油田封堵专用铝热剂的制备与性能研究

ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣８３５２.２０２３.０４.００７
油田封堵专用铝热剂的制备与性能研究❋
杨㊀光㊀谢兴华㊀谢㊀强㊀王学锐㊀李子玉
安徽理工大学爆破工程与器材研究所(安徽淮南ꎬ２３２００１)
[摘㊀要]㊀以纳米铝粉㊁硝酸钾㊁四氧化三铁和纳米二氧化钛为主要成分ꎬ研制出一种油田封堵专用复合铝热剂ꎮ该铝热剂通过熔化油田出油口周围的金属粉以及石块对出油口进行堵塞ꎬ以达到对油田封堵的目的ꎮ通过ＳＥＭ对铝热剂进行表征ꎬ并对其安全性能㊁燃烧性能以及封堵性能进行测试ꎮ结果表明:该铝热剂感度较低ꎬ需要较强的激发条件ꎬ安全性能好ꎻ燃烧温度高ꎬ燃烧时间长ꎬ１ｋｇ铝热剂可使５ｍｍ壁厚的铁管内壁最高温度达到２６８９ħꎬ铁管外壁最高温度达到１４３２ħꎬ燃烧持续时间约１４ｍｉｎꎻ可使出油口周围石块及金属粉熔化ꎮ在温度和时间控制以及封堵性能方面足以达到工业油田封堵的条件要求ꎬ可作为油田封堵专用铝热剂使用ꎮ
[关键词]㊀纳米铝粉ꎻ铝热剂ꎻ燃烧性能ꎻ油田封堵
[分类号]㊀ＴＱ５６７
ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆａＴｈｅｒｍｉｔｅＳｐｅｃｉａｌｌｙＵｓｅｄｆｏｒＯｉｌｆｉｅｌｄＰｌｕｇｇｉｎｇ
ＹＡＮＧＧｕａｎｇꎬＸＩＥＸｉｎｇｈｕａꎬＸＩＥＱｉａｎｇꎬＷＡＮＧＸｕｅｒｕｉꎬＬＩＺｉｙｕ
ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｌａｓｔｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔꎬＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(ＡｎｈｕｉＨｕａｉｎａｎꎬ２３２００１) [ＡＢＳＴＲＡＣＴ]㊀Ａｓｐｅｃｉａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｈｅｒｍｉｔｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｕｓｅｄｆｏｒｏｉｌｆｉｅｌｄｐｌｕｇｇｉｎｇｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｉｔｈｎａｎｏａｌｕｍｉｎｕｍｐｏｗ￣ｄｅｒꎬｐｏｔａｓｓｉｕｍｎｉｔｒａｔｅꎬｆｅｒｒｉｃｏｘｉｄｅａｎｄｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ.Ｔｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅｃｏｕｌｄｂｌｏｃｋｔｈｅｏｉｌｏｕｔｌｅｔｂｙｍｅｌｔｉｎｇｔｈｅｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒａｎｄｓｔｏｎｅｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｏｉｌｏｕｔｌｅｔｏｆｔｈｅｏｉｌｆｉｅｌｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｐｌｕｇｇｉｎｇｔｈｅｏｉｌｆｉｅｌｄ.ＴｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＳＥＭ.Ｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓꎬｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓꎬａｎｄｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｔｈｅｒ￣ｍｉｔｅｗｅｒｅａｌｓｏｔｅｓｔｅｄ.Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅｈａｓｌｏｗｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙꎬｒｅｑｕｉｒｅｓｓｔｒｏｎｇｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬａｎｄｈａｓｇｏｏｄｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.Ｉｔｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｈｉｇｈａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓｌｏｎｇ.Ｉｔｃａｎｍｅｌｔｒｏｃｋｓａｎｄｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒａｒｏｕｎｄｔｈｅｏｉｌｏｕｔｌｅｔ.Ｏｎｅｋｉｌｏｇｒａｍｏｆｔｈｅｒｍｉｔｅｃａｎｍａｋｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｗａｌｌｏｆａｎｉｒｏｎｐｉｐｅｗｉｔｈａｗａｌｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ５ｍｍｒｅａｃｈ２６８９ħꎬａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｏｕｔｅｒｗａｌｌｒｅａｃｈ１４３２ħꎬｗｉｔｈａｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｄｕｒａｔｉｏｎｏｆａｂｏｕｔ１４ｍｉｎｕｔｅｓ.Ｔｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｏｉｌｆｉｅｌｄｐｌｕｇｇｉｎｇｉｎｔｅｒｍｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌａｓｗｅｌｌａｓｐｌｕｇｇｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｓｐｅｃｉａｌｔｈｅｒｍｉｔｅｆｏｒｏｉｌｆｉｅｌｄｐｌｕｇｇｉｎｇ.
[ＫＥＹＷＯＲＤＳ]㊀ｎａｎｏａｌｕｍｉｎｕｍｐｏｗｄｅｒꎻｔｈｅｒｍｉｔｅꎻｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎻｏｉｌｆｉｅｌｄｐｌｕｇｇｉｎｇ
０㊀引言
铝热剂是一类由金属和金属氧化物组成的高能
材料ꎬ最常用的燃料是铝ꎮ因为高反应焓和低成本
的优点ꎬ与传统的基于碳㊁氢㊁氮㊁氧的系统相比ꎬ铝
热剂具有更大的储存势能[１￣３]ꎮ传统铝热剂由微米级颗粒混合而成ꎬ反应速率和能量利用率较低ꎬ难以
满足当前含能材料领域的需求[４￣６]ꎮ因此ꎬ油田专用铝热剂中含有纳米铝粉ꎮ纳米铝粉的比表面积大ꎬ颗粒之间接触更加紧密ꎬ减小了反应过程中传热和传质的距离[７￣９]ꎬ具有点火温度和点火能量低㊁能量释放速率快㊁能量利用率高㊁燃速快㊁压力输出高等优势[１０￣１３]ꎮ此外ꎬ纳米铝粉还具有较低的感度ꎬ安全性较高[１４￣１７]ꎮ
近年来ꎬ油田封堵技术逐渐发展完善ꎮ但是ꎬ随着二类㊁三类油层的动用ꎬ目前的封堵技术很难满足常规生产需求ꎬ且暴露出封堵工具与工艺施工费用高㊁磨铣时间长㊁洗井工艺不完善㊁管柱无法验封等问题[１８￣２１]ꎮ
㊀㊀以传统铝热剂为基础ꎬ在氧化剂的选择和铝粉粒径方面加以创新ꎬ设计出一种油田封堵专用的铝
第５２卷㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.５２㊀Ｎｏ.４㊀２０２３年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＥｘｐｌｏｓｉｖｅＭａｔｅｒｉａｌｓ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ａｕｇ.２０２３
❋收稿日期:２０２３￣０１￣１１
第一作者:杨光(１９９８－)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ主要从事爆破理论与技术方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:１５９６６７６４９２＠ｑｑ.ｃｏｍ
通信作者:谢兴华(１９６３－)ꎬ男ꎬ教授ꎬ主要从事爆破理论与技术方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｘｘｈ１９６３＠１６３.ｃｏｍ
热剂ꎮ并提出一种新的油田封堵方式:向出油口加入高性能的铝热剂ꎮ该铝热剂燃烧温度高㊁燃烧时间长ꎬ可使出油口周围的金属粉和石块熔化ꎬ并形成固体产物堆积在油井内部ꎬ达到自身封堵的效果ꎮ
１㊀油田封堵原理和铝热剂设计
１.１㊀油田封堵原理
油田封堵的原理如图１所示ꎮ在长度为１ｍ的出油口中放入制备好的铝热剂ꎬ点燃ꎬ通过铝热剂的燃烧ꎬ使出油口周围的金属粉㊁石块熔化ꎬ自身燃烧产生的固体产物在出油口中堆积㊁硬化ꎬ达到油田封堵的目的ꎮ
㊀㊀㊀㊀㊀
㊀
１－外管ꎻ２－金属粉(熔点３００ħ)ꎻ３－铁管ꎻ４－药筒ꎻ
５－铝热剂ꎮ
图１㊀油田封堵原理
Ｆｉｇ.１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｏｉｌｆｉｅｌｄｐｌｕｇｇｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ１.２㊀铝热剂的设计及最终配方的确定
在传统铝热剂的基础上ꎬ使用了纳米铝粉ꎬ加入硝酸钾ＫＮＯ３㊁四氧化三铁Ｆｅ３Ｏ４㊁纳米二氧化钛(钛白粉)ＴｉＯ２等材料ꎮＫＮＯ３是一种强氧化性的氧化剂ꎬ在一定条件下ꎬ可以氧化很多物质ꎬ释放出巨大的能量ꎮ与氯酸钾ＫＣｌＯ３㊁高氯酸钾ＫＣｌＯ４相比ꎬＫＮＯ３的安全性更高ꎮ综合考虑含氧量㊁安全性㊁生产成本等因素ꎬ选择ＫＮＯ３为氧化剂ꎮ但是ꎬＫＮＯ３在燃烧过程中会存在燃烧不稳定等问题ꎮ因此ꎬ添加一定量的Ｆｅ３Ｏ４和ＴｉＯ２ꎬ对燃烧稳定性和燃速有更好的控制作用ꎮ
根据化学平衡㊁零氧平衡等理论ꎬ设计了反应的化学方程式为:
２２Ａｌ＋６ＫＮＯ３＋３Ｆｅ３Ｏ４＋３ＴｉＯ２＝
１１Ａｌ２Ｏ３＋３Ｎ２＋９Ｆｅ＋３Ｋ２Ｏ＋３Ｔｉꎮ
通过计算得到ꎬ该反应的焓ΔＨ＝－５１.４５ｋＪ/ｇꎮ根据表１ꎬ该燃烧热已经超过了大部分燃烧剂的燃烧热ꎬ说明该铝热剂燃烧时放出的能量大㊁燃烧温度高[２２]ꎮ
表１㊀几种燃烧剂的性能
Ｔａｂ.１㊀Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｇｅｎｔｓ单质
密度/
(ｇ.ｃｍ－３)氧化物燃烧热/
(ｋＪ.ｇ－１)自燃性Ａｌ２.７０Ａｌ２Ｏ３３０.９４
Ｍｇ１.７４ＭｇＯ２４.７２
Ｔｉ４.５１ＴｉＯ２１９.６２能自燃Ｚｒ６.５０ＺｒＯ２１１.８４能自燃Ｐ１.８３Ｐ２Ｏ５１２.１０能自燃㊀㊀根据反应方程式ꎬ算出该铝热剂各组分的质量比为ｍ(Ａｌ)︰ｍ(ＫＮＯ３)︰ｍ(Ｆｅ３Ｏ４)︰ｍ(ＴｉＯ２)＝２９︰３１︰３４︰６ꎮ
㊀㊀采用均匀设计法[２３￣２４]进一步完善配方ꎮ这种方法适用于多因素㊁多水平的试验设计ꎬ能最大限度地减少试验次数ꎬ并且试验点可均匀散布ꎮ通过分析铝热剂及添加剂的性能ꎬ选取Ｘ１(Ａｌ与ＫＮＯ３的质量分数)㊁Ｘ２(Ａｌ与Ｆｅ３Ｏ４的质量分数)㊁Ｘ３(Ａｌ与ＴｉＯ２的质量分数)为考察因素ꎬ对应的取值范围为:３５％ɤＸ１ɤ４５％ꎻ
４０％ɤＸ２ɤ５０％ꎻ
５％ɤＸ３ɤ１０％ꎻ
Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＝１ꎮ
ì
î
í
ï
ïï
ï
ï
(１)
㊀㊀以测定的铁管内壁最高燃烧温度作为指标ꎬ取实验次数ｎ＝２４㊁因素数ｓ＝３ꎮ查表ꎬ选用均匀设计表Ｕ∗２４(２４０)ꎮ
经过计算ꎬ得到１０组满足约束条件的配方ꎮ用无纸测温仪测量铁管内壁的最高燃烧温度ꎬ结果如表２所示ꎮ
表２㊀均匀设计表
Ｔａｂ.２㊀Ｕｎｉｆｏｒｍｄｅｓｉｇｎｔａｂｌｅ
配方
编号
Ｘ１/％Ｘ２/％Ｘ３/％最高燃烧
温度/ħ１＃４２４９９２５３６２＃４３５０７２５６９３＃４３５２５２６２２４＃４２５２６２５６９５＃４４５０６２４９９６＃４１４９１０２６８９７＃４５４５１０２６０３８＃４５５０５２５４８９＃４６５０４２６５５１０＃４６４５９２４８９㊀㊀选用ＳＰＳＳ软件对表２的数据进行二次回归分析ꎬ得到的回归方程为
５４
２０２３年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀油田封堵专用铝热剂的制备与性能研究㊀杨㊀光ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀
Ｙ＝５７９９.０２３－２５６.３６５Ｘ２＋３.６９８Ｘ２２－
３.６５８Ｘ２３＋２.３６９Ｘ２Ｘ３ꎮ
(２)
因为Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＝１ꎬ故式(２)只出现了２个独
立变量ꎬ即Ｘ２和Ｘ３ꎮ相关系数Ｒ２＝０.９４３ꎬＰ值均小于０.０５ꎬ表明回归方程的拟合度高ꎮ
结合式(２)及Ｍａｔｌａｂ优化工具可以得出:当Ｘ１＝４１％㊁Ｘ２＝４９％㊁Ｘ３＝１０％时ꎬ温度取得最大值
２６８９ħꎮ转化成每个组分的质量比为ｍ(Ａｌ)︰ｍ(ＫＮＯ３)︰ｍ(Ｆｅ３Ｏ４)︰ｍ(ＴｉＯ２)＝３０︰３０︰３４︰６ꎮ由于制备的铝热剂感度较低ꎬ点火起爆较为困
难ꎬ使用雷管㊁导爆索㊁电点火药头等都无法直接激发ꎬ故此铝热剂的燃烧需要一种激发药剂的引燃ꎮ
激发药剂应放热能量大ꎬ并且反应速率快ꎮ查阅相关资料了解到ꎬ某些以铝粉为还原剂㊁金属氧化物为氧化剂的铝热剂放出能量大且反应迅速ꎮ根据爆热计算原理ꎬ以１ｋｇ反应物为基准ꎬ计算得出３种铝热反应的单位质量燃烧热ꎬ如表３所示ꎮ
表３㊀铝热反应燃烧热
Ｔａｂ.３㊀Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｈｅａｔｉｎｔｈｅｒｍｉｔｅｒｅａｃｔｉｏｎ
还原剂氧化剂氧化剂质量
分数/％
燃烧热/(ｋＪ ｋｇ－１)ＡｌＦｅ２Ｏ３７４.７－３９８２ＡｌＦｅ３Ｏ４７６.３－３６７７Ａｌ
ＣｕＯ
８２.０
－４１１１
㊀㊀从表３可以看出ꎬＣｕＯ和Ａｌ的燃烧放热量最高ꎮ此时ꎬＡｌ和ＣｕＯ的质量比约为８︰２ꎮ由于ＣｕＯ与Ａｌ的反应属于表面反应ꎬ在快速的铝热反应过程中ꎬ先从固体表面开始反应ꎬ再向内部延伸拓展ꎬ在一定程度上限制了铝热反应的能量释放速率ꎮ
为使激发药能够快速地释放出大量热量ꎬ且有较快的反应速率ꎬ需适当增加铝粉比例ꎬ对激发药配方进行适当调整ꎮ故选择ＣｕＯ与Ａｌ质量比为７︰３作为激发药的配方
[２５￣２７]
ꎮ
２㊀实验
２.１㊀材料与仪器
实验材料:纳米铝粉ꎬ平均粒径１ｎｍꎬ江苏天元
有限公司ꎻＫＮＯ３ꎬ平均粒径２５ｎｍꎬ上海明会吉化学
制剂有限公司ꎻＦｅ３Ｏ４ꎬ平均粒径２５ｎｍꎬ天津市方正试剂厂ꎻ纳米ＴｉＯ２ꎬ平均粒径２５ｎｍꎬ江苏天元有限公司ꎻＣｕＯ(激发药成分)ꎬ上海明会吉化学制剂有限公司ꎮ
实验仪器:电子天平㊁不锈钢电热板㊁ＳＣ￣Ｈ高速
纳米研磨机㊁研钵一套㊁橡胶板㊁牛皮纸㊁摆式摩擦仪㊁落锤撞击仪㊁ＪＧＹ￣５０ＩＩＩ型静电火花感度仪㊁无纸记录仪㊁扫描电子显微镜㊁Ｘ射线能谱仪等ꎮ
２.２㊀铝热剂的制备
因为ＫＮＯ３中往往含有结晶水ꎬ手工研磨无法
使ＫＮＯ３充分和Ａｌ等其他金属粉完全混合ꎮ而ＫＮＯ３属于易爆品ꎬ机械混合容易发生意外ꎮ所以ꎬ
采用湿法制粒法制备铝热剂ꎮ
制备方法:
１)用电子天平称取一定量的纳米铝粉㊁ＫＮＯ３㊁Ｆｅ３Ｏ４以及纳米ＴｉＯ２待用ꎮ
２)打开不锈钢电热板ꎬ预热１.５ｍｉｎꎮ将称量
好的ＫＮＯ３放入不锈钢锅中ꎬ并加入少量的水ꎮ在加热过程中ꎬＫＮＯ３会逐渐熔化为白蜡状ꎻ待溶液完全熔化后ꎬ为了防止药品溅出ꎬ要不停地用玻璃棒搅拌ꎬ直至溶液停止沸腾时ꎬ停止加热ꎻ继续用玻璃棒搅拌ＫＮＯ３饱和溶液至冷却ꎬ促进ＫＮＯ３析出ꎮ
３)将纳米铝粉㊁Ｆｅ３Ｏ４㊁纳米ＴｉＯ２混合至制备好的ＫＮＯ３中ꎬ用玻璃棒搅拌均匀ꎮ然后ꎬ用橡胶板碾碎ꎬ充分混合３０ｍｉｎ左右ꎬ形成泥浆状ꎮ４)混合完成后ꎬ将药品倒入４０目筛子中ꎬ用橡胶板不停地反复碾压过筛ꎮ
５)将药品放在牛皮纸上ꎬ用风扇风干２ｈꎻ然后ꎬ将药品放入设定温度为４０ħ的真空干燥箱中ꎬ保持６ｈ以上ꎮ
６)从干燥箱中取出药品ꎬ放入干燥塑料袋ꎬ储存在干燥箱中ꎮ
铝米铝粉十分活泼ꎮ制作过程中一定要等到
ＫＮＯ３冷却至室温时ꎬ再混入纳米铝粉等其他物质ꎮ
２.３㊀铝热剂的性能测试２.３.１㊀机械感度
用电子天平称取２０ｍｇ干燥后的铝热剂ꎬ记为
试样１＃ꎮ感度测试参照ＧＪＢ７３７.５ １９９３«火工品药剂试验方法»进行ꎮ设定温度为２６ħ㊁相对湿度为７０％ꎬ对铝热剂进行摩擦感度和撞击感度测试ꎮ
２.３.２㊀静电感度
静电积累测试装置如图２所示ꎮ取一定量的铝热剂试样ꎬ从斜槽上端自由滑下ꎬ落入下方的法拉第桶内ꎬ利用仪器测定带电量ꎮ由于铝热剂质量不同ꎬ所受摩擦力也不一样ꎬ选取６组不同质量的铝热剂进行测试ꎮ
㊀㊀静电火花感度测试利用ＪＧＹ￣５０ＩＩＩ型静电火花感度仪ꎮ在一定条件下ꎬ受到尖端放电的火花作用ꎬ
测试是否发生燃烧或者爆炸ꎮ选择２０个试样进行
６４ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５２卷第４期
㊀㊀
㊀
１－试样杯ꎻ２－漏斗ꎻ３－斜槽ꎻ４－法拉第筒ꎻ
５－数字电荷仪ꎮ
图２㊀摩擦带电量试验装置示意图
Ｆｉｇ.２㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｃｈａｒｇｅｔｅｓｔｄｅｖｉｃｅ
实验ꎮ放电电容为(２０００ʃ１００)ｐＦꎬ放电间隙为０.１２ｍｍꎬ温度为２５ħꎬ相对湿度为６５％ꎬ放电电压为３０ｋＶꎮ
２.３.３㊀燃烧性能
按照确定的最佳配方ꎬ分别配出５组质量为１ｋｇ的铝热剂ꎮ用无纸测温仪测试燃烧性能ꎮ无纸测温仪中ꎬ定制铁管的长度１ｍ㊁壁厚５ｍｍꎮ在铁管内部装入制备好的铝热剂ꎬ并在铝热剂上面平铺一层激发药ꎮ固定好铁管ꎮ用点火药头或者电火花点燃激发药ꎬ进一步引燃铝热剂ꎮ分别通过与铁管内壁和外壁连接的两个Ｋ型热电偶测定温度ꎮ２.３.４㊀封堵性能
封堵性能主要从以下３个方面进行:１)验证铝热剂对石块和金属粉的熔化能力ꎮ选取５组质量为２０ｇ铝热剂ꎬ分别放入石块上已打好的孔内ꎬ再放入金属粉混合物ꎬ进行燃烧实验ꎮ２)按照文献[２８]的方法ꎬ室内测试了该铝热剂的封堵强度ꎮ
３)铝热剂在油田封堵过程中的温度和时间(燃烧时间和固化时间)控制也是一项重要参数ꎮ选取５组质量分别为１ｋｇ的铝热剂进行燃烧实验ꎮ方法同２.３.３ꎮ记录铝热剂的燃烧时间以及固体的固化时间ꎮ根据测得的温度数据ꎬ计算出燃烧温度θ>３００ħ的时间ꎮ
３㊀结果与讨论
３.１㊀铝热剂及微观表征
制备成功的铝热剂如图３所示ꎮ不同放大倍数下该铝热剂的ＳＥＭ图见图４ꎮ
㊀㊀该铝热剂在微观状态下较稳定ꎮ从图４可以清楚地看到ꎬ铝热剂颗粒呈球形ꎬ直径大约２~３μｍꎮ㊀㊀㊀
㊀
图３㊀制作成功的样品
Ｆｉｇ.３㊀Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｐｒｏｄｕｃｅｄｓａｍｐｌｅｓ
㊀
图４㊀不同放大倍数下铝热剂的ＳＥＭ图
Ｆｉｇ.４㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ颗粒之间存在团聚的问题ꎮ在空气中ꎬ颗粒的团聚主要是液桥力造成的ꎻ而在非常干燥的条件下ꎬ则是由范德华力引起的ꎮ因此ꎬ在空气中保持颗粒干燥是防止团聚的重要措施ꎮ另外ꎬ采用助磨剂和表面改性剂也是防止颗粒团聚极有效的方法ꎮ
３.２㊀机械感度
摩擦感度和撞击感度测试结果如表４所示ꎮ
表４㊀机械感度测试结果
Ｔａｂ.４㊀Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ
实验实验次数发火次数发火概率摩擦感度１００００
撞击感度５０００㊀㊀该铝热剂经过摩擦感度㊁撞击感度测试ꎬ均未发生燃烧㊁发火现象ꎮ可以得出ꎬ该铝热剂对外界的摩擦㊁撞击不敏感ꎬ机械感度较低ꎮ
３.３㊀静电感度
静电积累测试结果如表５所示ꎮ
㊀㊀根据表５可知ꎬ随着铝热剂质量的增加ꎬ静电积累量也逐渐增加ꎮ
静电火花感度测试发现ꎬ２０个试样静电火花感度实验中均未出现发火现象ꎮ
㊀㊀该铝热剂经过静电积累和静电火花感度测试ꎬ均未发生燃烧㊁发火现象ꎮ可以得出ꎬ该铝热剂对外界静电不敏感ꎬ静电感度较低ꎮ
３.４㊀燃烧性能
铝热剂燃烧性能的实验结果如表６所示ꎮ
７４
２０２３年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀油田封堵专用铝热剂的制备与性能研究㊀杨㊀光ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀
表５㊀铝热剂的静电积累量
Ｔａｂ.５㊀Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅ
质量/
ｇ静电积累
量/ｎＣ均值
/ｎＣ
单位质量的
静电积累量/
(ｎＣ ｇ－１)
３１.５１.３１.５１.４３０.４８４１.８１.８１.９１.８３０.４６５２.４２.２２.３２.３００.４６３０３０.１２９.６３０.５３０.０６１.００６０５０.６５０.８５０.１５０.５００.８４９０１０７.１１０８.３１０７.５１０７.６０１.２０
表６㊀铝热剂的燃烧性能
Ｔａｂ.６㊀Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｍｉｔｅ
序号实际
装药
量/ｋｇ
铁管内
壁最高
温度/
ħ
铁管外
壁最高
温度/
ħ
燃烧最
低温度/
ħ
燃烧
时间/
ｍｉｎ
１＃１.０１２６８９１４２３２７９２１３２＃１.０２２６６３１４２０２７６３１４３＃０.９６２６８９１４３２２７８９１４４＃０.９８２４５８１３９８２６１５１４５＃１.０８２６６５１２５９２７６３１３㊀㊀通过表６分析可知ꎬ１ｋｇ铝热剂可使５ｍｍ壁厚铁管内壁最高温度约达到２６８９ħꎬ铁管外壁最高温度达到１４３２ħꎬ燃烧所达到的最低温度平均为２７４４.４ħꎬ燃烧时间在１４ｍｉｎ左右ꎮ用３＃实验数据绘制成曲线ꎬ如图５所示ꎮ
㊀㊀
㊀
图５㊀铝热剂的燃烧曲线
Ｆｉｇ.５㊀Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅ
㊀㊀由图５可知ꎬ铝热剂燃烧所产生的温度足以熔化出油口周围的金属粉及石块ꎮ
㊀㊀通过图６可以看出:石块发生熔化ꎬ石块壁上残留该铝热剂反应后的产物ꎬ石块内部形成残渣ꎬ冷却后固定在石块里面起到一个堵塞的作用ꎮ而放入石块内壁的铝热剂燃烧后的产物ꎬ经过冷却后同样形成固体混合物留在石块内部ꎬ与石块㊁金属粉熔化后的产物共同起到一个对孔堵塞的作用ꎮ
㊀
图６㊀铝热剂燃烧对石块和金属粉的作用
Ｆｉｇ.６㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｉｔｅｏｎｓｔｏｎｅ
ａｎｄｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒ
３.５㊀封堵性能
室内测试了该铝热剂的封堵强度ꎬ并与油井水泥和超细水泥进行对比ꎬ结果如表７所示ꎮ
表７㊀封堵强度测试结果
Ｔａｂ.７㊀Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｌｕｇｇｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ样品
承受压力/
ＭＰａ突破压力/
ＭＰａ击穿压力/
ＭＰａ铝热剂５.０８.０２３.０
油井水泥０３.８７.５
超细水泥０４.５８.２㊀㊀铝热剂固化后承受压力㊁突破压力和击穿压力相对于油井水泥和超细水泥有大幅度增强ꎮ对固化后的封堵剂和水泥分别进行扫描电镜处理ꎬ发现固化后水泥间隙相对松散ꎬ而封堵剂分子间隙较为紧密ꎬ因而形成强度更高的胶界面ꎬ保证了封堵的有效性ꎮ选取５组质量为１ｋｇ的铝热剂进行燃烧实验ꎬ结果如表８所示ꎮ
表８㊀封堵性能测试结果
Ｔａｂ.８㊀Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ性能
铝热剂
１＃２＃３＃４＃５＃时间(θ>３００ħ)/ｍｉｎ１０１１１１１２１０固化时间/ｈ２３２２３
燃烧时间/ｍｉｎ１４１５１５１４１４㊀㊀铝热剂燃烧时间控制在１４ｍｉｎ左右ꎬ燃烧时温度大于３００ħ的时间控制在１０ｍｉｎ以上ꎮ该条件已达到工业油田封堵的标准ꎮ固化时间控制在３ｈ以下ꎬ解决了水泥固化时间长的问题ꎬ便于现场施工作业ꎬ也能保证施工安全ꎮ
３.６㊀与传统铝热剂的比较
将１ｋｇ该铝热剂与相同质量的传统铝热剂的
８４ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５２卷第４期
性能进行比较ꎬ对比结果如表９所示ꎮ
表９㊀与传统铝热剂性能的比较
Ｔａｂ.９㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｔｈｏｔｈｅｒ
ｔｈｅｒｍｉｔｅｓ
铝热剂燃烧时间/ｍｉｎ燃烧温度/
ħ
是否
可控粒径级别
传统铝热剂<１０２５００否微米级封堵铝热剂
１４
>２５００
是
纳米级
㊀㊀通过表９分析可以看出ꎬ该油田封堵铝热剂在燃烧时间㊁燃烧温度㊁是否可控及粒径级别等方面相对于传统铝热剂均有较大优势ꎮ因此ꎬ该铝热剂在油田封堵领域具有可行性ꎬ为油田封堵提供了一种新的可行的技术途径ꎮ
４　结论
１)通过均匀设计法最终得到油田封堵专用铝热剂配方的组分质量比为ｍ(Ａｌ)︰ｍ(ＫＮＯ３)︰ｍ(Ｆｅ３Ｏ４)︰ｍ(ＴｉＯ２)＝３０︰３０︰３４︰６ꎮ
２)该铝热剂在正常的储存条件下比较稳定ꎬ摩擦感度㊁撞击感度和静电感度较低ꎬ需要用激发药来引燃ꎬ在运输和储存方面比较安全ꎮ３)ＳＥＭ分析表明ꎬ该铝热剂在微观状态下较稳定ꎬ呈球形ꎮ
４)该铝热剂在封堵过程中效果较好ꎬ形成了强
度较高的胶界面ꎬ１ｋｇ的铝热剂燃烧时间控制１４
ｍｉｎ左右ꎬ燃烧温度θ>３００ħ的时间控制１０ｍｉｎ以上ꎬ且固化时间控制３ｈ以下ꎬ保证了油田封堵的有效性ꎮ
参考文献
[１]㊀ＺＨＡＯＷＪꎬＷＡＮＧＸＺꎬＷＡＮＧＨＹꎬｅｔａｌ.Ｔｉｔａｎｉｕｍ
ｅｎｈａｎｃｅｄｉｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆＡｌ/Ｉ２Ｏ５ｍｅｓｏｐａｒｔｉｃｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄＦｌａｍｅꎬ２０２０ꎬ２１２:
２４５￣２５１.
[２]㊀ＺＨＡＯＷＪꎬＲＥＮＨꎬＯＵＹＰꎬｅｔａｌ.Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ｗｉｔｈＡｌａｎｄＴｉｂｉｎａｒｙｆｕｅｌｓａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍｏｘｙｓａｌｔｓｆｏｒｅｎｅｒｇｅｔｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓꎬ２０２０ꎬ
２６２:１２７１８９.
[３]㊀ＭＡＸＨꎬＺＨＡＯＷＪꎬＬＥＷꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔｏｆ
ｐｏｔａｓｓｉｕｍｏｘｙｓａｌｔｓｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄｉｇｎｉｔｉｏｎｏｆＡｌ/ＣｕＯ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２１ꎬ１１(１２):３３６６.
[４]㊀吴刚刚.核壳结构Ａｌ＠ＰＤＡ＠ＭＯＦｓ复合材料的制备
及性能研究[Ｄ].南京:南京理工大学ꎬ２０２０:２４￣２９.
ＷＵＧＧ.Ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌＡｌ＠ＰＤＡ＠ＭＯＦｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｄ].Ｎａｎｊｉｎｇ:ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０:２４￣２９.
[５]㊀ＣＬＡＰＳＡＤＤＬＥＢＪꎬＺＨＡＯＬＨꎬＧＡＳＨＡＥꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎ￣
ｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｎａｎｏｃｏｍ￣ｐｏｓｉｔｅｅｎｅｒｇｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ[Ｊ].ＭＲＳＯｎｌｉｎｅＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＬｉｂｒａｒｙꎬ２００３ꎬ８００:１０９￣１１４.
[６]㊀张添畅ꎬ王倩ꎬ沈云ꎬ等.Ａｌ/ＣｕＯ纳米铝热剂加速老
化性能研究[Ｊ].装备环境工程ꎬ２０２２ꎬ１９(２):３３￣３８.
ＺＨＡＮＧＴＣꎬＷＡＮＧＱꎬＳＨＥＮＹꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｙｏｎａｃ￣
ｃｅｌｅｒａｔｅｄａｇｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌ/ＣｕＯｎａｎｏ￣ｔｈｅｒｍｉｔｅｎ[Ｊ].ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２２ꎬ１９(２):３３￣３８.
[７]㊀ＣＨＥＮＬＪꎬＬＩＬＰꎬＬＩＧＳ.ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＣｕＯｎａｎｏｒｏｄｓ
ａｎｄｔｈｅｉｒｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉｕｍｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍ￣
ｐｏｕｎｄｓꎬ２００８ꎬ４６４(１/２):５３２￣５３６.
[８]㊀顾晓然ꎬ李顺ꎬ唐宇ꎬ等.超级铝热剂的发展现状
[Ｊ].材料导报ꎬ２０２３ꎬ３７(１０):２１０６０２１１.
ＧＵＸＲꎬＬＩＳꎬＴＡＮＧＹꎬｅｔａｌ.Ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｉｎｓｕｐｅｒ￣ｔｈｅｒｍｉｔｅ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｐｏｒｔｓꎬ２０２３ꎬ３７(１０):
２１０６０２１１.
[９]㊀李素灵ꎬ贵大勇ꎬ刘吉平.一种复合燃烧剂的设计研
究[Ｊ].火工品ꎬ２００５(３):１￣４.
ＬＩＳＬꎬＧＵＩＤＹꎬＬＩＵＪＰ.Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｃｅｎｄｉａｒｙａｇｅｎｔ[Ｊ].Ｉｎｉｔｉａｔｏｒｓ＆Ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃｓꎬ２００５(３):１￣４.
[１０]㊀李多ꎬ唐恩博ꎬ刘晓辉.一种功能复合型燃烧弹的研
究[Ｊ].新技术新工艺ꎬ２０２１(６):１￣３.
ＬＩＤꎬＴＡＮＧＥＢꎬＬＩＵＸＨ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｎｉｎｃｅｎｄｉａｒｙｓｈｅｌｌｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆
ＮｅｗＰｒｏｃｅｓｓꎬ２０２１(６):１￣３.
[１１]㊀宋江伟ꎬ杨文进ꎬ张军旗ꎬ等.铝基贮氢复合燃烧剂
在水下炸药中的应用[Ｊ].含能材料ꎬ２０２３ꎬ３１(１):３５￣４０.
ＳＯＮＧＪＷꎬＹＡＮＧＷＪꎬＺＨＡＮＧＪＱꎬｅｔａｌ.Ａｐｐｌｉｃａ￣
ｔｉｏｎｏｆａｌｕｍｉｎｕｍｂａｓｅｄｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｅｘｐｌｏｓｉｖｅ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２３ꎬ３１(１):３５￣４０.
[１２]㊀徐光泽ꎬ张良ꎬ张兴高ꎬ等.燃烧毁伤技术研究进展
[Ｊ].含能材料ꎬ２０２１ꎬ２９(７):６６７￣６７９.
ＸＵＧＺꎬＺＨＡＮＧＬꎬＺＨＡＮＧＸＧꎬｅｔａｌ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｂｕｒｎｉｎｇｄａｍａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆ
ＥｎｅｒｇｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２１ꎬ２９(７):６６７￣６７９.
[１３]㊀沈国柱ꎬ李澄俊ꎬ徐铭.聚合物在赤磷基抗红外发烟
剂中的研究[Ｊ].火工品ꎬ２００３(２):２２￣２４.
ＳＨＥＮＧＺꎬＬＩＣＪꎬＸＵＭ.Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆａｎｔｉ￣ｉｎｆｒａｒｅｄｓｍｏｋｅ￣ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｍｉｘｔｕｒｅｓｂａｓｅｄｏｎｒｅｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｈａｔ
９４ ２０２３年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀油田封堵专用铝热剂的制备与性能研究㊀杨㊀光ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀
ｃｏｎｔａｉｎｐｏｌｙｍｅｒｓ[Ｊ].Ｉｎｉｔｉａｔｏｒｓ＆Ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃｓꎬ２００３
(２):２２￣２４.
[１４]㊀ＪＩＡＮＧＡＦꎬＸＩＡＤＢꎬＬＩＭＲꎬｅｔａｌ.Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｅｒ￣ｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＦｅ２Ｏ３￣ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｎａｎｏｔｈｅｒｍｉｔｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ
ｂａｌｌｍｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｅｔｉｃ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２０ꎬ２８(４):３３６￣３４３.
姜艾锋ꎬ夏德斌ꎬ李梦茹ꎬ等.球磨法制备Ｆｅ２Ｏ３掺
杂纳米铝热剂及其燃烧性能[Ｊ].含能材料ꎬ２０２０ꎬ
２８(４):３３６￣３４３.
[１５]㊀宋佳星ꎬ郭涛ꎬ姚淼ꎬ等.高氯酸盐对Ａｌ￣ＭｎＯ２纳米铝热剂热性能及燃烧性能的影响[Ｊ].含能材料ꎬ
２０２０ꎬ２８(１０):９５３￣９５９.
ＳＯＮＧＪＸꎬＧＵＯＴꎬＹＡＯＭꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｅｒｃｈｌｏ￣
ｒａｔｅｓｏｎｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｏｆＡｌ￣ＭｎＯ２ｎａｎｏｔｈｅｒｍｉｔｅ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒ￣
ｇｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２０ꎬ２８(１０):９５３￣９５９.
[１６]㊀黄文尧ꎬ颜事龙.炸药化学与制造[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ２００９:１２９￣１３５.
ＨＵＡＮＧＷＹꎬＹＡＮＳＬ.Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｐｒｏ￣
ｄｕｃｔｉｏｎ[Ｍ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓꎬ
２００９:１２９￣１３５.
[１７]㊀贵大勇ꎬ刘吉平ꎬ韩颂青.稀土金属燃烧剂使用效能探讨[Ｊ].火工品ꎬ１９９８(２):５０￣５３.
ＧＵＩＤＹꎬＬＩＵＪＰꎬＨＡＮＳＱ.Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｍｉｓ￣
ｃｈｍｅｔａｌｉｎｃｅｎｄｉａｒｙａｇｅｎｔｓ[Ｊ].Ｉｎｉｔｉａｔｏｒｓ＆Ｐｙｒｏｔｅｃｈ￣
ｎｉｃｓꎬ１９９８(２):５０￣５３.
[１８]㊀崔波ꎬ冯浦涌ꎬ荣新明ꎬ等.伊拉克Ｓ油田碳酸盐岩油藏裂缝封堵[Ｊ].科学技术与工程ꎬ２０２１ꎬ２１
(３３):１４１４７￣１４１５２.
ＣＵＩＢꎬＦＥＮＧＰＹꎬＲＯＮＧＸＭꎬｅｔａｌ.Ｆｒａｃｔｕｒｅｐｌｕｇ￣
ｇｉｎｇｉｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｏｆＳｏｉｌｆｉｅｌｄｉｎＩｒａｑ[Ｊ].
ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２１ꎬ２１(３３):
１４１４７￣１４１５２.
[１９]㊀周晓义ꎬ肖武林ꎬ王美成ꎬ等.新疆风城油田稠油热采高温封堵剂研究与现场试验[Ｊ].石油钻探技术ꎬ
２０２１ꎬ４９(６):１１３￣１１７.
ＺＨＯＵＸＹꎬＸＩＡＯＷＸꎬＷＡＮＧＭＣꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｙａｎｄ
ｆｉｅｌｄｔｅｓｔｏｎａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｌｕｇｇｉｎｇａｇｅｎｔｆｏｒｔｈｅ
ｔｈｅｒｍａｌｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｈｅａｖｙｏｉｌｉｎｔｈｅＦｅｎｇｃｈｅｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄꎬ
Ｘｉｎｊｉａｎｇ[Ｊ].ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＤｒｉｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓꎬ２０２１ꎬ４９
(６):１１３￣１１７.
[２０]㊀娄超ꎬ蔡万杰ꎬ刘洪娟.渤海油田浅层套损化学封堵工艺研究与应用[Ｊ].涂层与防护ꎬ２０２１ꎬ４２(１０):
２４￣２７.
ＬＯＵＣꎬＣＡＩＷＪꎬＬＩＵＨＪ.Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｐｌｕｇｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｓｈａｌｌｏｗｃａｓｉｎｇｄａ￣
ｍａｇｅｉｎｏｆｆｓｈｏｒｅｏｉｌｆｉｅｌｄ[Ｊ].ＣｏａｔｉｎｇａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬ
２０２１ꎬ４２(１０):２４￣２７.
[２１]㊀王宏申ꎬ王天慧ꎬ黄永章.红河油田直通型裂缝高强度封堵剂调剖技术[Ｊ].石油钻采工艺ꎬ２０２１ꎬ４３
(３):３９５￣３９９.
ＷＡＮＧＨＳꎬＷＡＮＧＴＨꎬＨＵＡＮＧＹＺ.Ｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｈｉｇｈ￣ｓｔｒｅｎｇｔｈｐｌｕｇｇｉｎｇａｇｅｎｔｆｏｒｓｔｒａｉｇｈｔ￣
ｌｙ￣ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｆｒａｃｔｕｒｅｓｉｎＨｏｎｇｈｅＯｉｌｆｉｅｌｄ[Ｊ].ＯｉｌＤｒｉｌ￣
ｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２１ꎬ４３(３):３９５￣３９９. [２２]㊀贾会平.稀土金属燃烧剂的研究综述[Ｊ].兵工学报ꎬ１９９４(２):７０￣７４.
ＪＩＡＨＰ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｍｉｓｃｈｍｅｔａｌｉｎｃｅｎ￣
ｄｉａｒｙａｇｅｎｔｓ[Ｊ].ＡｃｔａＡｒｍａｍｅｎｔａｒｉｉꎬ１９９４(２):７０￣
７４.
[２３]㊀方开泰.均匀设计与均匀设计表[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ１９９４:３５￣３９.
[２４]㊀王志强ꎬ黄寅生ꎬ杨研ꎬ等.复合铝热剂配方及其性能研究[Ｊ].爆破器材ꎬ２０１９ꎬ４８(６):３９￣４２.
ＷＡＮＧＺＱꎬＨＵＡＮＧＹＳꎬＹＡＮＧＹꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｙｏｎ
ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｌｕｍｉｎｏｔｈｅｒ￣
ｍｉｃａｇｅｎｔ[Ｊ].ＥｘｐｌｏｓｉｖｅＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１９ꎬ４８(６):３９￣
４２.
[２５]㊀张祖德.无机化学[Ｍ].合肥:中国科技大学出版社ꎬ２００８:９６￣１０２.
ＺＨＡＮＧＺＤ.Ｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙ[Ｍ].Ｈｅｆｅｉ:Ｐｒｅｓｓｏｆ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａꎬ２００８:
９６￣１０２.
[２６]㊀梁英教ꎬ车荫昌.无机物热力学数据手册[Ｍ].沈阳:东北大学出版社ꎬ１９９３:５９￣６３.
[２７]㊀张良杰.钝感型破碎剂的设计与应用研究[Ｄ].淮南:安徽理工大学ꎬ２０２１:２３￣２６.
ＺＨＡＮＧＬＪ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎ￣
ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｃｒｕｓｈｉｎｇａｇｅｎｔ[Ｄ].Ｈｕａｉｎａｎ:ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒ￣
ｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２１:２３￣２６. [２８]㊀高永华ꎬ李康.ＬＨＤ堵剂在渤海油田ＳＺ３６￣１￣Ｃ２５ｈｆ井的应用[Ｊ].海洋石油ꎬ２０１１ꎬ３１(１):７３￣７６ꎬ８５.
ＧＡＯＹＨꎬＬＩＫ.ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＬＨＤｃｈｅｍｉｃａｌ
ｂｌｏｃｋｉｎｇａｇｅｎｔｔｏＳＺ３６￣１￣Ｃ２５ｈｆｗｅｌｌｉｎＢｏｈａｉｏｉｌｆｉｅｌｄ
[Ｊ].ＯｆｆｓｈｏｒｅＯｉｌꎬ２０１１ꎬ３１(１):７３￣７６ꎬ８５.
０５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５２卷第４期。