油页岩干酪根热解产物特性研究

采用裂解色谱（PY-GC-MS）、电子顺磁共振波谱（EPR）和红外光谱（FTIR）等技术手段，分析了Estonia油页岩中干酪根及其热解产物的结构特性，研究了不同温度下中间产物与最终产物的关联性。结果显示：油页岩热解符合干酪根热解为中间产物热沥青，热沥青再热解为页岩油、干馏气和半焦等产物反应路径，中间产物热沥青的生成趋势反映了终产物的生成速率变化；H₂、CH₄和C₂~C₅组分主要来自热沥青中脂肪烃的芳构化、芳香族化合物烷基侧链的断裂及含氧化合物的缩聚等，干酪根热解产生的烷烃和烯烃类化合物是产油气的主要组分。干酪根和页岩油的自由基自旋浓度明显低于热沥青和半焦；半焦g值最大，干酪根次之，热沥青和页岩油的g值偏低。     

波形驱动下多参数约束高分辨率反演方法——以四川盆地渝西地区龙马溪组页岩气为例

基于叠后地震波形指示反演在薄储层预测方面的优势，以及叠前弹性参数较叠后弹性参数信息更丰富、对储层的敏感性更高的特点，根据岩石物理资料，应用地震驱动+储层构型约束的高精度叠前随机反演方法，探寻定量表征优质薄页岩的技术，以期为深层页岩气地质甜点预测提供技术支撑。首先，基于道集波形相似性、AVO特征和空间距离的三变量优选方法提取结构相似的井数据作为空间估值样本，然后建立待判别道集初始模型；其次，以统计的弹性阻抗作为先验信息，应用“基于叠前道集特征指示的马尔科夫链-蒙特卡洛随机模拟算法”进行叠前地震波形指示反演，最终得到高精度的叠前弹性参数反演成果。实际应用表明，应用所提方法有效预测了龙一段一亚段1-2小层优质页岩厚度，基于特征参数的井震高频模拟精确模拟了龙一段一亚段1-2小层地质甜点参数，为页岩气勘探提供了技术支撑。     

川东南丁山地区燕山期—喜马拉雅期差异构造-热演化与页岩气保存

中国的海相富有机质页岩经历了多期构造改造，其含气性具有明显的差异。页岩气在不同构造演化阶段的保存条件是揭示页岩气差异富集机理的关键科学问题之一，开展构造-热演化研究可以明确其热演化史和构造隆升-剥蚀过程，为其评价提供演化格架。研究以丁山地区下古生界页岩为对象，联合磷灰石裂变径迹、磷灰石（U-Th）/He和锆石（U-Th）/He等多个古温标反演热演化史，结合镜质体反射率重建的最高古地温剖面，对丁山地区燕山期以来的差异构造隆升过程和剥蚀量进行了恢复，并在此基础上结合流体包裹体分析对丁山地区龙马溪组页岩的压力演化过程进行了模拟；根据页岩在埋藏—抬升过程中的温、压演化特征，定量表征了不同抬升阶段页岩含气量的变化，建立了龙马溪组页岩"埋藏—生烃—抬升"的演化格架。分析表明，丁山地区在燕山期和喜马拉雅期经历了不同的构造隆升过程。燕山期表现为"早期快速隆升—晚期缓慢隆升"的分段隆升，具有自NW向SE递进隆升且隆升幅度逐渐增大的特征；喜马拉雅期表现为整体快速隆升。燕山期是丁山地区产生差异构造隆升的主要时期。受这种差异构造隆升-剥蚀作用的影响，龙马溪组页岩的降温、降压过程和页岩气的散失过程具有明显的差异。燕山期的差异构造隆升是造成丁山地区龙马溪组页岩含气性呈平面分带的主要原因。     

Prediction of methane adsorption content in continental coal-bearing shale reservoir using SLD model

Shale gas, as an important unconventional resource, has drawn global attention. It is mainly composed of adsorption gas and free gas. Adsorption gas content could play an important guiding role on both the selection of favorable perspective area and the exploration and exploitation of shale gas resources. In order to accurately measure adsorption gas content, a new approach was established to predict the adsorption isotherm of methane on shale. Based on the simplified local-density (SLD) method, both the adsorption isotherms of illite, illite/smectite mixed-layer, cholorite and type III kerogen and the total shale rock could be well fitted. The fitting results show good coincidences with the true experimental test data, which proves the method is reasonable and dependable and the prediction results are effective and credible. In addition, the good simulation results show that the SLD parameters can reflect the pore structure characteristics and corresponding adsorption characteristics of the shale samples, which can be used for the quantitative characterization of shale pore system.     

利用地震品质因子Q比例的分布特征预测南川页岩气藏保存条件

根据地震数据、地质资料和地震属性，开展了南川地区五峰组-龙马溪组下部页岩的地震品质因子Q平面上分布与页岩气保存条件评价研究。针对南川地区页岩气开发中的断裂破碎带，提出了一种获取稳定品质因子Q比例及界限的工作流程和相应的迭代算法。研究表明，地震品质因子Q比例的分布可以快速、直观识别出断裂破碎带的内幕特征与不同类型页岩分布区。其中，断裂破碎带页岩区的品质因子Q比例总体上偏小，大多低于0.2，局部超过0.5，平面上分布杂乱、碎斑状；页岩呈北东向展布的条带，被断裂所撕裂、破碎，保存条件较差。稳定分布的页岩区的品质因子Q比例是较高的，超过0.7，平面变化稳定，没有突变现象，保存条件好。微裂缝发育的页岩区的品质因子Q比例具有渐变的趋势性，品质因子Q比例的分布从该页岩区的边部0.7向中部有规律地减小至0.1，保存条件最佳。实践证明，高产气井大多位于稳定分布的页岩区或内部微裂隙发育的稳定页岩区，地震品质因子Q比例研究方法对页岩气保存评价与开发井优化部署是一个实用工具。     

四川盆地及周缘上奥陶统五峰组岩相特征

上奥陶统五峰组分为页岩段和观音桥段。对比分析四川盆地及周缘五峰组页岩气钻井岩心以及测试数据,根据岩心和全岩矿物组分特征,以硅质矿物(石英)、黏土矿物和碳酸盐矿物为三端元,进行岩相划分。页岩段可识别出4种岩相类型:硅质页岩、含黏土硅质页岩、含灰硅质页岩以及含灰黏土质页岩;观音桥段发育含介壳泥质灰岩。页岩气钻井实测数据表明,页岩段4类页岩岩相品质(有机碳含量、脆性矿物含量以及含气量)差异较大,硅质页岩品质最优,含灰黏土质页岩品质最差。页岩段岩相类型以及观音桥段分布特征受控于沉积环境。川南永川地区等相对浅水的区域页岩厚度较大,但是硅质页岩厚度较小,页岩段整体品质较差,不建议作为水平井靶窗;川南威远地区受古陆和古地形影响,硅质页岩厚度较小,也不建议作为水平井靶窗;川东南焦石坝、武隆、丁山以及南川地区硅质页岩厚度超过4 m,可作为水平井靶窗。     

Preparation of high strength foam ceramics from sand shale and steel slag

Foam ceramics with high strength were successfully fabricated by using sand shale and steel slag as the major materials and SiC as foam agent. The influence of raw materials ratio and heat treatment temperatures on crystalline phases, porosity, mechanical properties and pore structures was investigated via XRF, XRD, SEM, DTA-TG, Micro-CT. The results indicate that the raw materials composed of 94 wt% sand shale and 6 wt% steel slag enable the fabrication of foam ceramics possessing strength of 29.98 MPa, bulk density of 0.821 g/cm³, total porosity of 67.22%, closed porosity of 55.27% and thermal conductivity of 0.08 W/(m·K). Micro-CT result shows that the pores with an average size of 267.05 μm are isolated. Pore wall thickness conforms to normal distribution, and it ranges from 18 to 42 μm. The superior property makes it promising high-strength and lightweight material in application fields, including thermal insulation materials and lightweight building materials.     

川北某黑色页岩型铼矿工艺矿物学研究

通过矿相显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线能谱元素面分析等多种手段综合研究了川北某黑色页岩型铼矿中铼的赋存状态。样品为黑色页岩,有机碳含量较高。粘土矿物总量为14.6%,黄铁矿含量16.2%,石英含量37.7%。样品具典型的粘土结构,矿物粒度微细。铼有两种赋存状态,一种呈类质同象形式赋存于黄铁矿内,另一种则以分散形式存在。典型黄铁矿测点Re平均含量为0.024%。黄铁矿是Re的重要载体矿物。建议通过浮选分离黄铁矿,从而实现Re的富集。      

不同类型液体水化作用下海相页岩巴西劈裂破坏特征

为了研究不同类型液体水化作用对页岩内部裂缝形态、岩石抗拉强度和巴西劈裂张性破坏模式的影响,选取昭通国家级页岩气示范区下志留统龙马溪组页岩气储层岩心,采用清水及滑溜水分别进行了水化预处理,通过CT扫描对比了页岩中裂缝结构的变化;然后开展巴西劈裂试验,研究了水化预处理后页岩试件抗拉强度及张性破坏模式;在此基础上,选取研究区内的两口水平井,在其压裂施工现场开展了水化预处理先导性试验。研究结果表明:①相同时间内,自发渗吸过程清水水化作用对海相页岩裂缝复杂程度的提升效果优于滑溜水;②清水表面张力更大且黏度更低,清水水化作用不仅能够促使原始裂缝延伸,还能诱发新的微细裂缝或分支缝,而滑溜水水化则以促使原始裂缝扩展为主;③水化作用使海相页岩发生损伤,其抗拉强度降低,经过清水、滑溜水水化预处理后的页岩试件抗拉强度相对未水化试件分别降低了35.6%和18.1%;④根据主裂缝延伸形态将页岩水化后巴西劈裂张性破坏模式分为阶梯形、折线形、分支形和弧形4种或是其相互组合,而未水化页岩张性破坏模式仅为直线形;⑤水化作用能有效提升海相页岩压裂裂缝复杂程度,建议在施工条件允许的情况下,射孔后在限压范围内高排量注入一定量清水并关井直至主压裂施工开始,为了降低主压裂施工难度,可以通过"低砂浓度、长段塞"泵注的策略来满足设计加砂量。