渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层特征及甲烷吸附能力——以渝科1井和酉科1井为例

为探究渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层特征及甲烷吸附能力,对渝科1井和酉科1井钻遇的牛蹄塘组富有机质页岩进行采样;根据场发射扫描电镜的观察结果,以及全岩X线衍射矿物、有机碳质量分数、有机质成熟度、比表面积和孔径等测试结果,分析页岩的储层特征;采用CH4等温吸附法测定页岩甲烷吸附饱和吸附量并讨论其主控因素,采用NLDFT法和BJH法计算页岩孔隙体积.实验测试结果表明:牛蹄塘组页岩硅质矿物质量分数平均为54.60%,黏土矿物质量分数平均为34.80%,主要为伊利石,有机碳质量分数平均为2.46%,等效镜质体反射率平均为3.12%.在页岩孔隙体积(0.614~400.000nm)中,中孔体积占61.7%,微孔体积占23.4%,微孔体积贡献主要的比表面积.微孔和宏孔主要存在于有机质,有机碳质量分数是影响页岩甲烷吸附能力的最主要因素.有机质成熟度大于2.7%以后,有机质中微孔体积、中孔体积和宏孔体积的比例相对稳定,对页岩甲烷吸附能力影响不大.硅质矿物质量分数的增加在一定程度上减弱页岩对甲烷的吸附能力.有机组分对渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩吸附能力的评价至关重要,同时也应考虑无机矿物对页岩储层开发的影响.     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气形成条件分析

以野外调查、实验测试、理论分析为研究思路,对湘西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气的形成条件进行了分析.根据页岩厚度、有机质丰度、热演化程度以及储层物性等信息,提出龙山—永顺一带和桑植—石门一带可作为页岩气有利勘探区.研究结果表明:该套含气页岩在研究区内广泛分布,沉积厚度大,约为70～110m,有机质丰度高,达1.9%～7.0%,热演化程度高,达到过成熟阶段(2.5%～3.5%),具有形成页岩气藏资源的良好潜力;黑色页岩脆性矿物丰富、含量大,黏土矿物单一,以伊利石为主;扫描电镜观测显示研究区页岩纳米级孔裂隙发育,压汞实验测得研究区页岩孔隙度为1.59%～7.05%,反映牛蹄塘组优质的储集条件;等温吸附实验结果显示页岩的吸附气含量达0.45～1.30cm3/g,研究区页岩具有较强的气体吸附能力.     

贵州下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件与有利区分析

以贵州下寒武统牛蹄塘组为例,通过X射线衍射矿物分析、扫描电镜观察、孔渗测量、液氮吸附法和等温吸附模拟实验等多种方法,对研究区页岩气成藏条件进行了研究。分析得出,牛蹄塘组页岩厚度大,有机质丰度高,TOC分布在0.22%~22.15%,平均值为4.73%,热演化程度处于高成熟-过成熟阶段,RO值为1.6%~4.0%,主要发育I型干酪根。黑色页岩脆性矿物含量较高,石英含量平均达到58.25%。页岩主要发育有机质生烃形成的孔隙、次生溶蚀孔隙、黏土矿物伊利石化体积缩小形成的微孔隙等三种类型。页岩孔隙度平均为4.64%,渗透率平均为0.010 6×10-3μm2,有利于页岩气的富集。页岩比表面积在5.32~16.56 m2/g,平均为10.87 m2/g,孔体积为0.007~0.015 m L/g,平均为0.012 m L/g。等温吸附实验测得吸附量为1.41~2.48 m3/t,平均为2.09 m3/t,吸附能力较强。综合对比结果表明:岑巩-铜仁、印江-思南、湄潭-凤冈三个地区是页岩气勘探开发有利目标区,其中,印江-思南目标区是页岩气勘探开发的最有利区域,岑巩-铜仁和湄潭-凤冈地区页岩气勘探潜力较大。     

鄂西—渝东地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩孔隙结构特征

通过总有机碳质量分数w(TOC)、X线衍射全岩分析和低温氮气吸附实验,获取鄂西—渝东地区牛蹄塘组黑色页岩w(TOC)值、矿物组分、孔体积、比表面积和孔径分布,探讨微观孔隙发育控制因素.结果表明:沉积相控制矿物组分、矿物组分控制孔隙发育,孔隙发育特征反映不同的等温吸附线形态、孔径分布规律、孔体积和比表面积分布频率.浅水陆棚相黑色页岩碳酸盐矿物质量分数较高,石英和黏土质量分数相对较低;深水陆棚相基本不含碳酸盐矿物,石英和黏土质量分数较高;根据等温线和吸附回线特征将黑色页岩分为3类,分别对应碳酸盐矿物质量分数较高的浅水陆棚相黑色页岩、碳酸盐矿物质量分数中等的浅水陆棚相黑色页岩和几乎不含碳酸盐矿物的深水陆棚相黑色页岩;黑色页岩是否含碳酸盐矿物,其孔体积、比表面积和孔径分布区别明显.有机质丰度和矿物组分不同程度控制着鄂西—渝东地区牛蹄塘组黑色页岩微观孔隙发育.石英和黏土质量分数主要控制微观孔隙发育;w(TOC)对孔体积影响不大,但对比表面积有积极作用;碳酸盐矿物质量分数对总孔体积影响不大,但高质量分数碳酸盐矿物有利于宏孔体积增加.另外,碳酸盐矿物质量分数制约着黑色页岩比表面积发育.     

黔北地区下古生界页岩气储层孔隙结构特征

页岩孔隙结构是影响页岩气储层储集能力和页岩气开采效果的重要因素.以下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组页岩样品为研究对象,综合运用扫描电子显微镜、高压压汞、CO2和N2气体吸附等实验方法,对黔北地区下古生界页岩气储层孔隙度、孔隙类型与特征、孔径分布进行了研究,认为该区下古生界页岩发育多种成因类型的微米-纳米级孔隙,为页岩气赋存提供了储集空间.研究结果表明:1)黔北地区下古生界页岩孔隙度为1.30%~13.37%,平均4.56%;2)下古生界页岩微观孔隙类型多样,以粒间孔、有机质孔和粒内孔最为常见;3)微孔(2nm)和介孔(2~50nm)为黔北地区下古生界页岩气储集的主要载体,两者比表面积之和占总比表面积的94.3%,两者孔容之和占总孔容的59.1%,孔径主要分布于0.4~0.7nm,3~10nm和0.05~200.00μm这3个区间段,为狭缝状孔、管状孔和墨水瓶状孔;4)龙马溪组页岩孔隙度、孔径与牛蹄塘组页岩存在一定的差异,龙马溪组页岩孔隙度平均为6.4%,孔径均值为4.71nm,牛蹄塘组页岩孔隙度平均为5.3%,孔径均值为4.23nm;5)下古生界页岩气储层孔隙结构受页岩有机碳、有机质成熟度及矿物成分的影响:随着有机碳、石英含量的增加,页岩孔隙度和微孔孔容呈增加趋势;随着成熟度R_o、黏土矿物含量的增加,页岩孔隙度和孔容呈降低趋势.     

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组页岩气形成条件

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区页岩气资源量较大,二叠系山西组作为主要的目的层系之一.基于钻井资料和暗色泥页岩样品化验资料,从暗色泥页岩生烃条件、储层特征、含气性等方面研究研究区山西组暗色泥页岩中页岩气的形成条件.结果表明:山西组暗色泥页岩分布广泛,且厚度大,平均厚度为80m,有机碳质量分数较高(平均为2.37%),有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,成熟度处于成熟—过成熟阶段,具有很强生烃潜力.矿物组成以石英和黏土矿物为主,黏土矿物中主要为伊蒙混层,吸附能力强.硅质、碳酸盐岩等矿物较多,岩石脆性大,造缝能力强.研究区山西组泥页岩中裂缝极为发育,储集条件优越,泥页岩段气测显示活跃,结合页岩含气层显著的测井响应,显示暗色泥页岩段含气性好,页岩气资源潜力较大.鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组具有良好的页岩气形成地质条件,厚层泥页岩分布区如下寺湾区、云岩区北部黑家堡、关庄及研究区中部延安等,是页岩气成藏的有利发育区.     

渝东南五峰组-龙马溪组页岩纳米级孔隙的发育特征与影响因素

以重庆南川、綦江、涪陵五峰组-龙马溪组页岩储层样品为例,通过氩离子抛光-场发射扫描电镜(FE-SEM)、高压压汞、低温氮吸附、X射线衍射等实验手段,研究页岩储层孔隙、微裂隙的发育特征与影响因素。结果显示,五峰组-龙马溪组页岩储层发育有机质纳米孔、骨架矿物溶蚀孔、黏土矿物粒间孔等多种成因-形貌孔隙,主要储集空间是吸附能力强的纳米级孔隙,以有机质纳米孔尤为重要。结合定性与定量观测结果,建立页岩储层孔隙类型与孔径分布间的对应关系,证明有机质与骨架矿物孔隙分别对应页岩储层孔隙集中发育的两个端元。     

泥页岩成岩过程中黏土矿物脱水转化及热动力机制

在总结前人相关研究基础之上,建立了黏土矿物脱水转化与成岩阶段划分、孔隙裂缝形成的关系,总结了温度、时间、压力、孔隙流体性质以及有机质热演化对黏土矿物转化的影响。通过对比各种黏土矿物转化时的古地温和流体性质变化,将泥页岩成岩演化划分为3个阶段,每个阶段发生的主要成岩反应不同,致使矿物组合发生差异。实验结果显示,甲烷吸附能力大小与泥页岩成岩过程中黏土矿物转化密切联系,其相对大小顺序为:蒙脱石伊蒙混层高岭石绿泥石伊利石。蒙皂石伊利石化和蒙皂石绿泥石化是较为重要的成岩反应,探讨他们的成因机制,并建立相应模型,对研究泥页岩储层有一定的参考意义。     

吴家坪组页岩储层特征及甲烷吸附能力——以鄂西利川地区为例

为了深入研究鄂西地区吴家坪组硅质页岩的储层特征及其含气性,选取利川复背斜袁家槽和黄泥塘剖面样品进行了元素地球化学、有机地球化学、矿物组成、储层物性和超临界甲烷吸附等一系列分析测试,探讨了页岩的孔隙构成和吸附能力的影响因素.认为中孔贡献了吴家坪组页岩86.02%的孔体积和64.26%的比表面积,优势孔隙类型为有机质孔,TOC是页岩吸附能力的主控因素.研究结果表明:吴家坪组硅质页岩形成于深水缺氧的沉积环境,TOC值平均为7.29%,有机质类型以Ⅱ₁型为主、成熟度eqvR_o为1.91%～1.96%,石英质量分数平均为68.9%,具备页岩气生成和储层改造的优越条件;吴家坪组页岩主要储集空间为有机质孔,其次为矿物晶间孔,粒内孔发育程度最低,不同有机质颗粒的孔隙面孔率差异很大,与有机质的显微组成密切相关,BET比表面积和孔体积分别为6.63～33.12 m²/g和0.015～0.047 cm³/g,具备良好的页岩气储集条件;采用三元Langmuir模型拟合高温超临界甲烷吸附曲线,60℃时页岩的兰氏体积为2.08...     

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩气成藏地质特征

基于焦石坝地区页岩气勘探、研究与实践,从页岩层厚度、地化、储集、岩矿等多个方面剖析了焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩气成藏地质特征。结果表明:焦石坝地区优质页岩储层厚度均大于30m,一般在35~45m;储层页岩有机质含量高、热演化程度适中,有机质类型以腐泥无定形体+藻类体为主;储集层矿物成分以石英和黏土矿物为主,微裂缝发育活跃;深水陆棚相沉积中富含大量含硅质及碳酸盐矿物的生物,较其它层位的页岩具有更高的脆性矿物含量。     

气体释放速率对浅层气藏中气水运移的影响

为了论证在防治浅层气地质工程灾害中预先采取的有控制性排气措施的合理性和必要性,借助非饱和水气两相渗流原理,研究浅层气藏在气体释放路径下的气水运移规律.采用数值方法描述排气井不同释放速率对地下浅层气藏中气水运移的影响.结果表明:气体释放速率对气藏中的气水运移和分布形态有显著影响,释放速率越快,"水锥"效应越明显;实际工程中需结合详勘数据,选取适宜的排气速率,实施控制性放气措施,避免过早发生淹井,导致气井快速失效;在气藏中的浅层气体释放完毕后,砂土中会残留部分以气泡形式存在的气体,施工过程中需引起重视.     

Effect of atomization gas pressure variation on gas flow field in supersonic gas atomization

In this paper, a computational fluid flow model was adopted to investigate the effect of varying atomization gas pressure (P0) on the gas flow field in supersonic gas atomization. The influence of P0 on static pressure and velocity magnitude of the central axis of the flow field was also examined. The numerical results indicate that the maximum gas velocity within the gas field increases with increasing P0. The aspiration pressure (ΔP) is found to decrease as P0 increases at a lower atomization gas pressure...     

关于燃气互换性与燃具适应性的探讨

燃气成分的变化将引起燃气燃烧特性的改变 ,从而引起燃具热负荷、一次空气系数、火焰结构等的变化 ,本文详细分析了燃气互换性及燃具适应性之间相互关联制约的作用。     

气体杂质对SF6气体分解产物影响研究

摘要：对SF6气体内的氮气、水分、氧气和四氟化碳4种气体杂质在放电情况下对SFe气体分解产物的影响进行了详细的试验研究。结果表明,在低能量放电情况下,氮气和四氟化碳含量变化对SF6气体分解产物影响较小,水分和氧气杂质能促进SF6气体分解产物的生成。研究结果为通过SF6分解产物判断设备故障提供参考。     

燃气轮机排气温度异常检测及诊断

针对燃气轮机运行过程中的健康维护问题,提出了一种基于模糊C均值聚类的燃气轮机排气温度异常检测方法。以某型工业燃气轮机为例,采用模糊C均值聚类算法对排气温度的监测数据进行了聚类分析,得到了燃气轮机不同运行状态下的排气温度特征模式,并在此基础上实现了燃气轮机排气温度异常状态下的故障诊断分析。研究结果表明,燃气轮机甩负荷及其热通道部件的损坏失效均能够对排气温度产生不同程度的影响,模糊C均值聚类算法可以有效实现燃气轮机排气温度的异常检测,为燃气轮机性能退化预测及故障诊断提供决策参考。     

煤气中萘含量的气相色谱分析法的改进

确立了一种新的测定煤气中萘的方法.用注射器直接取煤气样,用四氯化碳作吸收剂,吸收液中定量加入内标物正十六烷,以丁二酸乙二醇聚酯作固定液对吸收液进行色谱分离,用保留时间定性及内标法进行定量分析.与原有测定方法相比,分析时间从1～2h缩短至10～20min,具有取样量少,操作简便,结果准确的优点.     

Failure modes of coal containing gas and mechanism of gas outbursts

In order to explain the mechanism for gas outburst, the process of evolving fractures in coal seams is described using system dynamics with variable boundaries. We discuss the failure modes of coal containing gas and then established the flow rules after failure. The condition under which states of deformation convert is presented and the manner in which these convert is proposed. In the end, the process of gas outbursts is explained in detail. It shows that a gas outburst is a process in which the boundaries of coal seams are variable because of coal failure. If the fractures are not connected or even closed owing to coal/rock stress, fractured zones will retain a certain level of carrying capacity because of the self-sealing gas pressure. When the accumulation of gas energy reaches its limit, coal seams will become unstable and gas outbursts take place.     

焦炉煤气组分气相色谱分析法分析条件

通过正交实验设计,结合其他参数的测定,得出气相色谱法分析焦炉煤气详细的实验数据,对分析条件的影响作了讨论。实验结果表明,柱箱温度是影响分析的主要条件,载气的流速、检测器温度和检测器桥电流的影响并不显著。经实验确定的最佳分析条件：载气流速为56mL／min;柱箱温度为室温：检测器桥电流为120mA;检测器温度为100℃。     

低热值气体蓄热燃烧产生高温气体

针对低热值气体蓄热燃烧产生高温气体系统,研究低热值气体的系统贫燃极限、高温气体可达温度及影响因素规律.在搭建的大型低热值气体蓄热燃烧高温气体发生试验系统中,试验研究低热值气体浓度和产生的高温烟气温度、流量之间的关系,探讨启动能量和换向周期的影响.通过实验和能量平衡分析,结果表明,该系统的低热值气体系统贫燃极限接近200 kJ/m3;在系统中燃烧甲烷体积分数为1.2%的低热值气体可连续稳定产生温度高于1 000 ℃的高温烟气,系统热效率大于80%.