安徽省宣城地区龙潭组页岩孔隙发育特征及其影响因素

安徽省宣城地区上二叠统龙潭组页岩气资源潜力大,已有钻井揭示其页岩含气性差异大,页岩气赋存富集机理复杂。通过总有机碳含量分析、岩石热解实验、X衍射、低温液氮吸附、二氧化碳吸附和场发射扫描电镜观测等手段,研究宣城地区龙潭组页岩中孔隙的大小、结构及类型,探讨影响其孔隙发育的主要因素。研究表明：（1）宣城地区龙潭组页岩中孔隙主要为半开放型,并且存在一定量的细颈瓶孔。其中,矿物孔较发育,主要为微米孔,孔隙数量多;有机孔发育数量较少,孔径为纳米级—微米级。（2）龙潭组页岩BET比表面积为4.2601~10.3068 m²/g,平均为7.4290 m²/g。介孔+宏孔体积为0.0049~0.0179 cm³/g,平均为0.0089 cm³/g;微孔体积为0.0019~0.0038 cm³/g,平均为0.0026 cm³/g。孔径大于10 nm的孔隙是页岩孔隙体积的主要贡献者。（3）高演化、矿物含量差异大等使得宣城地区龙潭组页岩孔隙发育规律性变得复杂,TOC含量和矿物含量明显影响着宣城地区龙潭组页岩孔隙体积,但与孔隙比表面积没有明显线性相关性。在宣城地区龙潭组页岩气后续勘探开发中,应注重较高TOC含量、较高碳酸盐矿物含量和较低黏土矿物含量的页岩。     

页岩应力敏感实验研究及影响因素分析

页岩储层渗透率极低,富含黏土矿物,压缩性较致密砂岩储层更大,为进一步研究页岩储层的应力敏感机制,对宁夏六盘山盆地和内蒙古雅布赖盆地三块页岩岩芯进行应力敏感评价实验。结合岩石动力学实验、X射线衍射分析、场发射扫描电镜图像分析和高压压汞实验对页岩岩芯的矿物组分、力学性质及微观孔隙结构进行研究,并分析影响应力敏感的主要因素。研究结果表明,有效应力与渗透率关系满足乘幂式;页岩泥质含量越高,杨氏模量越低,应力敏感系数越大;页岩储层普遍发育的纳米级片状孔隙在有效应力作用下呈现强应力敏感;高压压汞实验表明孔喉半径为10~50 nm的孔隙分布频率较高,当对渗透率起主要贡献的孔隙分布在这一范围内时,应力敏感强,当对渗透率起主要贡献的孔隙为大孔时,应力敏感弱。     

川东南包鸾地区五峰组-龙马溪组页岩岩相特征

基于岩心、薄片以及分析测试数据,本文对川东南包鸾地区五峰组-龙马溪组页岩岩相进行了研究。宏观上,研究区五峰组-龙马溪组发育5种宏观岩相——凝灰质页岩相、角砾页岩相、块状页岩相、纹层状页岩相、云质灰岩相。定量研究发现:川东南包鸾地区五峰组-龙马溪组发育6大类岩相(硅岩相、硅质页岩相、混合页岩相、粘土质页岩相、粘土岩相以及灰质页岩相),11种小类岩相,其中研究区主要以富粘土硅质页岩相、混合硅质页岩相、粘土质/硅质页岩相以及富硅粘土质页岩相这四类岩相为主;通过TOC、含气量、孔隙度以及渗透率4个参数对不同页岩岩相进行研究发现:硅岩相是研究区页岩气勘探的最有利岩相,其次为硅质页岩类的含粘土硅质页岩相和混合硅质页岩相;粘土质/硅质页岩相和混合页岩相中等,最差的岩相为粘土质页岩相和粘土岩相。     

鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩孔隙结构定量化表征

为定量化表征鄂尔多斯盆地东缘太原组海陆过渡相页岩孔隙结构复杂程度,对5件页岩进行了低温液氮吸附等实验测试,应用FHH模型计算了分形维数并讨论了其影响因素。依据孔径大小可以将分形维数划分为2个阶段(孔径≥4nm和孔征<4mm),结果表明:页岩样品孔隙呈现出较强的分形特征。1)孔径≥4nm时的孔隙分形维数D2高于孔径<4nm时的孔隙分形维数D1;大孔径孔隙类型与形态多样,孔隙复杂程度更高。2)分形维数D1随微孔、介孔比例及黏土矿物质量分数增加而呈现出增大趋势,随BET比表面积、平均孔径、脆性矿物质量分数、宏孔比例、TOC增加呈现减小趋势,随镜质体反射率(Ro)增大呈现出先增大后减小趋势;D2随BET比表面积、平均孔径、宏孔比例、黏土矿物及脆性矿物质量分数的增加呈现出增大趋势,随微孔、介孔比例增加呈现出减小趋势,与TOC相关性差,随Ro增大呈现出先减小后增大的趋势。     

南堡凹陷古近系泥页岩孔隙结构特征

对南堡凹陷古近系泥页岩采用岩石热解、X衍射矿物分析、扫描电镜观察、氮气吸附测试等实验方法,探讨主要目的层段泥页岩孔隙结构特征。结果表明,南堡凹陷古近系泥页岩具有低孔致密的储层特征,部分样品具有较高的脆性矿物含量,有利于形成裂缝网络;微观孔隙类型主要包括有机质孔隙、粒间孔、粒内孔和微裂缝;微孔和中孔提供了绝大部分比表面积与孔体积,是气体吸附和存储的主要场所;泥页岩孔隙结构主要有细颈长体的墨水瓶孔型、四面开放的平行板型,其中以有利于气体吸附存储的墨水瓶型为主;有机碳含量是控制南堡凹陷古近系泥页岩中纳米级孔隙体积及其比表面积的主要内在因素;石英含量与孔体积有较好的正相关性;脆性矿物对于孔隙有积极的建设作用;有机碳含量是影响页岩吸附气体能力的主要因素。     

北羌塘盆地东部上三叠统矿物成分特征分析及其地质意义

本文以羌塘盆地雀莫错地区上三叠统地层为研究对象,利用红外光谱扫描获取岩心的矿物类型、含量、组合特征等信息,分析各主要矿物的空间变化规律,结合微观空间结构特征,研究该地层的沉积、储层及地质作用。结果表明：上三叠统矿物以碳酸盐和碎屑矿物为主,垂向上呈现规律性变化,其中碳酸盐矿物含量随深度增加逐渐增加,反之,石英、长石及黏土矿物等逐渐降低。黏土矿物以伊利石-蒙脱石为主,高岭石少见;绿泥石主要分布于上部巴贡组碎屑岩中;整体未见明显的白云石化现象。巴贡组以细颗粒沉积物为主,岩性致密,粒间孔、溶蚀孔少量发育,零星可见黏土矿物孔和微裂缝。波里拉组储集空间以微米级别孔隙为主,孔隙类型主要为晶间孔和黏土矿物孔。基于矿物和微观空间特征分析,研究区晚三叠世沉积环境由早期的深水沉积逐渐转换到浅水三角洲沉积,矿物成分从碳酸盐沉积转变为碎屑岩沉积,认为巴贡组地层早期为烃源岩主要发育期,黄铁矿等矿物存在指示还原环境,有利于烃类的生成和保存。     

中煤阶煤岩控制下的煤储层孔裂隙结构特征——以柳林矿区为例

为了探讨煤岩类型和煤储层孔隙结构的耦合关系,建立了煤层层内非均质模型,采用压汞、液氮、CT等实验测试手段和分形数学理论,根据实验得到的各孔径段孔隙含量、视孔隙率、体积中值半径、退汞效率、BET比表面积、BJH总孔容、平均孔径等参数的均值来研究光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤储层物性差异,结合CT三维空间建模,分析了不同煤岩类型煤储层孔隙结构特征与差异性。结果表明:光亮煤微裂隙发育,连通性好,有利于煤层气的解吸、扩散和渗流,为煤层气勘探开发的有利储层;半亮煤孔隙连通性好,较有利于煤层气解吸、扩散和渗流,同样为有利储层;半暗煤孔径分布较均衡,半封闭-开放孔发育,较有利于煤层气富集和渗流,为煤层气勘探开发的中等储层;暗淡煤微小孔含量最低,空间呈点状分布,矿物含量高,裂隙不发育,对于煤层气的渗流和储集均不利。原生结构煤为主的矿区煤层气开发应首选光亮煤发育带,其次为半亮煤和半暗煤发育带。该结论可为煤层气开采过程中层间非均质性提供指导依据。     

黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征

为全面研究黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征,对该组7口页岩气调查井和4口地质浅钻的岩芯进行了系统采样,并做了矿物学分析、地球化学分析、孔隙度和渗透率测定、含气性分析等实验。结果表明,牛蹄塘组富有机质泥岩主要发育于深水陆棚相带,岩性以含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩为主,脆性矿物以石英+长石组合为主,方解石、白云石、黄铁矿等自生脆性矿物含量总体较低;黏土矿物含量较低,变化范围较大,成分以伊利石为主。有机碳含量普遍较高,在1.5%~15.7%,有机质成熟度174%~3.40%,总体演化程度较高;平均岩石密度2.52g/cm~3,BET比表面积0.33~33.76m~2/g;微观储集空间以粒间(晶间)孔为主,其次为粒内孔,有机质孔发育较差,微裂缝总体不发育,具有低孔低渗—低孔超低渗的储层特征;总含气量0.02~2.05m~3/t,现场解析气中N_2、H_2含量异常,CH_4等烃类气体含量较低。     

人工冻融软黏土微观孔隙变化及分形特性分析

为探讨软黏土融沉及压缩特性的微观机理,以宁波地区软黏土为研究对象,采用冻融、压缩和压汞试验,对冻融和压缩前后的软黏土微观孔隙分布及变化进行了研究。取原状土、融土、压缩原状土、压缩融土4种土样分别进行压汞试验,提出孔径划分方法,结合分形理论对冻融软黏土微观孔隙变化进行分析,研究了软黏土的孔隙分布特征,并采用容量维数对孔体积分布和孔表面积分布进行计算,分析了冻融及压缩前后颗粒接触及孔隙变化。研究结果表明:软黏土冻融后孔体积和孔表面积均增大;原状土和融土压缩后孔体积和孔表面积均减小,软黏土的孔体积和孔表面积80%以上分布于微孔和超微孔中;软黏土冻融及压缩前后孔体积和孔表面积存在分形特性。     

长焰煤热解过程中孔隙结构演化特征研究

随着煤热解温度的升高,煤孔隙结构和数量发生剧烈变化。为研究其变化规律,以长焰煤为研究对象,应用压汞法分别对300℃～600℃常规热解和600℃高温蒸气热解固体产物的孔隙结构参数进行测定和分析,计算不同热解温度下的孔隙分形维数,详细比较2种不同的热解方式下固体产物的孔隙特性。研究结果表明:(1)常规热解条件下,总孔隙体积和孔隙率随温度的演化表现为:黑岱沟煤先减小后增大,温度高于500℃后增长的速率较大,而子长煤先增大后减小再增大,增长速率最大的区段是300℃～400℃;比表面积随温度的演化表现为:黑岱沟煤一直增加,而子长煤持续减小。(2)常规热解条件下,长焰煤孔隙体积分布以中孔和大孔为主,温度超过300℃时,大孔占绝大多数;而比表面积的分布以微孔和过渡孔为主。(3)高温蒸气热解条件下,长焰煤热解固态产物的孔隙体积分布以中孔和大孔为主,大孔占主导地位,子长煤表现更为明显,大孔比例达99.91%;孔隙比表面积分布表现为:黑岱沟煤以微孔和过渡孔为主,而子长煤以大孔为主。(4)高温蒸气热解固体产物表现出更为优良的渗透性能,与注入惰性气体相比,注入高温蒸气是煤层原位热解工艺实施的最佳方法。在煤层原位热解工艺实施过程中,该研究可为煤体孔隙结构随温度变化问题提供科学依据和理论指导。