泸州地区五峰组——龙马溪组页岩气成藏特征

为寻找四川盆地泸州地区五峰组—龙马溪组页岩气有利区,在开展流体包裹体检测、页岩微观孔隙观测、气泡变孔模拟等研究基础上,查明了泸州地区构造埋藏过程和生烃热演化过程,总结了泸州地区页岩气成藏特征和成藏规律。研究结果表明:泸州地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩厚度大,在二叠纪—早三叠世生油,经历了中三叠世和燕山运动期—喜马拉雅运动期2次构造抬升,中三叠世抬升幅度有限,未导致大规模烃散失,燕山运动期—喜马拉雅运动期构造抬升晚于川东南且幅度小,利于页岩气保存;泸州地区五峰组—龙马溪组页岩有机孔发育,是由于中三叠世隆升时间短,强度小,未发生大规模排烃,大量液态烃保留在储集层中,有利于后期有机孔的大量形成,同时在晚三叠世—中白垩世,地层深埋发生液态烃裂解产气,地层广泛超压,有利于有机孔的后期保存;泸州地区三叠纪隆升虽然时间短、强度小,但是从模拟实验结果来看,可以导致原油稠化和气孔形成,对页岩气富集成藏有利。因此,发生在印支运动期的泸州地区的隆升造成原油稠化,有利于页岩气富集成藏;泸州地区地层抬升时间晚,页岩气散失时间短,低角度层理缝发育,而纵向裂缝少,均有利于形成超压页岩气富集区。提出的泸州地区五峰组—龙马溪组页岩富集成藏规律,对于指导其他同类型油气勘探具有借鉴意义。

煤层微观孔隙特征及沉积环境对孔隙结构的控制作用-以鄂尔多斯盆地8号煤层为例

寻找深部煤层气资源分布,亟待查明深部煤储层沉积环境和孔隙分布特征。为此,在开展鄂尔多斯盆地煤岩显微组分、核磁共振孔隙和电镜分析的基础上,查明了煤岩显微组分和孔隙分布特征,评价了鄂尔多斯盆地8号煤的煤沉积环境和孔隙结构特征之间的关系。结果表明:①研究区8煤层煤岩有机显微组分以镜质组为主,成煤早期植物类型应主要为木本植物,后期随着覆水程度增大而逐渐转变为木本+草本混生植物为主;②本溪期8号煤由早期为湿地森林沼泽逐步演化为后期开阔水域沼泽,沼泽水体相对滞留,沼泽环境稳定,利于有机质富集和煤层结构稳定;③研究区8煤大孔占比与结构保存指数(TPI)两者呈正相关,而与凝胶化指数(GI)呈负相关;④基质镜质体发育密集气孔群或稀疏带状气孔群,团块镜质体中发育少量气孔,结构镜质体中发育原始组织孔,多为矿物充填,均质镜质体气孔不发育。研究认为榆林地区煤层孔隙分布受到煤沉积环境和显微组分控制,开阔水域沼泽相的煤层孔隙结构呈现三峰,其中微孔和大孔发育最好,湿地森林沼泽相煤层孔隙结构呈现双峰,微孔发育好,大孔发育较差。

煤层气水平井开发的理论技术初探——兼论煤层气和页岩气开发条件对比

经过30 a的不懈探索,我国煤层气开发井型逐渐由直井向水平井开发过渡,水平井开发煤层气的基础理论是制约当前煤层气开发的主要问题。和页岩相比,煤层页理和脆性矿物不发育,非均质性更强,不利于体积缝网的形成。但煤层顶底板封盖强,机械强度高,具备较好的水力压裂条件。部分煤层裂隙被方解石等填充,酸化有利于储层渗透率改善和复杂裂缝形成。因此,建立一套适合煤层气储层特征的水平井开发工艺尤为重要。针对煤层地质特征,从水平井长度优化、簇间距优化、压裂液选择、支撑剂选择、返排率、最终可采储量(EUR)特征6个方面,系统分析煤层气水平井开发技术经济政策,认为煤层气水平段长度一般不超过1000 m,簇间距15~30 m储层改造效果较好;深部煤层气压裂液中加入滑溜水破胶剂及少量低温辅助破胶剂可提高破胶效率;相比中浅部煤层气储层,深部煤层压裂支撑剂应提高大粒径(0.425/0.850 mm)比例;深部煤层(如大吉区块8号煤)达到最高产气时的压裂液返排率与威远-长宁页岩气相近;煤层气EUR偏低,但用液强度、加砂强度大,应提高煤层气开发效率及经济效益等。煤层气开发效果受地质特征和开发工程技术协同控制,从地质工程一体化角度,提出下步煤层气水平井开发的对策,指出应进一步优化煤层气水平井开发工艺;完善水平井钻完井与配套技术,降低单井钻完井成本;依据煤粉迁移规律,实现煤层气水平井控粉有序返排,提高排采效果;依据游离与吸附气赋存比例,优化生产控制技术提升单井EUR。

弱胶结地层富水巷道围岩变形规律研究

新疆煤系地层以弱胶结地层为主,弱胶结岩石普遍具有胶结松散、力学强度低和水软化作用明显的特点,弱胶结地层给煤炭资源开采带来极大困难。结合新疆弱胶结地层地质条件,采用相似模拟实验方法,分析了膨胀应力在此类巷道围岩变形过程中的影响,研究了弱胶结地层富水巷道围岩变形规律,为西部矿区类似工程地质条件下巷道变形规律研究与工程支护设计提供有益的参考。

构造应力分布对弱胶结巷道变形的影响机制

为了研究我国西部弱胶结煤系地层中复杂构造应力场对巷道围岩变形破坏的作用机制,以苇子沟煤矿为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了构造应力对巷道顶、底板的破坏性,得到了构造应力大小与角度对巷道围岩变形的影响机制。研究表明:巷道轴向与最大水平主应力夹角α对巷道围岩变形的影响较为严重,α值越大,巷道围岩变形破坏越剧烈;巷道围岩受构造应力的影响程度不同,总体表现为巷道围岩非对称变形;构造应力作用下软岩巷道围岩变形破坏具有明显的方向性,且破坏程度主要取决于构造应力大小。

PCA-OPLS联合法快速评价页岩气井储量动用程度

川南地区已经钻探完成了上千口页岩气井,地质评价、钻探和生产过程中产生了大量高维度的数据,利用生产获得的各种数据预测页岩气储量动用程度,是指导页岩气勘探开发的一项重要工作。耦合主成分分析法(PCA)与正交偏最小二乘法(OPLS)分析方法是形成一种快速、准确的储量动用程度预测新方法。通过结合主成分分析和正交偏最小二乘法,建立了PCA-OPLS联合法,借助昭通页岩气井样本,检验了新方法在储量动用程度评价中的应用效果。实例应用表明,页岩气井储量动用预测准确率满足要求,可以用于预测新钻井的储量动用程度,从而证明PCA-OPLS联合法能达到快速、准确预测储量动用程度的目的。该方法操作简单,准确率高,在页岩气储量动用评价中具有较好的应用前景。

夯实矸石压缩-固结蠕变成岩过程及等价采高模型分析

目的为了研究被夯实矸石压缩-固结蠕变成岩过程及其等价采高模型,方法以亭南煤业公司1102矸石充填工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、室内试验、现场实测等方法进行研究。结果结果表明:矸石充填工作面最大控顶距=端面距+截割深度+顶梁长度+架后触矸距离;顶板回转下沉量等于最大控顶距乘以支架后倾角度正弦值;架后可充填空间高度等于采高减去顶板回转下沉量、欠接顶量、架后底鼓量。被夯实矸石在可充填空间内压缩-固结蠕变成岩的4个阶段及可充压缩率分别为骨架调整段(7.42%),缓慢压缩段(5.39%),固结沉降段(0.34%),蠕变成岩段(12.38%)。由该等价采高模型可知,1102工作面4阶段等价采高为骨架调整段0.94 m,缓慢压缩段1.10 m,固结沉降段1.11 m,蠕变成岩段1.48 m。结论通过概率积分法预测、数值模拟和沉陷观测对比可知,1102工作面走向和倾向主断面地表下沉曲线均为碗形。前两阶段地表下沉曲线平缓,后两阶段地表下沉曲线陡峭。

基于能量转移的光响应型生物探针在分子医学方面的应用

在各种生物传感和成像探针中,光响应型探针由于具有高特异性和高灵敏度等优点而被广泛应用。其中,基于能量转移的光学生物传感和生物成像技术具有较优异的高信噪比,可以实现更灵敏、更广泛和更精准的传感与测量。该文基于Förster共振能量转移(FRET)、纳米金属表面能转移(NSET)和等离子体共振能量转移(PRET)3种能量转移过程,介绍了光学生物传感和生物成像技术在疾病研究与治疗领域中的应用范例,可为基于能量转移的光学生物探针的开发和实际应用提供参考。此外,探讨了现有检测方法存在的问题,展望了基于能量转移的光学生物传感器和生物成像技术的前景与未来发展趋势。

荧光铜纳米团簇用于食品和环境中Cr_(2)O_(7)^(2-)的检测研究

重金属离子污染问题是食品和环境安全领域的一个重要课题,因此迫切需要开发科学灵敏的检测方法。文章使用4,6-二氨基-2-巯基嘧啶(DAMP)作为配体,在温和条件下,仅通过简单的搅拌,在10 min之内合成一种发射波长为590 nm的新型铜纳米团簇(copper nanoclusters,CuNCs)。鉴于该团簇对于重铬酸根离子(Cr_(2)O_(7)^(2-))高度的灵敏性和抗干扰能力,将其作为荧光探针,实现了对Cr_(2)O_(7)^(2-)的特异性和灵敏性检测,最低检出限为0.7μmol/L。通过加标回收试验,验证其在饮用水和湖水实际样品中对Cr_(2)O_(7)^(2-)的荧光检测能力,荧光变化显著,其加标回收率在94.3%~108.2%之间,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)均低于5%。结果表明该荧光探针对食品和环境中的Cr_(2)O_(7)^(2-)具有良好的检测效果。

铜纳米团簇对烧鸡卤水中Fe^(3+)的荧光传感研究

食品中的重金属污染问题日益严重,对人们的生活产生了严重威胁。文章以2-硫代巴比妥酸(TBA)和甘氨酸(Gly)为配体,制备一种新型的具有红色荧光的铜纳米团簇(CuNCs)。以该团簇作为荧光探针,在基于其优异的选择性及抗其他离子干扰能力的基础上,对三价铁离子(Fe^(3+))浓度的最低检出线为3.78μmol/L。将加标回收法应用于烧鸡卤水中Fe^(3+)的荧光检测,其加标回收率在93.5%~104.1%之间,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)均低于5.00%,表明该荧光探针对食品中的Fe^(3+)具有良好的检测前景。

新疆巴里坤县某大型露天煤矿边坡稳定性评价研究

为保障露天煤矿的安全开采,边坡稳定性研究及分析评价显得尤为重要。通过归纳研究某大型煤矿的工程地质及水文地质条件,分析露天采坑和排土场的边坡特征及变形情况。基于极限平衡法和有限元强度折减系数法,建立边坡地质简化模型,采用理论分析与数值模拟相结合的方法分析边坡潜在变形破坏模式,同时依据以往地质资料、研究区现状平面图现场踏勘成果及以往相关研究成果,选择各个典型剖面的稳定性平均值,对矿坑边坡及排土场边坡进行了稳定性验算、分析与评价。计算出典型剖面局部边坡稳定系数分别为1.325和1.331,整体边坡稳定系数分别为1.337和1.386,依据评价结果提出了边坡地质灾害的综合防治建议。

非常规油气资源发展现状及关键问题

我国非常规油气资源非常丰富,加快对其的开发利用对确保国家能源安全具有重要的战略意义。为此介绍了我国煤层气、油砂、油页岩、页岩气、天然气水合物、致密砂岩气等非常规油气的资源状况,分析了国家对非常规油气资源的战略需求。结论指出,为加快我国非常规油气资源开发利用步伐,需对以下非常规油气领域的关键科学问题开展攻关:油砂成矿规律及提高分离效率基础研究、油页岩成矿规律及原位开采基础研究、页岩气成藏机制及高效开采基础研究、致密砂岩气成藏机理及开采基础研究、天然气水合物成藏富集规律及开采工艺基础研究。

水动力对煤层气成藏的差异性研究

水文地质条件是煤层气富集成藏的关键因素,一般认为地层总矿化度高值区的形成反映为闭塞的水动力环境,水体外泻条件差,封闭条件极好,因而,地层水的矿化度是反映煤层气运聚、保存和富集成藏的一个重要指标。通过研究发现,高煤阶煤层气符合上述规律,但是低煤阶煤层气却正好相反,低煤阶由于其生气量较小,其煤层气富集成藏的关键在于二次生物成因气,而活跃的、低矿化度的地层水有利于二次生物气的生成。研究结果对我国西北低煤阶煤层气勘探具有实际意义。

中国页岩气资源及其勘探潜力分析

我国众多含油气盆地同样具备页岩气形成的基本地质条件。本文通过分析我国含油气盆地页岩分布,依据中国页岩气发育区的地质特征,利用类比法初步估算中国主要盆地和地区的页岩气资源量约为21.5×1012～45×1012m3,中值为30.7×1012m3。主要分布在南方聚气区、华北聚气区,古生界页岩气资源量大约是中生界页岩气资源量的2倍,四川盆地东部和南部下寒武统和下志留统页岩是目前勘探的主要层系。

水文地质条件对低煤阶煤层气成藏的控制作用

低煤阶煤层气富集成藏具有自身独特的特点。为了研究水文地质条件对低煤阶煤层气成藏的控制作用,对美国粉河盆地和我国准噶尔盆地进行了对比研究。结果发现:在影响低煤阶煤层气富集成藏的因素中,水文地质条件是其中最为重要的因素之一,它主要通过影响低煤阶二次生物气来影响煤层气富集程度。粉河盆地的甲烷风化带由于受到第四纪冰期以及二次生物气的影响,变得很浅;而中国西北地区由于干旱,二次生物气少,煤层甲烷风化带却很深。进一步分析还发现,正是进入第四纪以来的气候演化差异造成了不同的水文地质条件,最终导致了中、美两国在低煤阶煤层气富集成藏方面的巨大差异。

利用微波加热开采地下油页岩的技术

对目前国内外油页岩原位开采技术研究进行的分析表明,油页岩具有导热性差的特点。为了解决传统的热传导开采方法效率低、成本高的问题,提出了一种微波加热开采油页岩的新型技术。利用微波加热方式,电磁能直接作用于介质分子而转换成热能,其透射性能使物料内外介质同时受热,不需要热传导。在方案实施过程中,在油页岩层中钻羽状井并填入吸波介质,可大大改善油页岩的吸波能力,可以以较快的速度使页岩油的升温,并逐渐地将干酪根裂解转化为页岩油气。页岩油气会通过加热产生的裂缝运移到生产井,并被抽排到地面。

页岩含气量测试中有关损失气量估算方法

页岩含气量是页岩勘探开发、选区评价和储层研究必不可少的重要资料,而准确求取损失气量又是决定页岩含气量可靠性的关键。着重论述了页岩含气量测定过程中解吸温度、损失时间以及计算方法等因素对准确求取损失气量的影响,认为温度对页岩测试的影响尤为显著,应快速使岩样稳定到储层温度,解吸过程应严格控制解吸罐温度;对于USBM直线回归,应避免或少用不稳定数据点进行计算,从而求得较准确的页岩含气量。

中国南方海相页岩气超压机制及选区指标研究

在页岩气勘探开发选区的过程中,首先要寻找含气量较高的地区作为开发区块,含气量高的地区其资源丰度高,在同样的增产改造规模下单井EUR也较高,经济性也好。由于页岩含气量等于吸附气加上游离气,再加上溶解气,游离气、吸附气和溶解气都与压力系数关系密切。在美国开展页岩气地质选区过程中,由于地质条件稳定,认为超压对于页岩气田没有那么重要,正常压力、甚至欠压都可以实现开发,因此美国页岩气地质选区指标中没有压力系数的概念,并没有将超压作为一个关键指标。但是由于中国与北美地质成藏背景不同,北美页岩气主要位于环加拿大克拉通盆地,背景非常稳定,而我国是由多个地块拼接而成,构造复杂,同时页岩形成的时代较久,因此,我国与北美地质条件最大的差别为页岩成熟度高低和构造运动的强弱。因为我国海相成熟度高,导致孔隙压实,孔隙度降低;我国构造运动相对活跃,断裂发育,保存条件相对差。对于高成熟、低孔隙度的页岩,要达到同样的含气量需要较大的地层压力系数,这样单井最终可采储量才能达到经济极限,才能实现商业开发。我国南方分布有丰富的海相页岩气,具有厚度大、分布稳定的特点,普遍经历了高成熟演化和强烈地质构造运动。在油气生成过程中由于排烃作用的发生形成了广泛发育超低含水饱和度的特征,超低含水饱和度存在为形成超压富集区创造了条件,这种超压核心区是南方海相页岩气近期主要的勘探目标。扬子地区已经发现的超压页岩气田的增压机制主要包括构造抬升型增压、水热型增压、黏土矿物脱水型增压、生烃型增压。焦石坝海相页岩气田主要为构造型增压所形成的超压页岩气田,长宁页岩气田主要为生烃增压型页岩气田。页岩气选区指标应该是核心区/富集区优选指标,指标取值依据必须与超压气田地质特征参数匹配才有意义。北美地区页岩气地质选区需要考虑埋深、页岩厚度、TOC含量、含气量、硅质矿物含量。由于北美地质条件简单、成熟度适中,在低压、欠压条件下可实现商业化,但在高成熟、断裂发育背景下,地层压力系数尤其重要,应该考虑地层层压力系数。因此,本文认为页岩气地质选区中,除了考虑页岩埋深（1 500~4 500m）、页岩厚度（〉30m）、总有机碳含量（〉2%）、硅质矿物含量（〉30%）等基本参数外,应把地层压力系数大于1.3以上作为我国南方海相页岩气选区的重要指标之一,才能体现我国南方海相页岩气特点,同时提高页岩气选区的准确性和科学性。

燕山期构造热事件对太原西山煤层气高产富集影响

太原西山煤田是位于沁水盆地西北侧的一个石炭—二叠系煤田,在燕山期发生的岩浆侵入事件在该 煤田形成了异常的古地热场,使煤级在短暂地质时限内迅速增高。该煤田煤层经历了两次生气过程,在第二次生 烃过程中完成了主要生气历程,构造热事件大大提高了煤层生气量,从而给煤层气的富集创造了有利气源条件;同 时中生代地热场具有大地热流量高和瞬时性的特点,形成了大量岩浆诱发成因的煤层割理,提高了煤层的渗透率, 使该地区煤层气资源具有很大的勘探潜力。

海相页岩成岩过程中的自生脆化作用

研究页岩脆性成因对于深入认识页岩气成藏规律具有重要的意义,但目前的研究大多集中在生物石英富集提高页岩的脆性方面,而对于成岩演化过程中石英的重结晶作用则认识不足。为此,以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组海相页岩为例,借助阴极发光、扫描电镜等仪器对页岩孔隙、矿物组成、层理特征等进行观察,通过分析页岩矿物组构特征和硅质组分镜下特征,研究石英来源、超压环境及成岩演化对页岩脆性的控制作用,提出了海相页岩自生脆化作用的形成模式,阐述了成岩过程中自生微晶石英对提高页岩脆性的地质意义。研究结果表明:(1)页岩在其沉积、埋藏、成岩演化过程中发生成岩变化,提高了石英含量,形成隐伏缝网,有利于后期改造形成复杂流通通道;(2)有机质在地质演化过程中对于提高页岩脆性发挥了正向促进作用,促进了自生微晶石英形成,提高了页岩脆性。结论认为:(1)页岩成岩演化中发生的页岩自生脆化作用改变了岩石结构,增加了岩石强度,保存了页岩的孔隙性,改善了页岩的储集空间,改变了页岩气富集状态,使构造运动因素下控制的保存条件评价成为页岩气地质评价的关键因素;(2)海相页岩只要有机质含量丰富,经过成岩过程中的自生脆化机制必定形成良好的脆性。