黏土矿物对于储层敏感性的影响与控制作用——以庆阳合水地区长6超低渗砂岩储层为例

以鄂尔多斯盆地合水地区长6超低渗透砂岩储层为例,综合应用储层敏感性、扫描电镜、X射线衍射等实验技术方法,系统研究了储层敏感性类型及损害程度,并深入地探讨了黏土矿物对于长6储层敏感性的影响与控制作用。结果表明:①长6油层的储层敏感性整体表现为中等偏强水敏性和速敏性、弱酸敏性、强盐敏性以及中等偏弱碱敏性的五敏特征;②储层黏土矿物主要有高岭石、伊利石、绿泥石以及伊蒙混层等4种类型,且以伊利石含量最高;③储层敏感性及其程度明显受控于黏土矿物类型及其含量,并且具有黏土矿物含量越高、储层敏感性越强的特点。本研究成果将为合水地区长6油层注水开发过程中有效保护储层以及提高采收率提供重要的参考依据。     

鄂尔多斯盆地姬嫄地区长6段超低渗储层敏感性评价

以鄂尔多斯盆地姬嫄地区长6段油层组超低渗储层作为研究对象,在储层岩石学、孔隙结构、储层物性特征等基础上,结合储层"五敏"实验详实数据,解释该地区超低渗储层敏感性及敏感机制。姬嫄地区长6段超低渗储层所展现的敏感性为弱速敏、中等偏弱水敏、中等偏弱盐敏、无酸敏到弱酸敏、弱碱敏、强压敏;且速敏中的临界流速、盐敏中的临界矿化度、酸敏中的临界p H值分别为1.0mL/min、10000mg/L、8.5。储层敏感程度主要受矿物成分和孔隙结构的影响,储层速敏的形成源于其孔隙填隙物-高岭石的存在;绿/蒙混层及伊/蒙混层矿物是引起水敏及盐敏的主要因素;铁白云石及含铁绿泥石等酸敏矿物的存在使部分岩样显弱酸敏;非常杂乱的孔喉结构、受到压力特别容易变形的片状喉道以及岩样中所含的云母、黏土等一些塑性矿物导致储层具强压敏性。储层敏感性评价的意义在于防止储层伤害、保护好储层,可以有效地发挥储层的产能,已达到科学的开采油田的目的。     

高岭石、伊利石和蒙脱石三种黏土矿物在烧结黏土制品生产中相关性能的差异(第一部分)

由于高岭石、伊利石和蒙脱石的晶体结构不同,它们在烧结黏土制品生产过程中会表现出不同的性能和特点。由于黏土矿物的成因以及地层形成过程中的地质作用,会有颗粒大小和化学结构不同的两种或两种以上的黏土矿物共生或伴生。在分析了大量制砖原料及砖体的统计数据后,分两部分总结了多种黏土矿物在制品成型、干燥和焙烧方面的不同性能表现,并用相关数据进行了证明。     

高岭石、伊利石和蒙脱石三种黏土矿物在烧结黏土制品生产中相关性能的差异(第二部分)

由于高岭石、伊利石和蒙脱石的晶体结构不同,它们在烧结黏土制品生产过程中会表现出不同的性能和特点。由于黏土矿物的成因以及地层形成过程中的地质作用,颗粒大小和化学结构不同的两种或两种以上的黏土矿物常会共生或伴生。本文在分析了大量制砖原料及砖体的统计数据后,分两部分总结了多种黏土矿物在制品成型、干燥和焙烧方面的不同性能表现,并用相关数据进行了证明。     

单矿物黏土对聚羧酸减水剂分散性的影响与机理

研究了4种单矿物黏土(钠基蒙脱土、钙基蒙脱土、伊利土、高岭土)对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响,测定了单矿物黏土的水-黏土质量比及其对聚羧酸减水剂的吸附量,以及在此基础上单独补偿水或减水剂后单矿物黏土对聚羧酸减水剂分散性能的影响.结果表明:补偿水或聚羧酸减水剂之后,基本可消除伊利土、高岭土对水泥净浆流动度的影响,但蒙脱土的影响仍显著存在;对吸附了聚羧酸减水剂的单矿物黏土进行的红外光谱、X射线衍射分析表明,蒙脱土对聚羧酸减水剂的层间吸附是导致其对聚羧酸减水剂吸附量和聚羧酸减水剂分散性的影响比其他单矿物黏土大的主要原因.     

黏土矿物及粉粒对昔格达组粉质黏土可塑性的影响

结合西昌钒钛钢铁新基地所揭露的昔格达组粉质黏土的矿物组成及颗粒级配,通过验证性试验及前人研究成果,对黏土矿物及土体的颗粒级配对昔格达组粉质黏土塑性指数的影响进行分析。结果表明:黏土矿物及高粉粒含量是影响昔格达组粉质黏土可塑性的主要因素,高粉粒含量对昔格达组粉质黏土可塑性的影响比粉质黏土中黏土矿物种类及含量对其可塑性的影响大。但粉粒含量对黏性土体的塑性指数的贡献值具有一定范围,一般介于6～10。     

北羌塘盆地东部上三叠统矿物成分特征分析及其地质意义

本文以羌塘盆地雀莫错地区上三叠统地层为研究对象,利用红外光谱扫描获取岩心的矿物类型、含量、组合特征等信息,分析各主要矿物的空间变化规律,结合微观空间结构特征,研究该地层的沉积、储层及地质作用。结果表明：上三叠统矿物以碳酸盐和碎屑矿物为主,垂向上呈现规律性变化,其中碳酸盐矿物含量随深度增加逐渐增加,反之,石英、长石及黏土矿物等逐渐降低。黏土矿物以伊利石-蒙脱石为主,高岭石少见;绿泥石主要分布于上部巴贡组碎屑岩中;整体未见明显的白云石化现象。巴贡组以细颗粒沉积物为主,岩性致密,粒间孔、溶蚀孔少量发育,零星可见黏土矿物孔和微裂缝。波里拉组储集空间以微米级别孔隙为主,孔隙类型主要为晶间孔和黏土矿物孔。基于矿物和微观空间特征分析,研究区晚三叠世沉积环境由早期的深水沉积逐渐转换到浅水三角洲沉积,矿物成分从碳酸盐沉积转变为碎屑岩沉积,认为巴贡组地层早期为烃源岩主要发育期,黄铁矿等矿物存在指示还原环境,有利于烃类的生成和保存。     

烧结砖瓦生产技术问答(二)

<正>第二部分原材料及处理47什么是黏土矿物?黏土矿物中包含哪些类型的矿物?因为这些矿物最先多在黏土中发现,或因黏土及黏土岩主要由这类矿物组成,故称为黏土矿物。     

考虑孔隙水盐分效应的人工软黏土工程特性与本构模型

中国江苏北部连云港地区海相软土蒙脱石族矿物含量相对较高,且在海陆交互环境沉积形成,沉积过程中具有孔隙水盐分较高的特点,但在后沉积过程中由于地表和地下淡水入侵,会使孔隙水盐分发生变化。工程设计一般依据既有地下水环境中土体参数,未能考虑盐分变化后土体参数变化,会造成工程安全系数的冗余度不足,进而导致工程风险。为了解决江苏北部地区基础设施运营中,孔隙水盐分变动环境下软黏土地基长期性状与工程性质变异问题,需要深入了解矿物成分、孔隙水盐分在软黏土物理和力学特性中的作用机制。由于天然软黏土的矿物成分、孔隙水成分差异较大,在黏土矿物盐敏性的研究和当地地下水盐分测试基础上,试验材料采用矿物成分均一的商用高岭土与膨润土组成的人工黏土作为研究对象,配制不同浓度的NaCl溶液作为孔隙水,模拟孔隙水盐分变化。通过液塑限试验、常规固结试验和固结不排水剪切试验,发现对于含蒙脱石矿物的人工黏土,液限w_L、压缩指数C_c和回弹指数C_s随着孔隙水盐分的增加而减小,而内摩擦角随着孔隙水盐分的增加而增加;对于高岭石矿物为主的人工黏土,液限w_L、压缩指数C_c、回弹指数C_s和内摩擦角都基本不随孔隙水盐分的增加而改变。将孔隙水盐分效应采用渗透吸力进行表征,在试验规律、修正剑桥模型和BBM模型认知的基础上,建立了考虑盐分效应的人工软黏土本构模型,并对比了计算结果与试验结果,两者在趋势上较为接近,验证了本构模型的实用性,可为近海岩土工程设计提供参考。     

西宁盆地新近系膨胀泥岩膨胀特性研究

文章根据对西宁盆地新近系膨胀泥岩野外调查研究,重点分析新近系膨胀泥岩的物理性质和矿物成分,结合相关性分析,得出影响西宁盆地膨胀泥岩膨胀率的因素主要是初始干密度、黏土矿物含量、初始含水率和碎屑矿物粒径四个要素。基于这四个要素展开重塑样试验,数据结果通过函数拟合,很好地揭示了膨胀泥岩膨胀的影响机制及控制影响因素。结果表明:影响西宁盆地膨胀泥岩膨胀率的根本因素是黏土矿物含量,黏土矿物含量、初始干密度、初始含水率及碎屑矿物粒径对膨胀率影响机制不同,导致膨胀泥岩膨胀率的变化趋势也不一样。     

典型深海软黏土全流动循环软化特性与微观结构探究

深海软黏土具有不同于陆相或近海软黏土的岩土工程性质。针对取自中国南海西部深水区5个典型站位的海床软黏土,采用一种改进的全流动贯入装置对其强度特征进行测试,并结合深海软黏土特殊的微观结构和生物硅矿物,对其循环软化特性进行分析和探讨。研究结果表明:南海西部深海软黏土普遍具有高含水率、高液性指数、高活性值、低不排水抗剪强度和高灵敏度等特点,极慢的沉积速率和稳定的沉积环境是深海软黏土具有高灵敏度的主要原因。全流动循环软化过程中土体结构的变化主要体现在絮凝体的破坏和孔隙结构的改变两个方面。特殊的生物硅颗粒在循环作用下会发生破碎,导致内部孔隙水释放,从而加剧了土体循环软化的程度。     

青海祁漫塔格那西郭勒泥质岩地层水敏性及其钻井液配方研究

青海祁漫塔格那西郭勒是东昆仑地区深部找矿的重点靶区之一,在近年的找矿勘探过程中常常遇到由于水敏性地层而严重影响钻探施工进度及质量的难题。本次研究收集了那西郭勒矿区地质资料、复杂地层钻孔资料、水文资料,对那西郭勒矿区水敏性地层采取岩样,进行表面形貌分析、X射线衍射矿物分析以及泥岩在清水中的膨胀量实验等,对水敏性地层岩石的矿物组分和微观结构进行分析和研究。那西郭勒水敏性地层为奥陶-志留纪滩间山群碳质灰岩、泥炭质灰岩及绿泥石化、高岭土化蚀变带,地层微裂缝多,泥质岩粘土总含量高,蚀变带主要为高岭土化和绿泥石化,容易吸水膨胀,且膨胀量较大。针对该矿区水敏性地层的特点,优选钻井液设计配方。通过正交试验配制了一套失水量低、抑制性和流动性好的适用于那西郭勒矿区水敏性地层的泥浆冲洗液。     

氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用及其对黏土土性影响

以湛江黏土为研究对象,采用选择性化学溶解法,利用浸泡法、改进型渗透仪与柔性壁渗透仪除去土中游离氧化铁、无定形氧化铁和络合铁胶体,比较分析除去氧化铁胶体前后土的物理与力学性质指标、矿物成分以及结构变化特点,探讨氧化铁胶体的界面活性、胶结特性及其与黏土矿物的交互作用。结果表明,湛江黏土的结构强度受黏土矿物——氧化铁胶体的电性引力和镶嵌孔隙的氧化铁胶结状态的控制是导致其具有高灵敏性、强结构性的根本原因。氧化铁胶体对湛江黏土的水稳性、稠度、黏附性、渗透性、压缩性、灵敏性、结构强度均有重要影响。氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用的本质并不是通过改变和破坏矿物晶格结构来改变黏土矿物性质,而是通过改变土颗粒间的联结状态及粒间力来控制微观结构形态,进而影响土的基本性质。氧化铁胶体对土性的影响程度与其赋存状态、老化结晶程度、水化程度密切相关,除了游离氧化铁、无定形态的氧化铁也是构成湛江黏土胶质联结的重要组成部分。     

Uncertainty quantification of stability and damage detection parameters of coupled hydrodynamic-ground motion in concrete gravity dams

In this paper, models of the global system of the Koyna dam have been created using ABAQUS software considering the dam-reservoir-foundation interaction. Non coupled models and the coupled models were compared regarding the horizontal displacement of the dam crest and the differential settlement of the dam base in clay foundation. Meta models were constructed and uncertainty quantification process was adopted by the support of Sobol’s sensitivity indices considering five uncertain parameters by exploiting Box-Behnken experimental method. The non coupled models results determined overestimated predicted stability and damage detection in the dam. The rational effects of the reservoir height were very sensitive in the variation of the horizontal displacement of the dam crest with a small interaction effect with the beta viscous damping coefficient of the clay foundation. The modulus of elasticity of the clay foundation was the decisive parameter regarding the variation of the differential settlement of the dam base. The XFEM approach has been used for damage detection in relation with both minimum and maximum values of each uncertain parameter. Finally the effects of clay and rock foundations were determined regarding the resistance against the propagation of cracks in the dam, where the rock foundation was the best.     

上海粉质粘土的三轴CT实时细观试验

采用CT实时试验对上海粘性土的三轴应力条件下的特性进行系统的试验研究.研究表明,上海灰色粉质粘土在三轴应力下细观变形基本上分为4个阶段,即微裂纹压密阶段,初期损伤阶段,损伤快速发展阶段和软化破坏阶段.粉质粘土初始状态为不均一的和初始损伤,受力过程中以局部变形为主,灰色粉质粘土的破坏是由于产生局部变形,形成剪切带造成的,裂纹在峰值强度及峰值强度后完全形成的.     

浅谈确定土的矿物组成方法

指出土的矿物成分是土中物理化学性质活跃的物质,对黏土的工程性质有显著的影响,主要阐述了目前主要的测试方法及其优缺点,并根据土中黏土矿物的特点,选择一种或几种测试方法,从而准确地确定土的矿物组成。     

黄河上游第三系红层物理力学指标相关性研究

黄河上游第三系红层具有形成时代新、成岩作用差、强度和压缩模量低、开挖暴露后易受环境条件影响等特点。由于岩样易风化、软化、崩解等,力学指标不易获取,为此介绍第三系红层的成因、分布情况、工程地质特性、主要物理力学指标及通过回归分析导出的天然含水量与抗压强度、初始孔隙比与压缩模量之间的相关性方程,提供了利用易测参数推算主要力学参数的一种方法。     

钻探工程用粘土矿物材料应用综述

钻探工程是粘土矿物材料的重要应用领域,涉及的粘土矿物品种有蒙脱石、坡缕石、海泡石、高岭石、累托石、水云母、绿泥石等,其中以蒙脱石为主要成分的膨润土用量最大。钻探工程用粘土矿物材料分为水性造浆材料、油性造浆材料、防水堵漏材料、配浆评价土等,其中水性造浆材料占总用量的90%,油性造浆材料在深井、复杂地层钻探工程中应用前景广阔,防水堵漏材料和配浆评价土是粘土矿物材料中的高端产品,防水堵漏材料的复配技术对钻探工程实施有更好的实际价值。     

冻融循环对非饱和粉质粘土SWCC及强度的影响

为研究季冻区非饱和粉质黏土在冻融条件下的土―水特征曲线及强度的变化,对季冻区非饱和粉质粘土的SWCC(土―水特征曲线)和强度进行了测量,观察了冻融循环次数及冻结负温对非饱和路基粉质黏土土―水特征曲线及强度的影响。研究表明:非饱和粉质黏土的土―水特征曲线用Gardner模型进行拟合效果良好;土―水特征曲线受冻融循环次数和冻结负温的影响较大,其强度随冻融循环次数的增加呈先减小后趋于稳定的趋势,冻融一次以后其强度降低最为明显,并且冻结负温为-10 ℃时其粘聚力损伤值最大。由基质吸力引起的累计粘聚力损伤值随冻融循环次数增加呈线性增加,随冻结负温减小成指数型增加。