致密储集层应力敏感性分类评价

致密储集层应力敏感性分析,对准确认识油气开发过程中储集层伤害及合理评价油气井产能具有重要的意义。鉴于注水开发过程中有效应力场的非稳态变化导致储集层渗流能力变化的实际情况,选取了鄂尔多斯盆地安塞油田延长组3类典型岩样（泥质粉砂岩、粉砂岩和中细粒砂岩）进行储集层渗透率应力敏感性测定,通过线性方程拟合,对比分析3类岩石应力敏感性特征,并从岩石成分和微观结构对应力敏感性的影响进行综合分析。结果表明,随着有效应力的增加,泥质粉砂岩渗透率下降快,敏感性强;粉砂岩渗透率下降中等,敏感性中等偏强;中细粒砂岩渗透率下降慢,敏感性最弱。通过岩心、岩石薄片、扫描电镜、全岩X射线衍射分析及压汞实验可知,储集层应力敏感性特征主要受到岩石中矿物成分和孔隙结构2个因素的影响,而微裂缝的发育使储集层应力敏感性增强。     

基于扫描电镜大视域拼接技术定量表征致密储层微观非均质性

高分辨率扫描电镜技术是研究致密储层非均质性最直观的方法,但存在视域代表性的问题。以南襄盆地泌阳凹陷古近系核桃园组三段致密储层为例,基于扫描电镜大视域拼接技术,定量揭示了不同类型致密储层的微观非均质性。结果表明,研究区致密砂岩储集空间类型以粒间孔和粒内孔为主,同时发育少量微裂缝;泥页岩储集空间类型同样以粒间孔和粒内孔为主,有机孔和微裂缝相对较少。通过场发射扫描电镜大视域拼接技术与统计学方法结合,探讨了泥岩、页岩、泥质粉砂岩、砂岩等致密储层的矿物微观非均质性和孔隙微观非均质性。其中边长为160,300,300和1 000 μm的正方形视域面积可以分别作为上述4种岩性致密储层矿物微观非均质性代表视域面积;边长为200,300,300和800 μm的正方形视域面积可以分别作为上述4种岩性的孔隙微观非均质性代表视域面积。由此可见,不同岩石类型的致密储层,其微观非均质性存在明显差异,其中砂岩微观非均质性 > 泥质粉砂岩、页岩微观非均质性>泥岩微观非均质性。综合矿物微观非均质性和孔隙微观非均质性,可将边长为200,300,300和1 000 μm的正方形视域面积分别作为研究区泥岩、页岩、泥质粉砂岩和砂岩致密储层微观非均质性的代表视域面积。     

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岩石组分和裂缝是影响致密砂岩气藏损害程度的重要因素，研究岩石组分和裂缝对致密砂岩气藏应力敏感性影响能够为钻井、完井作业及开发致密砂岩气藏中的储层保护提供基础参数。文章以鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩气藏盒1段、山1段及太原组三个层位为研究对象，选取基块及裂缝岩样进行应力敏感性实验，采用应力敏感性系数S_s对实验结果进行评价。不同层位基块岩样对比显示岩屑含量越高其应力敏感性越强，同一层位基块岩样与裂缝岩样的应力敏感性系数对比表明裂缝的存在大大增加了致密砂岩储层应力敏感性。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界山2气藏形成地质条件分析

鄂尔多斯盆地东南部具有很好的天然气成藏条件,勘探潜力较大,尤其是山2气藏,其成藏条件具有烃源岩成熟度高,分布范围广;储层致密,非均质强;盖层保存条件良好等特点。在烃源岩地球化学参数分析\,生烃强度计算\,储层特征参数分析\,铸体薄片观察及盖层研究的基础上,总结研究区气藏形成条件：烃源岩条件良好,盖层封盖性强\.在这些条件下,气藏的形成则更多取决于储层发育程度。（微）裂缝的存在有利于提高储层的基质渗透率,从而形成优质储层,对优质储层影响因素的研究将是在研究区寻找富集高产区的关键,认为：①优质储层的形成首先要有大段的厚层砂体,对于山2气藏来说就是河道砂,平面上大面积分布,连续性好;②石英砂岩比岩屑砂岩更容易产生（微）裂缝,从而改善储层,提高天然气产量。     

川西坳陷须五段致密砂岩与泥页岩储层特征及控制因素

为了弄清川西坳陷须五段致密砂岩与泥页岩储层发育特征及控制因素,并深化对非常规致密气储层的认识,利用岩心、铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射及压汞等资料,对须五段储层岩石学、储集空间、物性等特征及其控制因素进行了研究。结果表明:须五段储层岩性大致分为泥页岩、粉砂岩和细砂岩三大类,分别占地层总厚度的56%,19%和25%,砂岩普遍具有泥质杂基和岩屑含量高、长石含量低的特征,泥页岩中石英等脆性矿物含量较高;储集空间包括有机质孔、杂基微孔、粒内溶孔、粒间溶孔及微裂缝5类;细砂岩孔隙度和渗透率平均值分别为1.41%和0.1 m D,属于致密砂岩储层,主要为高能的水下分流河道微相沉积,粉砂岩孔隙度和渗透率平均值分别为1.52%和0.22 m D,总体均略高于细砂岩,泥页岩孔隙度和渗透率平均值分别为1.95%和0.068 m D,属于致密页岩储层;储层物性主要受到沉积条件、成岩作用和构造裂缝的多重控制,强烈的压实和压溶作用是导致砂岩致密的主要原因,次生孔隙主要由溶蚀作用形成,黏土矿物的转化及有机质热演化为泥页岩提供了大量储集空间,微裂缝极大地改善了储层渗透性。研究结果可为该区下一步油气勘探提供一定参考。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气层应力敏感性综合研究

致密砂岩气藏开发过程中有效应力增加所带来的渗透率应力敏感损害是导致气井产量快速递减的根本原因,故对应力敏感性损害机理研究能够为气层保护工作提供合理依据。在考虑岩石组分、裂缝、温度、含水饱和度和施压次数等因素的同时,对大牛地气田致密砂岩应力敏感性进行了评价,指出随岩屑含量增加和温度升高,致密砂岩应力敏感性增强,温度与有效应力联合作用使致密砂岩应力敏感性更强,水的存在对致密砂岩应力敏感性具强化作用;重复施压过程造成致密砂岩渗透率不断降低,裂缝岩样的渗透率应力敏感程度远大于基块;采用屏蔽暂堵储层保护工作液技术能够减轻致密砂岩气层的应力敏感性损害。     

滦平盆地白垩系陆相页岩油储层特征

滦探1井首次在滦平盆地白垩系发现页岩油,填补了燕山构造带中生界油气发现的空白。综合岩心、镜下薄片、测井资料、录井资料和X射线衍射等分析化验资料,对滦平盆地白垩系西瓜园组页岩油储层特征展开研究。研究区西瓜园组页岩油储层主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩、碳酸盐型混合细粒岩和黏土型混合细粒岩6种岩石类型。储集空间类型以孔隙和裂缝为主,裂缝包括构造缝、异常高压裂缝和层间缝,孔隙以晶间孔和溶蚀孔为主。页岩油储层孔隙度平均为1.6%,渗透率平均为0.265 mD,整体为低孔超低渗储层。根据岩性组合和录井显示,垂向上识别出2套页岩油储层。下部页岩油储层为火山—湖泊沉积,主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩和碳酸盐型混合细粒岩等岩石类型,储集空间以孔隙为主,油气显示以黄绿色轻质油为主,见天然气产出;上部页岩油储层属于正常湖泊沉积,岩石类型以泥页岩、粉砂岩、碳酸盐型混合细粒岩、黏土型混合细粒岩和长英质混合细粒岩为主,储集空间以裂缝为主,见黑色重质油和天然气析出。分析认为,沉积环境、成岩作用、构造背景和总有机碳含量是西瓜园组页岩油储层发育的主要控制因素。     

滦平盆地白垩系陆相页岩油储层特征

滦探1井首次在滦平盆地白垩系发现页岩油,填补了燕山构造带中生界油气发现的空白。综合岩心、镜下薄片、测井资料、录井资料和X射线衍射等分析化验资料,对滦平盆地白垩系西瓜园组页岩油储层特征展开研究。研究区西瓜园组页岩油储层主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩、碳酸盐型混合细粒岩和黏土型混合细粒岩6种岩石类型。储集空间类型以孔隙和裂缝为主,裂缝包括构造缝、异常高压裂缝和层间缝,孔隙以晶间孔和溶蚀孔为主。页岩油储层孔隙度平均为1.6%,渗透率平均为0.265 mD,整体为低孔超低渗储层。根据岩性组合和录井显示,垂向上识别出2套页岩油储层。下部页岩油储层为火山—湖泊沉积,主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩和碳酸盐型混合细粒岩等岩石类型,储集空间以孔隙为主,油气显示以黄绿色轻质油为主,见天然气产出;上部页岩油储层属于正常湖泊沉积,岩石类型以泥页岩、粉砂岩、碳酸盐型混合细粒岩、黏土型混合细粒岩和长英质混合细粒岩为主,储集空间以裂缝为主,见黑色重质油和天然气析出。分析认为,沉积环境、成岩作用、构造背景和总有机碳含量是西瓜园组页岩油储层发育的主要控制因素。     

东营凹陷樊页1井泥页岩储层应力敏感性评价

储层应力敏感的研究可为页岩油藏开发及储层保护方案设计提供重要依据。本文选取樊页1井10块泥页岩岩心,通过实验测得不同有效应力下岩样渗透率和孔隙度的变化,分别对孔隙度应力敏感性和渗透率应力敏感性进行了评价,并分析了矿物组分、微观孔隙结构与应力敏感性的关系。结果表明:樊页1井泥页岩具有强的应力敏感性,且低渗岩样比高渗岩样强,渗透率应力敏感性比孔隙度应力敏感性强;黏土矿物含量高和微裂缝发育是应力敏感性强的主要原因。     

致密砂岩油气储层岩石变形理论与应力敏感性

在致密砂岩油气藏开发过程中,由于孔隙压力下降,导致有效应力增加,储层岩石孔隙、裂缝发生形变和渗透率受到影响。从岩石力学角度分析了与致密砂岩形变相关的理论及形变影响因素,并通过应力敏感性实验研究了有效应力改变条件下的致密砂岩岩样孔隙度、渗透率变化规律。结果表明:致密砂岩形变主要为应力变化时孔隙体积及裂缝宽度的变化,认为致密砂岩油气藏开发过程中储层岩石的形变一般属于弹性形变或者弹-塑性形变。形变取决于岩石碎屑颗粒硬度、颗粒之间接触关系、胶结情况、岩石中裂缝发育特征等。有效应力增加在压缩致密砂岩孔隙、喉道体积以及裂缝宽度的同时,也使得其渗透率大幅度降低,造成严重的储层损害。     

饶阳凹陷页岩油储层应力敏感规律

饶阳凹陷页岩油储量丰富,但页岩容易发生应力敏感,需测试该区块的应力敏感程度,寻找应力敏感规律,为生产制度提供基础数据。室内利用X-射线衍射全岩分析、荧光薄片及电镜扫描等方法,分析了储层矿物的组成、微观结构及连通度共11组,储层应力敏感性流动实验3组,利用数据拟合的方法获得该区块的应力敏感在渗透率损失20%时的规律,净应力与黏土及脆性矿物含量的公式为Pc=-0.09796mc+0.2385mb-7.8145;不可逆渗透率伤害率与黏土及脆性矿物含量公式为Ki=93.24+0.2797mc-0.6809mb的关系;其中,不可逆渗透率伤害率为52.09%,在渗透率损失20%时对应的净应力在3 MPa以内,进一步分析其原因是由于不同黏土含量造成不同的微裂缝的开合程度,但是脆性矿物含量决定不可逆渗透率伤害率及渗透率损失20%时对应的净应力值。结果表明,饶阳凹陷地区的页岩油储层应力敏感与与黏土矿物含量呈负相关,与脆性矿物含量呈正相关。同时通过研究页岩油储层应力敏感性规律的拟合方法,为再解决上述类似储层由于岩样样本数量少,利用有限的岩心柱塞表征整个地层的敏感规律,提供一种新的测试方法。     

饶阳凹陷页岩油储层应力敏感规律

饶阳凹陷页岩油储量丰富,但页岩容易发生应力敏感,需测试该区块的应力敏感程度,寻找应力敏感规律,为生产制度提供基础数据。室内利用X-射线衍射全岩分析、荧光薄片及电镜扫描等方法,分析了储层矿物的组成、微观结构及连通度共11组,储层应力敏感性流动实验3组,利用数据拟合的方法获得该区块的应力敏感在渗透率损失20%时的规律,净应力与黏土及脆性矿物含量的公式为P_c=-0.09796m_c+0.2385m_b-7.8145;不可逆渗透率伤害率与黏土及脆性矿物含量公式为K_i=93.24+0.2797m_c-0.6809m_b的关系;其中,不可逆渗透率伤害率为52.09%,在渗透率损失20%时对应的净应力在3 MPa以内,进一步分析其原因是由于不同黏土含量造成不同的微裂缝的开合程度,但是脆性矿物含量决定不可逆渗透率伤害率及渗透率损失20%时对应的净应力值。结果表明,饶阳凹陷地区的页岩油储层应力敏感与与黏土矿物含量呈负相关,与脆性矿物含量呈正相关。同时通过研究页岩油储层应力敏感性规律的拟合方法,为再解决上述类似储层由于岩样样本数量少,利用有限的岩心柱塞表征整个地层的敏感规律,提供一种新的测试方法。      

塔里木盆地深层致密砂岩气层应力敏感性

深层-超深层致密砂岩气藏是塔里木盆地油气勘探开发的重点对象,其在钻完井和生产过程中经常表现出与井筒液柱压力或井底流压变化十分敏感的复杂工程行为。为了揭示深层致密砂岩应力敏感特征及主控因素,以塔里木盆地3个典型天然气藏(DB、YM、KS)为研究对象,分别开展了模拟围压递增条件下的裂缝和基块岩样应力敏感实验,并基于扫描电镜、铸体薄片、X-射线衍射、高压压汞等分析手段,分析了孔隙结构、矿物组分、裂缝发育特征对深层致密砂岩应力敏感性的影响。结果表明,塔里木盆地深层致密砂岩基块应力敏感系数为0.280 6~0.771 4,应力敏感程度总体为中等偏强-强,其中KS(0.771 4)>DB(0.654 0)>YM(0.579 6);裂缝应力敏感系数为0.532 3~0.806 9,应力敏感程度总体为中等偏强-强,其中YM(0.726 2)>KS(0.693 5)>DB(0.626 5)。深层致密砂岩应力敏感程度受地层埋藏深度、孔隙结构、矿物组成和裂缝发育程度综合因素控制。基块岩样应力敏感程度与储层埋深、不稳定矿物组分含量、黏土矿物含量成正相关,与储层石英含量、孔隙度、渗透率、孔喉半径成负相关。裂缝岩样应力敏感程度主要受裂缝宽度控制,应力敏感程度随裂缝宽度增大而减小。     

陆相页岩层系岩相类型、组合特征及其油气勘探意义——以四川盆地中下侏罗统为例

页岩层系岩相类型的精细识别与划分是页岩气勘探开发潜力评价的重要基础,但目前关于页岩岩相的识别划分标准及分类方案尚未达成共识。为此,以四川盆地中下侏罗统陆相页岩层系为研究对象,利用岩心观察、全岩矿物X射线衍射分析、薄片鉴定、总有机碳含量(TOC)及氦气孔隙度测试等多种手段,在页岩全岩矿物组成及特征分析的基础上,建立岩相划分方法,开展页岩层系岩相类型识别与划分,研究不同尺度下岩相组合特征,并探讨其对页岩气勘探的意义。研究结果表明:①利用新建立的全岩矿物分区—TOC分级—矿物结构与沉积构造校正及完善的3步岩相划分方法,在该区陆相页岩层系共识别出6类20种页岩岩相类型,其中以中—高碳黏土质页岩岩相、纹层—薄层状黏土质页岩岩相及低—中碳粉砂质页岩岩相为主,次为低—中碳黏土质介壳灰质页岩岩相、含—低碳粉砂质黏土质页岩岩相;②黏土质页岩岩相和介壳灰质黏土质页岩岩相的平均TOC、平均孔隙度均高于粉砂质页岩岩相和粉砂质黏土质页岩岩相,页岩矿物成分及岩相类型对于页岩气源、储性能具有一定的影响;③该区陆相页岩层系可识别出泥灰沉积、泥砂沉积及泥灰砂混合沉积等3类组合,依次体现了湖泊相环境下远源区、近源区、过渡区的沉积特点,对于不同岩相组合的刻画有助于判识页岩沉积环境的差异;④对于高黏土矿物含量的陆相富有机质页岩中灰质介壳纹层与薄层的数量、频次的识别与统计,可以为富气层段储层可改造性评价、最佳勘探开发层段优选提供依据。     

陆相页岩含气性主控地质因素——以辽河西部凹陷沙河街组三段为例

以辽河西部凹陷沙河街组三段页岩为研究对象,在有机地化、岩石矿物组成、扫描电镜、等温吸附等实验分析以及岩心观察的基础上,分析讨论了陆相页岩气形成条件,并着重探讨了陆相页岩含气性主控地质因素以及海、陆相页岩气发育条件差异。研究表明,辽河西部凹陷沙河街组三段泥页岩具有沉积厚度大、有机质丰度高、有机质类型多样、热演化程度较低、储集物性好以及含气量高等特点,具备陆相页岩气形成的基础地质条件;此外,页岩的含气性还受到泥页岩有机组成、无机组成和孔隙等内在因素以及温度、压力和埋藏深度等外在因素的共同影响;吸附态天然气受有机碳含量、有机质成熟度、岩石矿物组成以及温度、压力和深度的影响,表现为吸附气量与有机碳含量、黏土矿物、压力呈正相关关系,其中黏土矿物组成中又以伊/蒙混层的影响为主;与有机质成熟度、碳酸盐矿物含量、温度呈负相关关系,随着埋藏深度增加表现出先增加后降低的趋势;游离态天然气主要受到泥页岩孔隙度大小的影响,表现为孔隙、裂缝越发育,页岩孔隙度越高,游离气量也就越高,其中孔隙发育程度与有机质成熟度以及黏土矿物含量呈正相关关系,与石英、长石及碳酸盐矿物含量呈负相关关系,与有机碳含量关系不明显;裂缝的发育则更多地受到构造应力、岩石矿物组成、岩石力学性质、黏土矿物脱水收缩、成岩作用等内、外在因素的共同影响。通过对比海相和陆相页岩气形成条件后发现,烃源岩成熟度的差异从根本上决定了陆相和海相页岩的含气潜力,并可能进一步影响低成熟度条件下陆相页岩气的赋存方式,即溶解气对于陆相页岩气而言可能具有不可忽视的贡献。     

海陆过渡相页岩力学特征及破坏模式——以鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组为例

鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组是目前中国页岩气勘探开发的重要接替层位,研究储层页岩力学破坏特征是页岩地质精细评价和后续压裂施工方案制定的基础内容。在对山西组页岩样品开展矿物组成分析、沉积构造特征描述、岩石力学测试的基础上,明确了主要岩相类型及其力学特征,分析了储层岩石力学破坏特征的影响因素。结果表明：山西组页岩主要矿物为石英和黏土质矿物,可划分为硅质页岩、硅质黏土质页岩和黏土质页岩,储层页岩具有力学强度变化范围大、整体低值的特点。受控于岩相的影响,硅质页岩和硅质黏土质页岩力学强度和弹性模量强于黏土质页岩。纹层、充填裂纹以及生物碎屑等结构和构造,增大了力学非均质性,也容易影响裂缝的传播路径。巴西圆盘劈裂实验表明山西组页岩纹层和泥质条带对裂缝具有极强的捕获作用,容易导致裂缝沿着纹层和泥质条带扩展。围压降低了页岩的脆性,使页岩由劈裂破坏转换为剪切破坏,并伴随着充填裂纹和泥质条带的破坏,呈现出破坏形态由沉积构造和围压双重控制的模式,复杂的破坏模式有利于减弱页岩气开发过程中储层裂缝网络渗透率的应力敏感性。研究成果为后续水平井布井选层和压裂施工方案制定提供了借鉴。     

吉木萨尔凹陷芦一段页岩储集层孔隙结构及敏感性

为确定吉木萨尔凹陷芦草沟组一段页岩储集层敏感性,在明确矿物组成基础上,开展了储集层孔隙结构分析和敏感性物理模拟实验。芦一段储集层为陆源碎屑沉积,矿物组成复杂,黏土矿物含量高且以膨胀性矿物为主。储集层中脆性矿物含量高和孔隙结构复杂,加剧了应力敏感伤害;膨胀性黏土矿物含量高,加剧了水敏伤害;（铁）白云石与黏土矿物含量高,加剧了酸敏和碱敏伤害,但方解石含量高适当降低了酸敏伤害。总之,研究区芦一段页岩储集层具有中等—强应力敏感性和水敏性、弱—强酸敏性、弱—中等偏弱碱敏性,油田开发中应主要预防酸敏、水敏和应力敏感对储集层的伤害。     

四川盆地涪陵页岩气田五峰-龙马溪组岩矿纵向差异性研究——以JYA井为例

涪陵页岩气田是我国首个实现商业开发的大型页岩气田。通过对涪陵焦石坝区块JYA井五峰组-龙马溪组龙一段页岩开展岩石薄片和氩离子抛光扫描电镜观察,并结合全岩黏土X衍射、有机碳含量等分析测试,探究了该气田五峰组-龙马溪组龙一段页岩纵向上的矿物成分及含量的变化特征,明确了该套页岩主要成分为石英和黏土矿物,其次为长石和碳酸盐,以及少量的黄铁矿;其中石英和黏土矿物达70%以上,自下而上石英、长石及黄铁矿含量逐渐减少,黏土矿物含量逐渐增加。结合页岩矿物纵向上的差异性变化,探讨了其对页岩储集性、含气性和可压性的影响,明确了纵向上随着生物成因硅质含量增加,黏土矿物含量的减少,页岩自上而下呈现出有机质含量增加,有机质孔发育,页岩储集性能变好,页岩含气量增加的趋势;同时随着脆性矿物含量的增加,页岩的可压性也逐渐增强。      

影响砂泥岩在清水中分散性能因素的探讨

通过对各油气田所钻遇砂岩、泥岩的实测数据综合分析可知:地层岩石的成岩作用是影响砂、泥岩分散性能的主要因素;岩石的分散作用起源于粘土矿物的水化膨胀,但砂岩、泥岩分散性能强弱与蒙皂石或伊蒙无序间层含量之间没有必然的联系:泥岩中非粘土矿物组分和含量、泥岩中非晶态粘土矿物、泥页岩的定向度均对岩石的分散性产生影响.     

川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段陆相页岩脆性特征及其控制因素

以川东北地区下侏罗统自流井组大安寨段页岩层系为研究对象，通过系统开展岩相与矿物组分、动态和静态岩石力学性质以及成岩作用等研究，明确了大安寨段不同夹层类型页岩的脆性特征及其控制因素。结果表明：(1)大安寨段陆相页岩层系内主要包括黏土质页岩、粉砂质页岩、介壳灰质黏土质页岩和介壳灰岩4种岩石类型，整体表现为高黏土矿物含量、碳酸盐矿物局部富集特征。长英质矿物以陆源碎屑来源为主，有机质丰度与黏土、长英质和碳酸盐矿物含量间相互关系复杂。(2)页岩脆性受矿物含量、矿物结构及其相互关系共同影响。大安寨段处于中成岩阶段，固结程度较低，长英质矿物对脆性影响弱于碳酸盐矿物。钙质介壳含量的增加导致动、静态岩石力学参数的差异，并降低了岩石破裂及裂缝扩展所需的能量消耗。(3)大安寨段夹层类型多样，矿物组成与结构复杂。夹层结构均一型页岩动、静态力学参数具有良好正相关性，夹层结构不均一型（介壳夹层）页岩动、静态杨氏弹性模量总体负相关。因此，应充分考虑岩性、夹层类型、岩石力学性质差异性和成岩作用等因素，建立侏罗系陆相页岩脆性与可压裂性评价体系。上述结论对深化复杂夹层类型陆相页岩油气储层脆性认识与地质-工程甜点评价具有重...