黔北地区牛蹄塘组海相页岩孔隙结构及其非均质性特征

利用氩离子抛光扫描电镜和氮气吸附法研究铜仁-毕节地区牛蹄塘组页岩的孔隙形态、孔径分布以及孔隙分形特征,讨论了页岩组分及孔隙结构参数对分形维数的影响。结果表明,牛蹄塘组页岩孔隙类型多样,包括有机质孔、粘土矿物层间孔和溶蚀孔等。页岩总孔体积介于0.0086～0.0313 cm~3/g,平均为0.0212 cm~3/g;BET比表面积介于5.64～24.61 cm~2/g,平均为17.23 cm~2/g,页岩具有不同的孔隙结构特征,进而表现出不同的孔隙非均质性。页岩孔隙具有明显的分形特征,分形维数D_1介于2.0573～2.5254之间,受TOC和矿物组分的共同控制,与总孔体积和比表面积呈正相关性;分形维数D_2介于2.6329～2.8028之间,主要受TOC影响,其与TOC、总孔体积和比表面积均呈现先增加后降低的趋势。页岩平均孔径越小,微孔越发育,分形维数越大,孔隙非均质性越强。     

氮气吸附法的致密砂岩孔隙结构分析

微观孔隙结构特征是研究储层中油气储存和运移的关键因素。选取鄂尔多斯盆地西峰地区长8段致密砂岩储层中的样品。通过氮气吸附实验,获得致密砂岩样品的孔隙结构参数。并讨论了各个结构参数与物性的相关性和影响因素。实验结果表明:根据IUPAC的分类,微观孔隙结构属于H3型。比表面积与孔隙度呈一般负相关,与渗透率具有较强的负相关性。微孔(<10nm)与中孔(10～50nm)对比表面积与孔隙体积贡献了80%。孔隙体积与孔隙度和渗透率的相关性均呈现一般正相关性。综合以上,较少的大孔发育可能是导致致密砂岩渗流能力较弱的原因。     

气化活性与孔比表面积的关系

实验研究了石油焦气化反应活性和孔比表面积的关系．研究结果表明，石油焦的水蒸气气化反应速率远大于二氧化碳条件下气化的反应速率，两种介质中比气化反应速率曲线变化趋势不同．石油焦的孔隙结构、孔的分布对其气化活性起着决定性的作用；石油焦的比气化反应速率与有效比表面积有着较好的线性关系；在水蒸气和二氧化碳两种介质中的比气化反应速率的比值和有效比表面积的比值有着很好的相关性．     

四川盆地志留系页岩CH_4和CO_2吸附特征

页岩气是一种非常具有开发潜力的非常规天然气能源。选取四川宜宾地区志留系龙马溪组页岩,对总有机碳、黏土矿物含量和镜质体反射率等储层性质进行表征,通过场发射扫描电子显微镜和低温氮气吸附-解吸方法对页岩的孔隙结构进行分析。从孔隙结构表征发现,页岩中有大量的孔隙发育,并且大多数孔隙的尺寸在100 nm以下,微孔对总比表面积的贡献最大,中孔对孔体积做出了较大贡献。对页岩样品分别进行了CH_4和CO_2单组分气体的等温吸附实验,分析了影响页岩吸附气体能力的因素,考察了页岩样品CO_2/CH_4的选择性。结果表明,页岩对CO_2的吸附量要远大于对CH_4的吸附量;有机质含量TOC和孔隙结构对页岩的吸附有很大影响,呈正相关;温度越高,页岩对气体的吸附能力越差;单位压力变化对吸附的影响随着压力的增高而下降,逐渐趋于平缓;在竞争吸附中,页岩对CO_2有更高的选择性。     

东濮凹陷沙三上盐间泥页岩储集空间发育特征

东濮凹陷沙三上盐间泥页岩厚度大、埋深浅、有机质含量高,热演化程度适中,既是常规油气的主力烃源岩,也是非常规页岩油气的赋存的有利场所。研究结果表明沙三上盐间泥页岩储集空间可划分为宏观裂缝、微裂缝和微孔隙三大类;裂缝类型为高角度构造缝、成岩缝、超压破裂缝和微裂缝,均以全充填为主,储集空间发育较差;微孔隙主要为粒间溶蚀孔、晶间孔、生物体腔溶蚀孔、铸模孔、有机质溶蚀孔、有机质收缩孔;微孔隙孔径以未充填和半充填为主,整体上呈孔隙类型多、孔隙数量多、孔径小、充填程度低、连通性较差的特征,是沙三上盐间泥页岩的主要储集空间,有利于页岩油气的赋存。     

四川盆地志留系页岩CH4和CO2吸附特征

页岩气是一种非常具有开发潜力的非常规天然气能源。选取四川宜宾地区志留系龙马溪组页岩,对总有机碳、黏土矿物含量和镜质体反射率等储层性质进行表征,通过场发射扫描电子显微镜和低温氮气吸附-解吸方法对页岩的孔隙结构进行分析。从孔隙结构表征发现,页岩中有大量的孔隙发育,并且大多数孔隙的尺寸在100 nm以下,微孔对总比表面积的贡献最大,中孔对孔体积做出了较大贡献。对页岩样品分别进行了CH₄和CO₂单组分气体的等温吸附实验,分析了影响页岩吸附气体能力的因素,考察了页岩样品CO₂/CH₄的选择性。结果表明,页岩对CO₂的吸附量要远大于对CH₄的吸附量;有机质含量TOC和孔隙结构对页岩的吸附有很大影响,呈正相关;温度越高,页岩对气体的吸附能力越差;单位压力变化对吸附的影响随着压力的增高而下降,逐渐趋于平缓;在竞争吸附中,页岩对CO₂有更高的选择性。     

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO_2为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH_4增加而H_2降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH_4增多而H_2降少。     

页岩扫描电镜下孔隙类型及特征

通过扫描电镜观察页岩微观孔隙,识别不同孔隙的特征,将孔隙类型分为有机质孔、粒间孔、粒内孔、微裂隙。     

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO₂为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH₄增加而H₂降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH₄增多而H₂降少。     

不同煤阶煤孔隙结构与煤制生物甲烷的相互影响

为研究不同煤阶煤的孔隙差异与生物甲烷产出的相互影响。以白音华(BYH)褐煤、马兰(ML)肥煤、沙曲(SQ)焦煤、祁东(QD)贫煤为研究底物,选用古汉山矿矿井水为菌源,进行厌氧发酵产甲烷实验。采用BET比表面积分析仪测定生物降解前后不同煤阶煤的孔隙参数变化特征,借助扫描电镜观察产气后煤表面孔裂隙分布及微生物附着情况,并通过主成分分析法研究了孔隙结构参数对煤制生物甲烷的贡献度。结果表明：煤的比表面积和孔体积随煤阶增加均呈现先减小后增大的变化趋势,而煤厌氧发酵过程的生物甲烷产量却随煤阶增加依次递减;高阶煤虽孔隙发育,但煤中大分子结构趋于稳定,同样不利于微生物降解;生物产气后,不同煤阶煤样的比表面积、总孔体积以及不同孔径段的孔体积均出现不同程度减小;煤表面附着有大量微生物,以球菌和杆菌为主,且部分微生物附着在煤的孔裂隙中;主成分分析表明总孔体积(主要为大孔和中孔孔体积)、分形维数D3以及比表面积对煤制生物甲烷的贡献较大,而微孔及分形维数D1对煤制生物甲烷影响较小,微生物作用改变了煤的孔隙结构,使比表面积和微孔大量减少,导致孔隙内吸附的甲烷大量解吸,这些均有利于煤层气的增产。     

燃烧过程对页岩灰孔隙结构的影响

页岩灰为油页岩及其半焦的燃烧产物,可作为建筑原材料、化工填料和吸附剂等,具有一定的工程应用价值。采用氮气等温吸附/脱附法对油页岩燃烧生成的页岩灰的孔隙结构进行了测量,并对不同升温速率和不同终温所得到的页岩灰的孔隙结构进行了比较,结果表明：如果油页岩在快速升温条件下燃烧所放出的热量能够被周围环境吸收而使得油页岩颗粒温度始终低于其灰熔点温度,所得到的页岩灰的孔容积和孔比表面积较大,适宜工业应用。     

富氧气化半焦的孔隙特性研究

本文利用氮气吸附的方法,分析了枣庄烟煤在常压流化床富氧气氛下的气化半焦的比表面积、总孔体积、孔径等参数,研究发现:在富氧气化过程中孔隙结构变得发达,比表面积、总孔体积明显的增大,孔径明显减小,且随着温度的升高,半焦的比表面积,孔隙率也明显的增大,平均孔径明显减小。与空气气化半焦进行对比,结果显示:富氧气化半焦的比表面积和总孔体积都明显的增大。     

鄂尔多斯盆地油沟油区长4+5储层微观孔隙结构特征

储层微观孔隙结构是油田下步勘探开发工作的重要参考因素。应用铸体薄片、x衍射、扫描电镜、压汞等实验分析手段,深入研究了吴起油田油沟油区长4+5储层微观孔隙结构特征。资料显示,该储层属低孔、特低-超低渗储层,孔隙类型以残余粒间孔和长石溶孔为主,属中孔、微细吼道类型,孔喉分选性好,连通性一般。根据岩心喉道分布及渗透率贡献率分布特征,可以看出进汞量与渗透率贡献值并不匹配:进汞量分布的喉道范围比渗透率贡献分布的喉道范围更宽,渗透率贡献的孔喉半径分布更偏向粗吼道一端。大孔喉对储层渗流能力的贡献更大,中、小孔喉则对储层渗流能力的贡献较小。研究表明,储层物性与分选系数、中值压力、中值半径、最大吼道半径等参数相关性较好,受孔隙结构特征多参数综合影响。     

不同变质程度的煤制活性炭孔隙结构分析

在Autosorb—lC全自动物理化学吸附仪上使用N2和CO2对宁夏太西、山西大同和内蒙古准格尔3种不同变质程度的煤为原料制备的活性炭进行孔隙结构分析,用BET方程处理N2等温吸附数据,计算比表面积;用DFT法处理CO2等温吸附数据,进行微孔分析：用BJH法计算中孔孔径分布。从得出的结果可以看出,随着原料煤变质程度的加深,所制备的活性炭微孔和比表面积增大,超微孔、中孔体积变小,平均孔径变窄。分析结果表明。原料煤的性质是影响活性炭孔隙结构的主要因素。     

彭水地区五峰-龙马溪组页岩储层特征研究

以彭水地区五峰-龙马溪组页岩为研究对象。为了明确彭水地区五峰-龙马溪组页岩的孔隙特性,通过氩离子抛光扫描电镜观察、氮气吸附脱附等实验对研究区页岩储层的微观孔隙类型及结构等进行研究。结果表明:(1)彭水地区五峰-龙马溪组页岩孔隙类型可分为有机质孔(包括生物孔)、无机孔(粒间孔、溶蚀孔、晶间孔),其中有机质孔分布最为广泛;(2)研究区五峰-龙马溪组泥页岩储层孔隙基本为小孔和微孔,其中小孔是研究区泥页岩储层的主要储集空间,其次为微孔;(3)微观孔隙结构复杂,多呈开放形态,以两端开口的圆筒形和平行板孔型为主,并含有少量的墨水瓶状孔。     

曲堤油田q104块沙四段储层特征研究

曲堤油田Q104块沙四段属于河流相沉积体系,通过对研究区岩芯观察、铸体薄片、X-射线衍射、扫描电镜、图像、粒度、岩芯常规测试以及测井二次解释成果等资料的分析,对储层岩石学特征、物性特征、孔隙类型及孔隙结构特征进行了详细的研究.储层岩石类型主要为灰、灰褐色粉、细长石岩屑或岩屑长石砂岩,成分成熟度和结构成熟度都较低,以泥质胶结为主,粘土矿物主要为伊/蒙间层、高岭石、伊利石、绿泥石,是本区最主要的潜在敏感性.储层物性多属中孔低渗、高孔中渗,储层孔隙度和渗透率具有很好的正相关性.储层面孔率在8-13%左右,储集空间以原生粒间孔为主,孔隙结构较好,属中小孔、中细喉型孔隙结构,储层的最大连通孔喉半径、孔喉半径均值以及中值丰径与渗透率都有着较好的正相关性,渗透率与退汞效率具有很好的负相关性.     

低渗透储层的微观孔隙结构特征研究

本文以鄂尔多斯盆地低渗透储层为例,在岩芯观测、岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜以及压汞资料分析的基础上,分析了该地区低孔低渗砂岩的岩石学特征、储层物性及微观孔隙结构特征;分析了储层有效喉道半径、有效喉道体积、有效孔隙半径、有效孔隙体积及孔喉比等特征参数与孔隙度、渗透率之间具有较好的相关性。     

O2/CO2气氛煤焦的燃烧及其孔隙结构变化

采用热力工况与实际煤粉炉相近的沉降炉实验装置,制备了不同环境气氛下(O2/N2及O2/CO2气氛)、不同燃尽率的煤焦试样,并采用低温氮吸附仪和扫描电子显微镜测定了其孔隙结构和表面形貌.结果表明,在相同的操作条件下,相同O2浓度的O2/CO2气氛下煤焦的燃烧速率较慢、燃尽率较低,各试样的孔比表面积和比孔容积均较小.两种气氛下燃尽过程孔结构参数(SBET和VBJH)均呈减小趋势,且在孔径变化较明显的区域内(<5 nm)在CO2气氛下煤焦的孔径分布较小且与煤种相关.SEM图像显示CO2气氛下的煤焦表面致密,孔隙较少,其定性结果与N2吸附法的定量测量结果吻合较好.     

沸石补强硅酮建筑密封胶的应用

考察了用沸石和焙烧沸石作为补强剂用于制备硅酮建筑密封胶的工艺过程,分析了粉体用量对密封胶热稳定性、拉伸强度、断裂伸长率、干燥时间的影响;用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸-脱附等温测试(BET)和脱附孔径测试(BJH)方法对沸石和焙烧沸石的微观形貌、物相、比表面积、孔容和孔径进行了表征;研究结果表明,它们是一种具有多孔结构的铝硅酸盐矿物,主要成分分别为KNa2Ca2(Si29Al7)O72和K(Si3Al)O8,孔径分别为10.68 nm和14.02 nm,孔体积分别为0.465 5 mL/g和0.587 1 mL/g,比表面积分别为153.6 m2/g和191.4 m2/g,孔径分布宽、孔体积和比表面积大有利于补强,焙烧沸石的补强性优于沸石,揭示了它们的补强作用是硅烷偶联剂表面改性、孔道效应和锚固效应共同作用的结果。     

煤基活性炭比表面积与碘吸附值相关性研究

为快速测量煤基活性炭比表面积和孔隙结构等性能指标,通过分析活性炭的碘吸附值与比表面积、孔结构之间的关系,明确BET与碘吸附值之间的相关性。结果表明,碘吸附值在50~800 mg/g时,碘吸附值与比表面积之间具有良好的线性关系,拟合度达0.933,利用碘吸附值可快速高效估算比表面积和微孔结构,还可用来预测BET,但相对吸附压力(P/P0)和常数C选择不当,将导致比表面积测量不准确;碘吸附值的大小主要表征了活性炭微孔0.8~1.2 nm孔隙的发达程度;碘分子在微孔中进行单层吸附符合由致密堆积的六方晶格组成的表面覆盖模型。碘吸附值能够实现煤基活性炭比表面积和孔结构的快速分析。