低渗煤层注水增效材料研发及性能评价

本书针对我国低渗煤层注水防灾效率不佳的问题，分析煤层注水效果的主控影响因素与作用规律，分别从强化煤层裂隙渗透性和改善煤体表面润湿性两方面入手，系统性地开展注水增效材料的研发与类别优选，并对各类材料的基础性能进行物理实验测试，提出包括压裂液、暂堵剂、纳米颗粒、微乳液等相关材料的适用条件，以及最优配方和剂量等制备参数。

1《图像处理教程》，副主编，人民邮电出版社，2013.62《计算机应用基础》，参编，中国广播电视出版社，2012.83 、2013年，指导学生参加江西省中等职业学校第九届技能竞赛电脑组装与维护比赛获个人三等奖，个人被为"优秀指导教师"

目录
前言
符号说明
第1章 绪论 1
1.1 煤体孔裂隙结构注水渗流与润湿机制研究现状 3
1.2 煤层注水对矿山灾害的防治作用机理研究现状 5
1.3 深部低渗煤层注水增效技术发展历程与研究现状 8
参考文献 10
第2章 煤层注水效果影响因素研究 14
2.1 煤体有效连通孔裂隙结构表征研究 14
2.1.1 煤体有效连通孔裂隙结构影响因素分析 14
2.1.2 煤体有效连通孔裂隙结构分形理论研究 15
2.2 基于分形理论的煤层注水微观渗流模型构建 17
2.3 煤体结构影响注水效果的因素研究 18
2.3.1 Morris筛选法 18
2.3.2 主控影响因素定量分析 19
2.3.3 基于Morris筛选法的煤层注水微观渗流模型简化 21
2.3.4 主控影响因素作用规律分析 21
参考文献 25
第3章 VES清洁压裂液的配制及基础性能 26
3.1 VES清洁压裂液配方的确定 26
3.1.1 常见清洁压裂液主剂与辅剂的筛选 26
3.1.2 实验药品及实验设备 27
3.1.3 剪切黏度的实验与分析 28
3.1.4 剪切稳定性的实验与分析 34
3.1.5 无机盐使用量的确定 38
3.2 VES清洁压裂液破胶方式优选 39
3.2.1 强氧化剂的破胶性能 39
3.2.2 阴离子表面活性剂的破胶性能 42
3.2.3 水稀释的破胶性能 44
3.2.4 烃类的破胶性能 45
3.3 VES清洁压裂液的性能评价 48
3.3.1 流变性分析 48
3.3.2 滤失性分析 49
3.3.3 润湿性分析 50
参考文献 52
第4章 阴离子压裂液优选及对煤样渗透率的影响 54
4.1 阴离子压裂液配制及优化 54
4.1.1 实验药物及规格 54
4.1.2 实验方法 55
4.1.3 BJ-2和KCl质量浓度优化 56
4.1.4 KOH质量浓度的确定 63
4.1.5 EDTA质量浓度的确定 63
4.2 阴离子压裂液的性能评价 64
4.2.1 阴离子压裂液性能实验 64
4.2.2 煤油的破胶结果分析 65
4.2.3 除锈剂的破胶结果分析 67
4.2.4 汽油的破胶结果分析 68
4.2.5 柴油的破胶结果分析 70
4.2.6 阴离子压裂液滤失结果分析 72
4.3 阴离子压裂液对煤样渗透润湿的影响分析 73
4.3.1 煤样采集及基本数据 73
4.3.2 煤样接触角和渗透率测试 73
4.3.3 阴离子压裂液对煤样润湿影响分析 74
4.3.4 阴离子压裂液对煤样渗透率影响分析 75
参考文献 76
第5章 低密度新型水溶常温暂堵剂及堵漏性能 77
5.1 低密度水溶性暂堵剂的配置及优化 77
5.1.1 实验药物及规格 77
5.1.2 实验方法 78
5.2 暂堵剂性能评价 79
5.2.1 暂堵剂悬浮性测试以及体积密度测量实验 79
5.2.2 暂堵剂抗压性能测试实验 82
5.2.3 暂堵剂溶解性能测试实验 84
5.2.4 暂堵剂颗粒的红外光谱分析实验 85
5.3 暂堵剂封堵性能测试 87
5.3.1 主要实验设备 87
5.3.2 煤样采集及基本数据 87
5.3.3 煤样的制备 88
5.3.4 实验步骤 89
5.3.5 结果分析 89
第6章 纳米减阻流体制备及对煤层注水渗流的影响 94
6.1 纳米减阻流体材料制备及理化特性测试 94
6.1.1 纳米颗粒改性 94
6.1.2 改性纳米颗粒基础性能表征 95
6.1.3 纳米二氧化硅分散液的制备流程 97
6.1.4 SDS对表面张力的影响 98
6.1.5 十八醇对表面张力的影响 99
6.1.6 二氧化硅浓度对表面张力的影响 100
6.1.7 纳米流体润湿性表征 100
6.2 室内煤层注水渗流实验 101
6.2.1 主要实验设备 101
6.2.2 煤样试件的制备 102
6.2.3 纳米流体渗流效果验证 106
6.3 多孔介质煤自发渗吸实验 107
6.3.1 实验方法 107
6.3.2 煤阶与流体对渗吸高度的影响 108
6.3.3 煤粉粒径对渗吸高度的影响 109
6.4 纳米减阻材料对煤层注水渗流的影响规律 110
6.4.1 纳米减阻流体在煤层中的适用性分析 110
6.4.2 纳米减阻流体注水增渗效果分析 111
参考文献 111
第7章 丙三醇微乳液对煤层渗流润湿及保湿特性的影响 113
7.1 丙三醇微乳液对煤层润湿特性产生的影响 113
7.1.1 微乳液及试样制备 113
7.1.2 接触角与表面张力实验结果分析 114
7.2 微乳液及成分对煤层渗流特性的影响 116
7.2.1 型煤试样制备 116
7.2.2 渗流实验步骤 119
7.2.3 渗流实验结果及分析 120
7.2.4 润湿剂黏度测量 124
7.2.5 渗透率计算 124
7.3 微乳液及成分对煤层保湿特性的影响 126
7.3.1 实验准备 126
7.3.2 实验过程 126
7.3.3 实验结果及分析 127
参考文献 130