制样粒径对不同变质程度煤孔隙结构的差异化影响

煤岩低温氮吸附实验的测试结果受测试样品颗粒粒径的影响显著,目前鲜有关于制样粒径对不同变质程度煤孔隙结构差异化影响的系统研究报道。选取7件不同变质程度的煤样(包括褐煤、气煤、肥煤、瘦煤、无烟煤和超无烟煤)开展了4种不同粒径(40～50目、70～90目、160～200目、>300目)煤颗粒的低温氮吸附实验,探讨了制样粒径对不同变质程度煤的孔隙结构的影响。结果表明：(1)5件烟煤—超无烟煤的显微组分均以基质镜质体为主,2件褐煤(丝质煤和碎屑煤)的显微组成分别以丝质体和密屑体为主;丝质煤主要发育丝质体胞腔孔,瘦煤和无烟煤的孔隙类型以气孔为主。(2)随着粒径变小,烟煤—超无烟煤的总孔、大孔、中孔的孔容和比表面积均逐级增大,而碎屑煤的孔隙结构基本不变,丝质煤的大孔孔容和比表面积均逐渐变小。(3)随着煤变质程度增加,最小煤颗粒(>300目)与最大煤颗粒(40～50目)的孔容差值占比和比表面积差值占比均持续升高。(4)在逐级粉碎过程中,烟煤—超无烟煤的吸附回线宽度逐渐变小,而褐煤的吸附回线形态基本不变。研究认为,褐煤孔隙类型以开放孔为主,封闭孔孔容的占比随着煤化程度增大急剧增加;瘦煤、无烟...     

核磁共振冻融法表征非常规油气储层孔隙的适用性

核磁共振冻融法是当前非常规油气储层孔隙分布研究的一个热点技术,但因这类孔隙分布与成因复杂,使得该方法的适用性和准确性仍不很确定,是领域研究的难点。为加深对此的认识,采用核磁共振冻融法,结合相对传统的压汞法、氮气吸附法以及核磁共振T2法,分别对页岩、煤、致密砂岩3类端元非常规储层样品进行了孔径分布特征测试对比研究。结果表明,核磁共振冻融法在表征非常规储层纳米孔隙分布特征方面具有很好的适用性和准确性,但样品和实验条件也在一定程度上影响着测试精度,如制样大小、探针液体的KGibbs-Thomson(KGT)、冻融损伤以及金属矿物(黄铁矿)的含量等。因此实际分析中需根据研究对象选择合适颗粒大小的样品进行测定,需首先计算得出适合待测样品的KGT,需要探索新的探针液体,而因大多数非常规储层样品中的黄铁矿含量较低(10%),所以测试结果仍能够比较完整定量地刻画孔隙。核磁共振冻融法对于表征非常规储层孔隙很有潜力,其适用性和准确性还需进一步探索。     

腐泥煤孔隙结构特征研究

采用压汞测试、低温氮吸附实验方法开展了腐泥煤孔隙特征研究。根据压汞数据分析了不同成熟度腐泥煤的孔隙结构发育情况,揭示了随成熟度增高腐泥煤孔隙结构的变化规律。发现在无烟煤阶段之前,腐泥煤的孔隙结构以微孔、小孔居多;至无烟煤阶段,微孔、小孔比例降低,大孔、中孔含量增加。与同煤阶腐殖煤相比,腐泥煤整体孔隙度较低,且孔径偏小,大孔不太发育。低温氮吸附实验显示,腐泥煤中孔径3.6nm和1.5nm的2种孔隙特别发育,呈现明显峰值,其他孔径孔隙分布较少;液氮吸附滞后回环分析表明,腐泥煤的微孔、小孔形态多样,主要为一端封闭的不透气孔、墨水瓶型孔、平行板状狭缝孔、倾斜板状狭缝孔。上述腐泥煤孔隙结构特征研究成果,对于同样以腐泥型有机质为主的页岩气储层孔隙结构研究具有重要参考价值。     

甲烷吸附前后高煤级煤孔隙结构粒径效应

针对3种不同粒径的高煤级煤开展了甲烷高压等温吸附测试,并对不同粒径煤样甲烷吸附前后的孔隙结构特征进行了对比研究.结果 表明,不同粒径煤样的等温吸附曲线没有显著的差异,随着煤岩粒径的减小,煤岩的吸附速率和最大过剩吸附量呈逐渐增加的趋势.甲烷吸附前后,不同粒径煤样的孔隙结构发生了不同的变化.甲烷等温吸附前,随着煤岩粒径的减...     

基于核磁共振弛豫法与冻融法的页岩有机孔计算方法

利用核磁共振弛豫实验和核磁共振冻融实验对四川盆地泸州地区龙马溪组深层页岩有机孔进行孔隙度和孔隙分布研究。根据实验结果提出利用分段幂函数构建深层页岩孔隙分布的新方法,并根据核磁共振弛豫实验和测井资料提出计算页岩有机孔孔隙度计算模型。结果表明:四川盆地泸州地区龙马溪组页岩孔隙半径分布在5.0～800.0 nm,大量的孔隙半...     

基于核磁共振的页岩孔隙结构特征研究

页岩储层普遍存在低孔低渗的特点,微-纳孔喉及微裂缝发育,其储层孔隙结构表征及物性评价具有较大难度。为了实现页岩储层快速评价和孔隙结构表征,应用核磁共振技术开展了页岩孔隙结构特征研究。结果表明：1)通过对页岩岩心核磁T₂谱分析,将页岩划分为单峰-丘型、单峰-尖峰型、双峰-左高型、双峰-右高型、多峰-基质型和多峰-裂缝型。其中单峰型页岩孔隙分布较为集中,双峰型次之,多峰型页岩孔隙分布复杂,且可能包含裂缝等流体赋存空间。2)建立了储层中干酪根等固体有机质、黏土束缚流体、毛管束缚流体、技术可动流体及自由可动流体识别与评价方法,并通过与Qemscan扫描结果对比,明确了T₂与页岩孔径换算系数为5.3 nm/ms。3)将页岩岩心T₂谱分为固定区间(P₁)、束缚区间(P₂)和自由可动区间(P₃)3个区间,其中P₁区间累积信号量与渗透率呈负相关关系,P₂区间与P₃区间累积信号与渗透率呈现正相关关系。以上成果...     

致密储层孔隙结构研究方法概述

对于致密储层,孔隙结构很大程度上决定了储层的性质,影响了流体流动机理,对储层的产能有很大影响,因此,储层孔隙结构表征一直是石油领域研究的热点问题。随着致密储层的油藏开发、煤层气及页岩气的开采,孔隙结构研究方法日益受到人们的重视。在参阅国内外相关文献的基础上,对目前致密储层孔隙结构表征方法进行归纳,分别介绍了每种方法的工作原理,并简单总结了各自的优缺点。     

核磁共振岩心实验研究储层孔隙结构

:核磁共振技术的应用,不仅能够提供准确的储层参数,还为测井解释研究孔隙结构提供了一种有效的方法。以商×井岩心实验分析为基础,深入探讨了从核磁共振T2分布转换毛管压力曲线的线性方法和非线性方法,优选出适合本地区的方法,并从转换后的毛管压力曲线中提取了孔喉半径均值、孔喉半径中值、分选系数等孔隙结构特征参数。对照压汞测量结果,发现两者吻合较好。不仅验证了构造方法的适用性,也说明了利用核磁共振T2分布定量分析研究孔隙结构的有效性。     

煤、油页岩和页岩微观孔隙差异及其储集机理

运用氮气吸附、压汞、扫描电镜和甲烷吸附实验研究煤、油页岩和页岩的孔隙结构特征、分析了煤、油页岩和页岩的储集机理。结果表明：①煤、油页岩和页岩的孔隙大小及分布特征有显著的差异,与成熟度、黏土矿物孔隙和有机质流体产生的矿物溶蚀孔等有关;②低成熟干酪根微观孔隙不发育,含有少量微孔和相对多的中孔;高过成熟干酪根发育有大量的微孔及少量中孔,其比表面积和孔体积远高于低成熟干酪根,是页岩比表面积和孔体积的重要贡献者;③煤、油页岩和页岩甲烷吸附容量与其比表面积大小不匹配,具有较低比表面积的煤其甲烷吸附容量最高,煤的这种超量赋存可能是以“填充”甚至是以“固溶态”方式存在;油页岩的甲烷吸附容量中可能包含一定量的沥青溶解气;高过成熟页岩甲烷吸附容量明显高于低成熟页岩甲烷吸附容量。     

构造煤的孔隙结构及对瓦斯吸附性实验研究

The pore structure and gas adsorption property of deformed coal with different degrees of metamorphism weretested by low-temperature nitrogen adsorption and isothermal adsorption experiments. The fractal theory and the Langmuiradsorption theory were used to analyze the experimental data. The test results showed that the deformed coal had more heterogeneouspore structures and open pores, and its specific surface area （SSA） and fractal dimension （D） were higher. Thereis a polynomial relationship between D and specific surface area as well as gas adsorption capacity （VL）. The gas adsorptioncapacity of deformed coal is influenced by pore structure, coal rank, deformation and stress together, among which the porestructure is the main influencing factor for the adsorption capacity of deformed coal. The test pressure could affect the accuracyof the adsorption constants a and b, so the highest experiment pressure should be greater than the actual pressure ofcoal seam in order to reduce the deviation of adsorption constants.     

低阶煤吸附孔特征及分形表征

采集8个具代表性的不同宏观煤岩类型的低阶煤岩进行了低温液氮吸附和甲烷等温吸附实验,探讨了低阶煤的吸附孔特征,确定了适合低阶煤吸附孔隙分形模型及分形维数与孔结构、吸附性能的关联性。由此将低阶煤的吸/脱附曲线划为四类并对应4种孔隙,光亮型煤中主要为一端封闭的锥形孔,半亮型煤中主要为墨水瓶状孔,半暗型煤包含了开放型的圆筒状孔和一端封闭的尖劈形孔,暗淡型煤则以开放型的圆筒状孔为主。结果表明,FHH模型相对BET模型分形较符合低阶煤孔隙特征;FHH中不同宏观煤岩类型在相对压力0 ~ 0.5 和0.5 ~ 1.0吸附特征各异得到分维数D₂₁和D₂₂,其中D₂₁表征煤吸附孔表面粗糙度而D₂₂表征吸附孔结构不规则性;D₂₁越高,孔比表面积越大,D₂₂越高,平均孔径越小,微孔含量越高,孔隙非均质性愈强;D₂₁较D₂₂对低阶煤的吸附性能控制作用大,表现为高D₂₁低D₂₂时,吸附能力最大,累计比表面积分维数增高,吸附能力增大。因此,低阶煤的吸附过程随压力增大为单分子层过渡到多分子层吸附为主。     

陆相与过渡相煤系页岩孔隙结构及分形特征对比——以鄂尔多斯盆地东北缘延安组与太原组为例

基于低温氮气吸附分形几何学研究方法,对鄂尔多斯盆地东北缘陆相延安组及海陆过渡相太原组富有机质煤系页岩进行孔隙结构和分形特征研究,运用分形FHH模型计算了大孔隙(4.34~100nm)和小孔隙(4.34nm)对应的分形维数D_1与D_2,对比讨论了孔隙结构参数与分形维数的关系,以及TOC、矿物含量对两者的影响。研究结果表明:(1)延安组孔径分布在1.8~59nm,呈"双峰型",以墨水瓶状、狭缝状和平行板状孔为主;太原组孔径主要分布在3~4.5nm,呈"单峰型",以墨水瓶状孔为主。(2)煤系页岩具有双重分形特征,D_1与D_2正相关,且D_1D_2,表明大孔隙空间结构更加复杂。延安组两类孔隙空间结构均比较复杂,太原组大孔隙空间结构非常复杂,而小孔隙均质性强。(3)煤系页岩平均孔径越小,微小孔隙越多,比表面积越大,总孔体积越大,分形维数越大,即孔隙结构越复杂,孔表面越不规则;延安组D_1、D_2和太原组D_1均可反映各自孔隙结构特征。(4)太原组孔隙结构参数和分形维数受TOC及矿物成分含量影响较延安组明显。(5)延安组页岩储层优于太原组,更利于煤系页岩气的吸附、赋存、扩散和渗流。     

页岩有机孔研究现状和展望

有机孔是页岩气储层的主要储集空间,也是页岩气储层区别于常规油气储层的重要孔隙类型。目前对有机孔的类型和特征、发育载体及其影响因素等的认识还存在较大争议。系统回顾国内外页岩有机孔的研究现状,调研分析有机孔发育特征及其控制因素,展望有机孔的攻关研究方向,研究认为,页岩的有机质类型是控制有机孔发育的根本因素,矿物类型与组成、成岩作用以及由脆性矿物形成的刚性格架是有机孔形成并保持的重要保障,热演化程度和地层压力对有机孔的发育和保持具有重要的影响。建议加强有机质类型(成烃生物)、不同有机质类型的生烃和排烃模式、矿物类型及其成岩作用(刚性格架形成时间)、页岩生-排烃与矿物成岩作用之间的有机—无机协同演化机制研究,探讨有利的页岩有机孔类型及其发育模式,加强页岩不同尺度储集空间定量表征、有机孔连通性及其影响因素等研究。未来需进一步关注深层—超深层页岩有机孔的发育特征及其保存机制研究。     

低渗透致密砂岩储层中石油微观赋存状态与油源关系——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例

明确低渗透储层孔隙分布及不同尺度孔隙中石油微观赋存状态是认识致密油特征的关键。应用核磁共振测试技术对鄂尔多斯盆地延长组低渗透致密砂岩储层进行研究,发现了鄂尔多斯盆地延长组低渗透致密砂岩储层普遍发育纳米孔隙,具大孔、中孔、小孔、微孔及纳米孔多尺度孔隙发育特征。通过对近源与远源油藏储层多尺度孔隙中石油的微观赋存状态分析,明确了近源油藏储层具从大孔到纳米孔隙连续性赋存石油特征,且微孔至纳米孔隙含油饱满;远源油藏储层石油有选择性地赋存在大至中孔隙中,纳米孔隙不含油。延长组7段(长7)生烃增压产生的异常压力,控制石油在具多尺度孔隙的低渗透致密砂岩储层中差异性赋存,这为认识盆地致密油分布规律提供了理论依据。由此指出长7烃源岩分布区的长8油层组上部、长7油层组和长6油层组下部致密砂岩是今后致密油研究和勘探开发的主要目标。     

鄂尔多斯盆地渭北地区页岩纳米孔隙发育特征及其控制因素

为深入研究鄂尔多斯盆地东南缘渭北地区页岩储层中纳米孔隙的发育特征及其地质控制因素,对采自太原组、山西组和延长组三套泥页岩层的11块样品进行低温氮吸附实验、氩离子抛光-场发射扫描电镜、显微组分、镜质体反射率（R_o）、总有机碳（TOC）和X-射线衍射等系列分析测试。研究结果表明,研究区泥页岩处于低成熟向成熟转变阶段,有机碳含量差异较大,储层纳米级孔隙以中小孔（粒径2~50 nm）为主,约占总孔体积的63.5%,BET比表面积大多在10 m²/g以上,有利于页岩气的吸附;孔隙形态以“狭缝状”和“墨水瓶”形孔隙为主。研究区页岩的矿物类型具有明显的区域差异性：韩城区以粘土矿物为主,而铜川区以脆性矿物为主。粘土矿物含量与微孔（粒径<2 nm）、中小孔总含量呈显著的正相关性,而脆性矿物含量与大孔（粒径>50 nm）含量正相关,因此矿物类型差异是影响该区页岩纳米孔隙发育的主控因素。另外,R_o与TOC对纳米孔隙发育也有一定的影响：页岩R_o越高,大孔含量越高、中小孔含量越低;有机碳含量越高,微孔和中小孔含量越高。     

核磁共振岩石物性录井技术新进展

核磁共振岩石物性录井技术的最新进展是核磁共振岩屑岩心分析仪NMR-2M。文章简介了该仪器与PK仪、核磁测井仪的差别,介绍了NMR-2M核磁共振分析仪的主要特点、功能和技术指标,通过应用实例阐述了孔隙度、饱和度等岩石物性参数检测与计算方法,分析了T1和T2谱对不同流体和不同岩性的反映特征。随着此项技术研究的深入和广泛应用,定会使岩石物性录井技术向更高层次发展。     

岐口凹陷沙河街组次生孔隙特征及成因研究

通过对歧口凹陷沙河街组深部碎屑岩储集层中的孔隙研究,认为歧口凹陷沙河街组发育七种孔隙类型及四种喉道类型,对次生孔隙的结构特征与发育特征进行了详细论述。并系统地分析了次生孔隙的形成机制,认为次生孔隙的形成以有机成因为主,无机成因为辅,二者共同作用形成。深入探讨了影响次生孔隙发育的地质因素,并根据孔隙结构及其它多种因素对储层进行了评价。