長期存(cun)積(ji)，浪費大(da)量建筑用地(di)與農田(tian)用地(di)，并且赤(chi)(chi)泥(ni)中(zhong)的(de)(de)(de)氟化(hua)物(wu)和(he)堿(jian)性物(wu)質高溫溶解后會(hui)在(zai)(zai)一定(ding)程(cheng)度(du)上污染本地(di)水源，而(er)其中(zhong)的(de)(de)(de)固體粉末又會(hui)在(zai)(zai)一定(ding)程(cheng)度(du)上污染空氣，這(zhe)既不利于環(huan)境的(de)(de)(de)可持續(xu)發(fa)展又會(hui)大(da)幅度(du)降低人(ren)類身體素質。我國(guo)石油研究學家尹國(guo)勛等人(ren)就以(yi)(yi)赤(chi)(chi)泥(ni)為主要原材料(liao)制(zhi)成(cheng)了(le)新型的(de)(de)(de)陶粒(li)(li)支撐(cheng)劑，即在(zai)(zai)赤(chi)(chi)泥(ni)里放入(ru)煤研石和(he)粉煤灰等材料(liao)進行輔助，又加入(ru)適量的(de)(de)(de)添(tian)加劑制(zhi)作而(er)成(cheng)。中(zhong)國(guo)專利部門的(de)(de)(de)以(yi)(yi)耐酸(suan)為目的(de)(de)(de)所制(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)將赤(chi)(chi)泥(ni)作為主要原材料(liao)的(de)(de)(de)支撐(cheng)劑是(shi)先將赤(chi)(chi)泥(ni)、含鋁物(wu)質用球磨機球磨，呈現(xian)粉末狀(zhuang)形(xing)態(tai)后再添(tian)加含鋇(bei)物(wu)質和(he)增塑劑而(er)制(zhi)成(cheng)半(ban)顆粒(li)(li)狀(zhuang)成(cheng)品，將其在(zai)(zai)高溫1200至(zhi)1400攝(she)氏度(du)的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下燒結(jie)所形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)。

2.粉煤灰：發電廠里的煤粉經由高溫燃燒產生的工業廢渣就是粉煤灰。其化學成分多由二氧化硅、氧化鈉、氧化鈣、三氧化鋁、三氧化二鐵等集合形成。國際石油研究者娜仁圖雅等人在制作以粉煤灰為主要原材料的陶粒支撐劑時，在粉煤灰里添加了適宜數量的水、載土、成孔劑等材料進行輔助，攪拌集合而制成的微小球體在高溫條件下融化并形成粉煤灰型的陶粒支撐劑。我國研究者翟冠杰等人則在制作陶粒支撐劑時里放入足量粉煤灰燒結，這種方法制出的陶粒支撐劑雖然耐火、防滲、穩定又不導熱，但它的支撐強度卻很低，不宜于石油工程壓裂。

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