煤粉悬浮剂性能评价结果分析

悬浮性能及携带性能

煤粉悬浮剂悬浮煤粉性能

从韩城区块生产井取排采水样，利用激光粒度仪进行了产出煤粉粒径分析。测得的平均粒径为212.5μm，处于0.18~0.28mm之间。FYXF-3溶液的悬浮性能见图1。由图1可以看出，对于粒径大于0.90 mm、0.45~0.90mm的煤粉，无论FYXF-3浓度大小，60s后和30h后的煤粉颗粒都是明显沉到试管底部;其中60s后粒径为0.45~0.90mm的煤粉在浓度为0.8%时，也只有极少量的煤粉悬浮，这说明浓度在0.8%以内的FYXF-3溶液无法使粒径大于0.45mm的煤粉悬浮。对于粒径为0.28~0.45mm和0.18~0.28mm的煤粉，加入60s后和加入30h后，都存在FYXF-3的浓度越大，悬浮的煤粉量越多，分散越好的现象;且加入30h后，煤粉仍能较好地悬浮于溶液中，这说明浓度在0.8%以内的FYXF-3溶液可以使粒径为0.28~0.45mm的煤粉悬浮，且浓度越大悬浮效果越好，持续时间越长。

一般，粒径为0.18~0.28mm的煤粉效果显著且没有明显分层现象;浓度方面，FYXF-3浓度越大，悬浮效果越好，浓度不小于0.3%后，悬浮效果显著。浓度不小于0.3%的FYXF-3溶液能在一定时间内较好地悬浮粒径为0.18~0.28mm的韩城现场煤粉。

注:每幅图中试管里的煤粉悬浮剂浓度从左到右依次为0、0.2%、0.3%、0.5%、0.8%。

粒径方面，粒径大于0.90mm、0.45~0.90mm的煤粉悬浮效果较差,粒径为0.28~0.45mm的煤粉效果显著且没有明显分层现象;浓度方面，FYXF-3浓度越大，悬浮效果越好，浓度不小于0.3%后，悬浮效果显著。

煤粉悬浮剂携带裂缝中煤粉性能

图2为FYXF-3的浓度分别与出液时间、煤粉流出量的关系图;图3为煤粉:石英砂比例为5:95时的实验现象图。

由图2、图3可以看出，无论煤粉与石英砂比例如何,泵注清水(即FYXF-3浓度为0)时出液都大约需要10min，流出的液体都清澈透明，煤粉流出量为0g即清水没有携带出煤粉;但泵注加入一定浓度的FYXF-3溶液后，出液时间都在5~6min，流出液体都呈黑色，煤粉流出量随着FYXF-3浓度的增大而略微增大，携带出大量煤粉。在煤粉与石英砂比例一定时，对于浓度为0.5%和1.0%的FYXF-3溶液，2种溶液携带出的煤粉量相差不大。在FYXF-3浓度一定时，石英砂比例高，渗透率越大，流出的煤粉较多。可以看出，浓度为0.5%的FYXF-3溶液悬浮性能较好，可以将裂缝中的韩城现场煤粉悬浮，并随着返排液返排至地面。

煤粉悬浮剂携带井筒中煤粉性能

图4为FYXF-3溶液携带井筒中煤粉的性能。

由图4a)看出，装有清水的有机玻璃管底部的煤粉没有被悬浮，且泵注后，排出液中几乎没有携带出煤粉。由图4b)看出，装有0.5%FYXF-3溶液的有机玻璃管底部的煤粉被悬浮，且泵注后，排出液为黑色浑浊液体，携带出煤粉质量为0.25g。可以看出，浓度为0.5%的FYXF-3溶液对煤粉的悬浮性能较好，可以将井筒堆积的韩城现场煤粉悬浮，并随着返排液返排至地面。

吸附润湿性能

清水的表面张力为69.748mN/m，不同浓度悬浮剂溶液的表面张力值见图5。

由图5看出，添加FYXF-3后，溶液表面张力降低幅度高达52.36%以上;随着FYXF-3溶液浓度的增大，表面张力逐渐减小，但浓度大于0.3%后，继续增大浓度已经无法大幅度降低表面张力。说明浓度不小于0.3%的FYXF-3溶液能够吸附在煤层表面，降低韩城现场煤粉和水之间的表面张力，使煤粉有效悬浮且快速返排。

水与韩城煤粉的接触角为73.23°。在不同浓度下测悬浮剂吸附量和接触角，结果见表1。由表1可以看出，添加FYXF-3后，能大幅度地降低接触角，接触角随着FYXF-3浓度的增大而减小，浓度大于0.5%后，减小幅度变小;吸附量随着浓度的增大而增大，浓度大于0.5%后，增大的幅度变小。这说明FYXF-3浓度不小于0.5%时，能较大地增加吸附量、减小接触角，从而能有效改善煤粉表面的润湿性能，防止分散的煤粉结块而产生沉降，这样有利于悬浮煤粉并将其返排。

表1不同浓度下测得的吸附量和接触角