鄂尔多斯盆地东南部地区山西组泥页岩矿物学特征研究

鄂尔多斯盆地东南部地区页岩气资源潜力巨大,山西组作为页岩气的重点勘探层位有待深入研究,泥页岩矿物组成及其含量直接决定了页岩的含气性、可压性,分别采集两口页岩气井山1段和山2段样品,采用X射线衍射仪分析泥页岩全岩的矿物组成,研究得到山西组泥页岩中全岩矿物组成具有较强的非均一性,脆性矿物平均含量为40.4%,主要为石英,其他脆性矿物含量较低,有利于压裂等开发技术的应用,粘土矿物平均含量为59.6%,主要为高岭石和伊蒙混层,较高的粘土矿物含量有利于提高泥页岩的吸附性能,对吸附气的保存较为有利。     

基于岩石物理与矿物组成的页岩脆性评价新方法

泥页岩的脆性决定其压裂改造的效果,开展页岩的脆性评价研究,可为压裂设计提供技术支撑,压裂改造的效果对提高页岩产能意义重大。鄂尔多斯盆地东南部下寺湾地区延长组长7段张家滩页岩层系内大量发育粉砂质泥页岩条带,矿物组成复杂,岩性非均质性强,对页岩气产量影响显著。针对目前矿物脆性评价中存在的脆性矿物不明确的问题,为了明确复杂矿物组成对页岩脆性的影响,通过对21块样品(页岩15块,粉砂质泥页岩6块)分别开展页岩总有机碳、全岩矿物X-射线衍射和地层条件下的三轴压缩应力试验,系统分析矿物组成及岩石力学特征,并以实验结果为基础分析矿物与岩石物理参数表现的关系,定量模拟岩石弹性参数随矿物组分变化的特征,明确了石英和黄铁矿是张家滩页岩的脆性矿物,并提出基于岩石物理模型的陆相页岩矿物组分脆性评价新方法。以YY22井为例,应用矿物脆性评价方法,计算其页岩层段的矿物脆性指数,为高脆性有利压裂目的层的识别及增产方案设计提供了参数依据。     

冯子齐_鄂尔多斯盆地东南部山西组富有机质泥页岩储层特征及其主控因素

为探索富有机质泥页岩的储层特征,利用全岩 X-射线衍射、比表面—孔径分布、等温吸附、有机碳、有机质成熟度等测试方法,对鄂尔多斯盆地东南部山西组泥页岩储层的矿物组成、孔隙体积和孔隙结构进行了综合研究。结果表明：泥页岩矿物组成主要为黏土矿物和陆源碎屑矿物石英、长石,含少量黄铁矿和菱铁矿等矿物;有机碳含量平均为 3.03%,有机质成熟度平均为 2.55%,CH4饱和吸附量平均为 1.91m3/t;泥页岩孔隙结构以中孔隙为主,泥页岩储层中主要是黏土矿物控制着中孔、宏孔的发育,TOC 含量与微孔体积呈微弱的正相关关系;饱和吸附量与黏土矿物（尤其是伊利石）和有机碳含量呈正相关性。     

火山岩晶质及非晶质矿物组分定量分析方法——以四川盆地西部二叠系火山岩为例

四川盆地西部（以下简称川西地区）二叠系火山岩岩性极其复杂,现有沉积岩X射线衍射矿物定量分析方法不能确定火山岩中的晶质及非晶质矿物组分含量。为此,采用X射线荧光光谱分析、岩石薄片鉴定、扫描电镜及能谱分析等实验方法,分析了川西地区二叠系火山岩矿物组分,并在常规的沉积岩X射线衍射参比强度参数法基础上,采用全谱拟合法和内标分析法,对火山岩矿物晶体结构参数和X射线衍射峰形参数进行精细修正,建立了火山岩晶质及非晶质矿物组分定量分析方法。研究结果表明：(1)川西地区二叠系火山岩中含有斜长石、铁绿泥石、普通辉石、含铁榍石、含铁锐钛矿等晶质矿物和玻璃质、蛋白石等非晶质矿物;(2)沉积岩X射线衍射参比强度参数法和全谱拟合法相结合可以得到火山岩常见晶质矿物X射线衍射定量分析参比强度参数,实现火山岩晶质矿物组分定量分析;(3)火山岩X射线衍射定量分析参比强度参数和沉积岩X射线衍射定量分析参比强度参数与内标法相结合可以得到火山岩非晶质矿物组分计算模型,实现火山岩非晶质矿物组分定量分析。结论认为：(1)新方法分析过程快速准确,在无矿物标样条件下可实现批量火山岩样品的矿物组分定量分析;(2)新方法对川西地区二叠系火...     

页岩中矿物组分测定方法探讨

X-射线衍射(XRD)是测定页岩矿物组成的基本方法,其定量精度受到矿物种类、衍射能力、粒度和衍射峰重叠等多种因素影响。选择四川盆地黔浅1井页岩进行矿物组分测定,通过2种实验结果对比,找出提高页岩矿物组分定量精度的方法。方法1：全岩XRD直接测定与定量;方法2：经物相溶解、Stokes重力分离后,对不同粒级的矿物分别进行XRD测定与定量。结果显示,通过2种实验方法获得的碳酸盐类矿物的百分含量差别较大,反映了直接XRD定量方法在矿物组分含量测定中并不是完全可信的。经物相溶解及重力分离后进行XRD测试,可很大程度上提高测试精度,同时获得的页岩中矿物不同粒度的含量对认识页岩成岩过程及页岩性质较各单矿物含量更具有实际意义。     

鄂尔多斯东南部页岩气储层特征及其主控因素

为探索富有机质泥页岩的储层特征,利用全岩X-射线衍射、比表面—孔径分布、等温吸附、有机碳、有机质成熟度等测试方法,对鄂尔多斯盆地东南部山西组泥页岩储层的矿物组成、孔隙体积和孔隙结构进行了综合研究。结果表明：泥页岩矿物组成主要为黏土矿物和陆源碎屑矿物石英、长石,含少量黄铁矿和菱铁矿等矿物;有机碳含量平均为3.03%,有机质成熟度平均为2.55%,CH₄饱和吸附量平均为1.91m³/t;泥页岩孔隙结构以中孔隙为主,泥页岩储层中主要是黏土矿物控制着中孔、宏孔的发育,TOC含量与微孔体积呈微弱的正相关关系;饱和吸附量与黏土矿物（尤其是伊利石）和有机碳含量呈正相关性。     

鄂尔多斯盆地东缘二叠系山23亚段海陆过渡相页岩岩相类型与储层发育特征

中国海陆过渡相页岩气的开发正处于起步阶段,而开展页岩岩相划分及储层特征的研究则有利于页岩气的进一步勘探开发.通过薄片鉴定、X?射线全岩衍射、扫描电镜等一系列方法对鄂尔多斯盆地东缘山23亚段海陆过渡相页岩进行精细研究.结合矿物成分、TOC含量将山23亚段页岩划分为8种不同的岩相,其中主要发育4种岩相:富有机质黏土质硅质页...     

鄂尔多斯盆地南部长8致密油储层特征研究

针对鄂尔多斯盆地南部长8油层组致密油储层开展研究,综合利用铸体薄片、压汞分析、X-衍射全岩和扫描电镜等技术,对工区长8致密储层的岩石学特征、物性特征、微观孔喉特征及有利成岩相等进行综合分析评价。     

陆相湖盆页岩自生硅质特征及其油气意义

以鄂尔多斯盆地三叠系延长组和松辽盆地白垩系青山口组陆相湖盆页岩为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、X-衍射、扫描电镜、电子探针、岩石热解等分析手段,对陆相淡水湖盆页岩不同类型硅质特征及其成因进行分析。结果表明,陆相页岩自生硅质成因主要包括长英质溶解、凝灰质脱玻化、黏土矿物转化和硅质交代等4种作用,长石溶解形成的硅质常呈斑点状和脉状分布,结晶程度较低,为含水蛋白石类矿物,SiO₂平均值为67.2%;由凝灰质脱玻化作用形成的主要是以非晶态二氧化硅和晶体形态较好自生石英两种形态赋存;黏土矿物转化过程中形成的自生硅质呈微米级板片状或小晶片状的形态嵌于黏土矿物内部,或呈分散状与黏土矿物混合;硅质交代形成的自生石英晶形较好,呈棱角状,SiO₂平均含量87%。自生硅质含量与陆源长英质含量呈正相关,长英质压溶是自生硅质主要来源,其次为黏土矿物转化析出硅质,有机质对自生硅质形成具有一定促进作用。不同成因自生硅质具有与陆源石英相异的地质特征及赋存状态,影响了陆相页岩储集性能、渗流能力与改造效果,特别是富有机质页岩中硅质含量虽高,但由于自生硅质相比陆源石...     

鄂尔多斯盆地西部环县地区三叠系延长组物源分析

鄂尔多斯盆地西缘三叠系物源认识对油气石油勘探具有重要指导作用。本文通过大量的野外、井下采样，室内分析化验对比研究，发现西部环县地区与六盘山盆地、河西走廊地区延长组有着相似的重矿物组合，砂岩骨架组分普遍有较高的石英含量，稀土、微量元素特征也较为相似，具有属同一沉积体系的特征，花岗岩类是环县三角洲沉积体系的主要物源之一。认为现今概念的鄂尔多斯盆地西部晚三叠世与六盘山盆地及走廊地区不具明显的分割性，盆地很可能向西开口延伸。     

不同天然矿物载体钼基催化剂悬浮床加氢裂化反应性能

选用累托土、铝土矿、高岭土3种天然矿物作为载体材料,采用浸渍法制备Mo基负载型悬浮床加氢裂化催化剂。系统考察不同天然矿物的组成结构和催化剂金属组分的还原性,揭示催化剂的组成性质与反应产物分布的关联性。通过XRF、XRD、N₂吸附-脱附和H₂-TPR等手段对天然矿物和催化剂进行表征分析,并以高温煤焦油为原料进行加氢裂化反应性能评价。结果表明：累托土和铝土矿中Fe₂O₃的质量分数分别为8.2%和19.1%,显著高于高岭土中Fe₂O₃的含量;由H₂-TPR表征结果可知,累托土为载体的Mo基催化剂中含有较多的易被还原的Mo氧化物和Fe氧化物。累托土为载体的Mo基催化剂具有较好的悬浮床加氢裂化反应性能,石脑油和中间馏分收率为50.6%,明显高于铝土矿和高岭土为载体的Mo基催化剂,气体收率较低。     

饱和CO2地层水驱过程中的水-岩相互作用实验

为了研究CO₂注入后储层岩性和物性的变化情况,利用室内岩心驱替装置,模拟了地层条件下(100℃,24MPa)饱和CO₂地层水驱过程中的水-岩相互作用,并对CO₂注入后,组成储层岩石的矿物溶蚀、溶解和沉淀情况以及渗透率变化的原因进行了研究。通过对实验前后反应液离子成分变化、岩心扫描电镜和全岩X-射线衍射(XRD)资料的分析表明：实验后砂岩岩心中的碳酸盐矿物出现明显的溶解现象,且方解石溶解程度最高,片钠铝石次之,铁白云石最低;反应液中K⁺质量浓度的变化主要是由碎屑钾长石颗粒溶蚀造成的;实验后有少量的高岭石和中间产物生成,其中间产物的成分主要为C、O、Na、Cl、Al和Si,并有向碳酸盐矿物转变的趋势;新生成的高岭石、中间产物和由碳酸盐胶结物溶解释放出的黏土颗粒一起运移至孔喉,从而堵塞孔隙,降低了岩心渗透率。通过以上实验再现了CO₂注入后,短时期内储层岩石中长石和碳酸盐类矿物的溶蚀和溶解过程以及新矿物沉淀情况,并且揭示了储层渗透率变化的原因,从而为CO₂的地下捕获机制提供了地球化学依据。     

鄂西下寒武统牛蹄塘组页岩孔隙结构特征及影响因素

利用低温CO₂和N₂吸附测试以及场发射-扫描电镜观察、有机碳（TOC）含量测定、X衍射矿物成分分析，对鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层的孔隙结构特征及不同岩相页岩的孔隙发育影响因素进行了研究和探讨。鄂西地区牛蹄塘组页岩的有机碳含量较高，孔隙类型以有机孔和粒内孔为主，且孔隙形态较为复杂；页岩的矿物组分主要以石英和黏土矿物为主。CO₂和N₂吸附实验显示，页岩孔径分布呈多峰型，介孔多数分布在2~25 nm；页岩的孔隙体积和比表面积主要由微孔和介孔提供。页岩按岩相可分为硅质页岩、混合质页岩和泥质页岩。不同岩相页岩的孔隙发育受TOC和矿物组分的控制机制不同，硅质页岩的孔隙结构主要受TOC和生物硅质含量的影响；混合质页岩的孔隙结构主要受TOC和黏土矿物含量的影响。      

江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层矿物组成与脆性特征研究

应用X射线衍射分析技术对潜江组潜二-四段的页岩岩心样品进行了矿物组成与脆性特征研究,以及有机地球化学实验,结果表明,各样品具有差异的矿物组成和地球化学特征。潜二段页岩有机质以腐泥型为主,TOC平均值为1.38%,总体处于未熟-低熟阶段(R_o为0.26%~0.5%),矿物中蒸发岩类矿物含量高;潜三段页岩有机质以腐泥型和腐殖腐泥型为主,TOC平均值为2.53%,总体处于低熟-中等成熟阶段(R_o为0.5%~0.88%),矿物中石英和黏土含量较高;潜四段页岩有机质以腐泥型和腐殖腐泥型为主,TOC平均值为0.69%,总体处于中等成熟-成熟范围(R_o为0.55%~1.3%),碳酸盐矿物含量较高。与北美及中国其他地区的页岩相比,潜江组盐间页岩具有"低黏土矿物、低石英、高碳酸盐、低脆性矿物"的特征,但其中潜三段的脆性矿物含量较高(平均56%),脆性指数较大(平均75.3%),具有较好的脆性,是潜江组盐间页岩最有利的勘探层段。      

改性Y型分子筛吸附脱除模拟油品中氯辛烷

分别采用离子交换法和等体积浸渍法对Na-Y分子筛进行改性。利用低温氮气吸附 脱附、X射线衍射、X射线荧光光谱和氨气程序升温脱附等手段对改性分子筛进行表征。考察了改性方法、交换的离子类型、吸附时间、吸附温度和吸附剂与油品质量比等因素对改性分子筛吸附脱除模拟油品中氯辛烷性能的影响,并研究了其再生循环使用性能。结果表明：离子交换法制备的Cu-Y分子筛的吸附脱氯性能高于等体积浸渍法制备的CuO/Y分子筛。经Co²⁺、Cu²⁺、Ag⁺改性的Y型分子筛,其脱氯性能较Na-Y分子筛显著增加,其中Cu-Y分子筛的脱氯性能最好。当Cu-Y分子筛与油品质量比为1∶5、吸附温度为20 ℃、吸附时间为1 h时,脱氯率达到91.9%。NH₃-TPD表征显示,分子筛的表面酸性对其脱氯性能具有显著影响,分子筛表面总酸量越大,其脱氯性能越高。Cu-Y分子筛再生循环使用7次后,其比表面积及酸量有少量减小,导致其脱氯性能略微降低。     

四川盆地龙马溪组页岩的CH4和CO2气体高压吸附特征及控制因素

通过对四川盆地重庆地区下志留统龙马溪组的钻井岩心和野外露头等进行分析,利用高压吸附仪分析了页岩中CH₄、CO₂气体的吸附性能,并采用N₂吸附法、CO₂吸附法、场发射扫描电子显微镜(FE_SEM)和X-射线衍射(XRD)等技术,从孔隙结构、有机碳含量、矿物成分、温度和单位压力变化等方面探讨页岩吸附能力的影响关系。研究表明,龙马溪组页岩CH₄、CO₂吸附曲线具有Ⅰ型等温线特征,用Langmuir模型回归等温线能较好地拟合实验数据;页岩的总孔体积、比表面积与饱和吸附量体现良好的线性相关关系,且正相关;页岩有机质和矿物成分通过控制着微米_纳米级孔隙的相对丰度影响着气体的吸附和储存,微孔、中孔孔体积及孔隙度均随总有机碳含量(TOC)值增加而增大;TOC值越大,页岩的饱和吸附量就越大,二者具有良好的正相关性;吸附气量与黏土矿物含量呈正线性相关,与脆性矿物含量呈现相反的变化规律。温度升高会加快气体解吸速度,降低吸附量;此外,页岩对CO₂吸附能力高于CH₄。     

沉积法和外延生长法制备SiO2/ZSM-5催化甲苯甲基化性能

为提高甲苯甲基化催化剂的对二甲苯选择性,分别采用化学气相沉积(CVD)法、化学液相沉积(CLD) 法放大制备了SiO₂表面沉积型SiO₂/ZSM-5催化剂,采用外延生长(EPG)法制备了核壳型SiO₂/ZSM-5催化剂。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、低温N₂物理吸附-脱附(BET)、扫描电镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、热重(TG)等分析方法对催化剂的组成、晶相结构、比表面积、酸性和积炭等进行系统表征。结果表明：当SiO₂沉积质量分数为9.48%时,CVD法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂上对二甲苯选择性最高达到85%,继续增加SiO₂沉积量,对二甲苯选择性逐渐降低;CLD法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂上对二甲苯选择性最高达到91%;EPG法制备的核壳结构SiO₂/ZSM-5催化剂上的对二甲苯选择性最高接近98%。甲苯甲基化反应200 h后,CVD法、CLD法和EPG法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂上的积炭量依次为3.24%、5.22%和6.29%。由此可见：在相同SiO₂含量(w(SiO₂)约为6%或9%或12%)条件下,就提高对二甲苯选择性而言,EPG法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂最优,CLD法稍好于CVD法;此外,SiO₂/ZSM-5催化剂的容炭能力由高到低的顺序依次为EPG法、CLD法、CVD法。     

渣油悬浮床加氢复配金属催化剂的预硫化

采用激光粒度测定仪、XRD和TEM分析手段对油溶性复配金属催化剂在委内瑞拉380号燃料油中不同硫化条件的硫化产物进行了表征和分析。结果表明,复配金属催化剂在相同的硫化温度下,硫化时间越长所生成硫化物的粒径越小;在相同硫化时间下,硫化温度越高所生成硫化物的粒径越小。在硫化温度300、330、380℃时,复配金属催化剂中有少量的单层的无定型MoS₂和无定型硫化镍;在硫化温度为410℃时,复配金属催化剂中明显出现成晶型的MoS₂和Ni_0.96S;440℃时,复配金属催化剂中出现大量多层的（4~5层）MoS₂晶体和晶型更加明显的硫化镍,说明高温有利于催化剂生成晶型硫化态活性物质。     

三元低共熔溶剂促进球磨后高硫石油焦氧化脱硫

为实现高硫石油焦的有效脱硫使其“变废为宝”,本研究提出了一种基于机械球磨的高硫石油焦氧化脱硫新方法。首先使用球磨技术对高硫石油焦进行预处理,以增加石油焦的比表面积,暴露更多硫参与氧化。实验结果表明：与氧化钙共球磨后石油焦比表面积增加了8倍以上;在高硫石油焦球磨预处理的基础上,以苯磺酸基三元低共熔溶剂(DES)为反应溶剂及催化剂,30%双氧水(H₂O₂)为氧化剂,在70℃的温和条件下成功实现高硫石油焦的氧化脱硫,其硫质量分数可从4.46%降至2.09%。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)及扫描电子显微镜(SEM)探究了石油焦球磨及氧化脱硫前后结构的变化。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及XRD分析了石油焦中硫的转化。通过电子自旋共振(ESR)试验证实了苯磺酸基三元DES的催化作用。