基于机器学习的煤系致密砂岩气储层分类研究——以鄂尔多斯盆地DJ区块为例

鄂尔多斯盆地DJ区块煤系致密砂岩气储层为特低孔隙度和渗透率储层，强非均质性是储层预测和评价的关键难题。利用1 880块岩芯柱塞孔渗及33组压汞分析资料，计算了流动层段指数和孔喉半径概率累积分布函数，优选了基于流动层段指数（FZI）的流动单元3分类方案；为解决不同类型砂岩样本数量失衡的问题，对734组宏观岩石相等类别型数据及数值型测井数据进行了二次分层抽样均化采样处理，重构了数据子集；通过参数设定—训练—建模—测试—性能评估的交互验证法优选了建模参数，构建了无监督和有监督2类7种算法的机器学习模型，分别为K均值聚类、朴素贝叶斯、决策树、支持向量机、深度学习、随机森林和梯度提升树；并依据平衡分数f₁得分大小确定了梯度提升树学习和深度学习2个最优分类模型。研究结果表明：基于FZI流动单元的砂岩分类，能显著降低非均质性对渗透率预测精度的影响；与无监督方法相比，有监督的、积极的机器学习类方法更契合砂岩流动单元分类原则；梯度提升树学习算法能利用岩石相、成岩相、沉积微相等类别型数据建模，可用于流动单元成因特征等基础地质方面的研究，而深度学习对测井等数值型数据处理能力更强，适合于...     

A地区SⅢ油层组下部含泥含钙储层有效厚度及夹层划分标准

有效厚度标准是产能预测和储量计算的重要参数。分析不同含油产状岩心长度占比及产油能力，确定含油性下限为油斑。分析储层岩性与含油性关系并结合含油性下限，确定岩性下限为泥质粉砂岩和钙质粉砂岩；分析岩性、含油性与物性关系并结合岩性、含油性下限，确定物性下限：φ≥9.0%,K≥0.1×10^-3μm²;根据试油资料，采用AC-RLLD交会图版，确定有效厚度电性标准：AC≥260μs/m,RLLD≥7.8Ω·m; 240μs/m﹤AC﹤260μs/m,RLLD≥-82.09ln(AC)+464.92。分析研究区泥质和钙质夹层测井响应特征，优选MSFL、RMN、RMG、HAC作为泥质和钙质夹层敏感曲线；确定泥质夹层划分标准：MSFL回返程度≥42%、RMN回返程度≥42%、RMG回返程度≥41%,钙质夹层划分标准：MSFL/MSFL_S1D≥12、RMN/RMN_S1D≥4.2、HAC/HAC_S1D≤0.67。研究区5口取心井储层有效厚度解释与对比，表明建立的有效厚度及夹层划分标准适用于研究区目的...     

水-力耦合和隔离状态下孔道砂岩力学特性的对比

岩石的水力学特性与矿山突水灾害密切相关,为揭示不同的水岩力学相互作用,对比研究在水-力耦合与隔离2种不同力学状态下孔道砂岩力学特性的差异性。采用MTS815岩石力学试验系统,进行不同围压和孔压下孔道砂岩的常规三轴压缩试验。整个试验围压σ₃分成10,20,30 MPa共3个系列,每个系列围压试验中,孔压P设为4个级别,分别是围压σ₃的20%,40%,60%和80%。对水-力耦合下的岩石试件用热缩管进行包裹,对水-力隔离下的岩石试件加装隔水装置,在三轴静水压力状态(σ₁=σ₂=σ₃)下采用0.005 mm/s的加载率对试件进行轴向加载,直到试件破坏。结果表明:水-力耦合状态下,孔道砂岩的峰值偏应力强度、扩容起始偏应力、残余偏应力强度和变形模量与围压呈正相关关系,与孔压呈负相关关系,而泊松比的关系则正好相反,试件呈现出明显的单一剪切面破裂,破裂角分布在53°～69°变化;水-力隔离状态下孔道砂岩峰值偏应力强度、扩容起始偏应力和残余偏应力强度均与围压和孔压在总体上呈正相关趋势,水-力隔...     

储层流动单元划分与描述的方法

通过对流动单元的概念、研究意义以及研究流程的再分析，研究了流动单元的基本特征和识别标志，提出了储层流动单元的划分和识别方法。利用测井资料对青海油田砂岩油藏储层进行了流动单元的划分，将该油田划分为5类流动单元，分析了各流动单元的物性特征，阐明了不同级别流动单元分布、特点及其与沉积微相、隔夹层的关系，并给出了各类流动单元及物性特征参数。     

断裂带岩体工程地质力学特征及其对断层防水煤柱留设的影响

对F₃，F₄断层带水文地质、工程地质特征进行了系统测试研究，并结合钻探、物探资料，对F₃，F₄断层进行了导水和含水性分析，得出了F₃，F₄断层为不导水、不含水断层.分别利用相似材料模拟和数值模拟技术对F₃，F₄断层间块段不同水平留设断层防水煤柱开采进行了模拟，得出了不同地质条件下煤层顶、底板的采动效应；根据F₃，F₄断层带水文地质、工程地质特征及模拟结果，对F₃，F₄断层防水煤柱进行了重新留设，减小煤柱压煤量23万t.     

苏里格致密砂岩气藏流体微观分布规律及影响因素

苏里格气田东区下石盒子组含水较高,流体赋存特征对致密砂岩气藏开采影响较大。通过岩矿鉴定、孔隙率以及渗透率分析等实验,结合核磁-离心技术,分析了孔隙率、渗透率、岩性、孔喉非均质性与连通性及其对流体赋存规律的影响。结果表明：(1)研究区致密砂岩储层孔隙的流动能力较差,束缚水饱和度较高,其流动能力与气体流动压差(离心力)密切相关。(2)填隙物对流动能力有关键的控制作用,丰富的高岭石含量代表着储层具有较好的连通性、较大的孔径,整体孔隙水流动能力较强;伊利石持水能力很强,容易造成毛管阻碍、限制流动能力。(3)气体流动压差(离心力)与储层孔隙水可流动的孔径具有较好的幂关系。(4)苏里格气田东区下石盒子组有效储集空间临界孔喉半径为0.089μm,可动水饱和度为23.95%。     

新安煤田新义井田深部勘查区二1煤煤层气地质特征

基于新义井田深部勘查区煤田地质勘查成果,分析了该区构造和二₁煤层展布特征,研究了二₁煤储层特征、煤层气含量及其分布规律、煤层气赋存条件。研究认为,勘查区二₁煤变质程度高,有利于煤层气的生成;煤储层孔隙度较高、围岩封闭性好,有利于煤层气赋存;煤体结构遭到严重破坏不利于煤层气运移;属正常压力、低渗煤储层。煤层气含量与埋深呈正相关趋势,DF₁断层为煤层气逸散通道。     

砂岩型铀矿碱性地浸过程孔隙结构演化特征

采用NaHCO₃+H₂O₂碱性溶浸液对铀矿柱状岩芯进行了柱浸实验，利用电镜扫描图像分析了砂岩型铀矿表面特征和孔隙分布状况，以核磁共振T₂谱定量表征碱性地浸过程中含铀砂岩微观孔隙结构变化。结果表明，溶浸液化学溶蚀作用下岩芯内部基质首先形成连通型孔隙，大、小孔间孔喉增加；反应生成的Al(OH)₃矿物胶体和CaCO₃集中沉淀堆积于小孔和微裂隙中，减小了溶浸液与基质有效接触反应面积，降低了铀矿浸出效率；97～158 h为溶蚀优势期，该阶段化学溶蚀量远大于沉淀堆积量，形成大量连通型孔隙，使铀矿物与溶浸液进一步反应溶解，铀矿采收率达到峰值。     

黔西小屯井田煤层气多层合采产层组合优化

贵州小屯井田龙潭组煤系具有煤层数量多、煤层间距小、煤层厚度薄等特点,煤层气开发需以多层合采为主要方式;与单一厚层状煤层相比,多煤层合采易发生层间干扰,影响合采效果及资源动用程度。基于小屯井田钻孔岩性与含气性分析,识别出有利、较有利与不利3种煤岩层组合类型,考查各煤层厚度、埋深、含气量等特征,对比各煤层的煤层气资源条件,综合考虑储盖组合、含气性、渗透性、储层压力、地应力等因素,划分出Ⅰ(6_上煤+6_中煤+6_下煤)、Ⅱ(7煤)、Ⅲ(33煤+34煤)共3套叠置煤层气系统;在此基础上,优化合采产层组合,并确定有序开发模式为优先开发上部产层组合(6_上煤+6_中煤+6_下煤),其次为下部组合(33煤+34煤),最后考虑经济与时间成本确定是否单独开发7煤;确立了资源条件分析-含气系统划分-产层组合优化的多-薄煤层发育区煤层气合采层位优选思路。     

Design and synthesis of phosphomolybdate coordination compounds based on {P4Mo6} structural units and their proton conductivity

Developing new low-cost and efficient proton-conducting materials remains an attractive and challenging task.Herein,sodium molybdate dihydrate is used as the source of molybdenum,mixed with transition metal chloride and 2-methylimidazole(2-MI),using the "one-pot method" to synthesize two crystalline proton conducting materials based on {P₄Mo₆} units:H₁₄[C₄H₆N₂]₂[M(H₂O)₅][M(H₂O)₂     

吉木萨尔凹陷东斜坡梧桐沟组吉7井区储层岩石学特征研究

岩石学特征是判断油气储层性质的重要标志,也是进行有利储层划分的重要基础。通过岩芯观察和描述,结合岩石薄、片铸体薄片、扫描电镜等资料,对吉木萨尔凹陷东斜坡梧桐沟组吉7井区储层特征进行了综合分析研究。结果表明:根据研究区梧桐沟组吉7井区取芯段87块岩石薄片观察及统计得出研究区砂岩为岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩为主。胶结物中碳酸盐岩矿物组分以泥质、方解石、铁方解石和白云石组合为特征。胶结类型主要以接触-孔隙型、孔隙型、孔隙-压嵌型等胶结方式,胶结程度表现为致密和中等致密。支撑类型主要为颗粒支撑,颗粒间主要点接触为主。孔隙类型以剩余粒间孔为主。     

储层流动单元划分与描述的方法

通过对流动单元的概念、研究意义以及研究流程的再分析,研究了流动单元的基本特征和识别标志,提出了储层流动单元的划分和识别方法。利用测井资料对青海油田砂岩油藏储层进行了流动单元的划分,将该油田划分为5类流动单元,分析了各流动单元的物性特征,阐明了不同级别流动单元分布、特点及其与沉积微相、隔夹层的关系,并给出了各类流动单元及物性特征参数。     

浚县新镇一带二1煤层煤岩煤质特征及瓦斯含量分析

研究区位于东濮找煤区的成矿带上,主要发育二叠系下统山西组二1煤层,含煤区内全区可采,为主要可采煤层,煤层埋深900～2 200 m,结构简单,厚度较稳定,平均可采厚度5.75 m。为了解研究区的二₁煤层煤岩煤质特征及瓦斯含量,采取钻孔煤心样7孔17个样,分析了二₁煤的煤层特征、煤岩成分与宏观煤岩类型、显微煤岩组分特征及煤的化学性质、工艺性能,研究了煤类分布特征,并对煤层瓦斯成分及含量进行了测试分析。结果表明,二₁煤煤质为低中灰、高发热量、特低硫—低硫、特低磷—中磷,煤类为无烟煤、贫煤、贫瘦煤和焦煤;煤层中瓦斯受大构造及煤层埋深影响,F₅断层以南区域瓦斯易于逸散,瓦斯含量较低;而F₅断层以北断陷区域内构造不发育,煤层埋藏较深且厚度较大,瓦斯含量普遍较高。这些成果将对研究区及周边深部找矿及矿床经济意义评价具有指导意义。     

煤层气开发地质单元划分与应用实践

根据煤层气生产潜力,结合开发地质条件划分煤层气开发地质单元,能为开发工艺选型提供重要支撑。通过分析各项地质储层参数对煤层气开发效果的影响,建立了评价参数体系,确定出主要研究内容;归纳总结出煤储层精细描述中的各项"点"参数和"面"参数获取的一般方法,结合"多层次模糊综合评价+多参数叠加"法,提出了煤层气开发地质单元的划分方法,在鄂尔多斯盆地东缘临兴地区进行了实践应用。根据钻井、测井、压裂、排采和实验室测试等数据,建立了相关数学模型,得出了各井点8+9号煤层的埋深、构造曲率、厚度、含气量、含气饱和度、渗透率、临储压力比、地下水流体势、煤体结构、水平主应力差、脆性指数等参数,应用克里金插值法绘制各参数的等值线图。然后,应用多层次模糊综合评价法对产气潜力进行评价,叠加气体产出条件和煤层可改造性评价结果将研究区划分为3个产气潜力区38个开发地质单元。其中,"甜点"潜力区开发地质单元10个,包括产出和开发条件均有利的Ⅰ₁类2个,产出有利、开发一般的Ⅰ₂类3个,产出有利、开发较差的Ⅰ₃类1个,产出和开发条件均一般的Ⅱ₂     

硅藻土对水泥铜尾矿粉胶凝材料性能的影响

针对铜尾矿粉-硅酸盐水泥力学强度差的问题，本文拟将硅藻土加入到该胶凝体系中，硅藻土以0.5%，1.0%，1.5%和2.0%等质量替代铜尾矿粉-水泥，测试了复合胶凝材料的流动度、凝结时间、吸水率、孔隙率、体积密度、力学性能和微观性能。结果表明，随着硅藻土掺量的增加，净浆的流动度降低，凝结时间缩短，吸水率和孔隙率减小，体积密度增大，砂浆的抗压强度和抗折强度增加。净浆养护28 d后，硅藻土的加入使得净浆中的SiO₂和Ca(OH)₂晶体含量减少，C-S-H(水化硅酸钙)凝胶增多，整体比较致密。      

临兴地区煤系致密砂岩储层流动单元划分及地质控因

以临兴地区含煤地层为研究对象,基于实验与测井资料,分析了砂岩储层分布、岩石学、含气性以及物性特征,开展了流体单元研究。基于渗透率、孔隙度、FZI指数、储层厚度、储层含气饱和度的K-均值聚类分析,划分出A、B、C对应优、中、差3类流动单元。研究区煤系砂岩主要发育在水下分流河道微相,部分发育在混合坪微相中;成岩作用以压实、胶结、溶蚀作用为主,其中压实和胶结对砂岩孔渗起破坏作用,而溶蚀作用起积极作用。     

河南省宜洛煤田深部勘探区煤层特征研究

为了给中原经济区建设和河南经济的可持续发展提供支撑，以河南省宜洛煤田为例，分析了深部煤勘探区煤层特征，主要分析了煤层的含煤性、可采煤层以及煤岩层对比。研究得出，勘探区可采煤层共有7层。二₁煤层平均厚度5.72 m,煤层结构较简单，属基本全区可采的较稳定煤层。一₈、四₁、四₂、四₃、五₁和七₁煤层为层位较稳定，结构简单，煤厚变化大，属局部可采的不稳定煤层，可采范围主要分布于勘查区中、西部。采用综合对比方法进行了煤岩层对比，主要含煤地层、二₁煤层对比可靠，一₈、四₁、四₂、四₃、五₁和七₁煤层对比基本可靠，二₁煤适宜动力及民用。研究可以作为宜阳煤矿建设可行性研究和初步设计的地质依据。     

过硫酸盐氧化-氯盐浸银研究

介绍了采用过硫酸铵（(NH₄)₂S₂O₈）作氧化剂、氯化钠（NaCl）作络合剂的无氰浸银新方法。对浸银过程中(NH₄)₂S₂O₈及NaCl的浓度、浸出温度和时间、浸出环境的pH值、浸出过程中的搅拌强度等进行了条件试验。试验研究结果表明,在(NH₄)₂S₂O₈浓度0.225%,NaCl浓度25%,浸出温度45 ℃,浸出时间6 h,搅拌速度675 r/min条件下,对银粉中银的浸出率可达95%以上。     

龙西地区扶余油层致密砂岩储层特征

龙西地区扶余油层的致密砂岩具有广阔的石油勘探前景。利用薄片鉴定、扫描电镜、X衍射及物性分析等方法,对致密砂岩储层特征进行了研究。该区致密砂岩储层岩屑和填隙物含量较高,储层物性较差,物性受埋深影响显著;储层孔隙以原生粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔为主;发生了机械压实、胶结、交代及溶蚀等成岩作用;储层脆性指数主要分布在17.7%~69.2%之间,随着砂岩含量的增加,脆性指数增高。研究区纯油区主要分布在孔隙度小于12%、渗透率小于1m D的范围内。平面上研究区南部储层砂岩纵向层数多、厚度大,以Ⅰ类储层为主;北部储层砂岩单层厚度薄,Ⅰ、Ⅱ类储层均发育。     

新安县城东南部地区二1煤地质及煤质特征

通过对新安县城东南部地区主要含煤岩系地层、构造特征进行综合分析,可确定二₁煤层为新安县城东南部地区主要可采煤层,全区大部分可采,煤层厚度变化较大,结构较为简单,为单一煤层。区内褶皱构造发育,北部的新安向斜为一不对称的开阔状向斜构造,轴部向北西西逐步抬起,向南东方向倾伏,南部为一背斜构造,该背斜北翼与北部的新安向斜南翼之间被断层切割。在对区内钻孔中二₁煤层顶板岩性研究分析对比后认为该区二₁煤层之上的大占砂岩厚度及层位稳定,特征明显,易于识别,可作为明显的标志层。通过对所取得的煤样数据进行统计分析,认为该区二₁煤层属高瓦斯煤层,煤质属中灰、中高硫、低磷、高熔融性粉状贫煤,可用作动力用煤和民用煤。