稀土镧系元素可追踪地下流体(原油、水)的流动路径,优化开采方案
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硝酸钐在石油示踪中的典型案例包括:
英文名称:yttrium nitrate hexahydrate
分子式:Y(NO3)3·6H2O
硝酸钇的相对分子质量:382.91
CAS.13494-98-9
裂缝监测:与支撑剂结合,通过热中子探测评估压裂效果;
流体追踪:注入示踪剂后检测返出液离子浓度,分析流动路径;
催化协同:在催化反应中同步实现性能优化与过程监测。
石油催化剂改性
作用机制:钐(Sm³⁺)作为稀土元素,可通过电子效应或结构调变提升催化剂性能。例如:在流化催化裂化(FCC)催化剂中添加 Sm₂O₃,可增强酸性位点稳定性,抑制积碳生成,延长催化剂寿命。
在加氢脱硫(HDS)或加氢脱氮(HDN)催化剂中,Sm³⁺与活性金属(如 Ni-Mo、Co-Mo)协同,提高对含硫、含氮化合物的选择性吸附与转化能力。
应用场景:炼油厂催化裂化装置、加氢精制单元的催化剂改性。
依据:
稀土元素(如 La、Ce、Sm)在石油催化中的助催化作用已被广泛研究,Sm³⁺的高电子密度可优化活性中心分布。
2. 钻井液与完井液添加剂
功能:抑制黏土膨胀:Sm³⁺可通过静电作用中和黏土表面负电荷,减少水敏性地层的膨胀与分散,维持井壁稳定。
高温稳定性:硝酸钐在高温下分解为 Sm₂O₃,可增强钻井液的耐温性(如在超深井或地热井中)。
应用场景:水基钻井液处理,尤其适用于易坍塌的泥页岩地层。
依据:
类似镧系元素(如硝酸镧)在钻井液中的应用,Sm³⁺因离子半径较大,对黏土的抑制效果可能优于轻稀土