页岩气勘探开发实验技术研究进展与发展方向

页岩气开发的成功得益于全新地质理论的建立及工程技术的进步,其中地质理论的创新离不开实验技术的突破与发展,但随着页岩气进入全面开发的新阶段,对实验方法、基础理论等方面提出了更高要求和技术挑战。为此,针对页岩气勘探开发过程中的关键问题,从页岩矿物组成、岩石物性、孔隙结构、含气性及可压性等5个方面展示了地质实验研究的进展和应用实例,分析了页岩气勘探开发实验研究面临的问题和挑战,并展望了其未来的发展方向和趋势。研究结果表明:①薄片鉴定和X射线衍射是页岩矿物分析最有效的定性定量方法,开展矿物成因实验研究对于揭示页岩成储规律及地质工程甜点段优选有着更重要的指导意义;②页岩物性测试方法多且标准不统一,需要根据研究目的选择适用的测试方法,开展地层条件下的物性测试对储量计算及开发效果评价更有帮助;③页岩孔隙结构表征已形成了从宏观到微观、从定性到定量、从二维到三维的综合评价方法,可指导开发层系划分和水平井靶窗优选;④页岩含气性评价已形成了现场含气量测试、等温吸附、气体碳同位素监测等实验方法,揭示了页岩气赋存状态和解吸规律,可有效指导气井生产制度制订和采收率提高;⑤页岩可压性评价已形成了X射线衍射、多尺度的裂缝网络刻画、三轴力学、差应变法、声波各向异性法及声发射法等实验方法,可指导水平井设计和压裂工艺优化。结论认为,建立跨尺度多方法深度融合的实验体系、加强原位条件下的页岩气储层评价、开展关键参数的动态演化和基于大数据模型的人工智能实验评价等是下一步研究方向,持续完善页岩气实验地质技术体系方可为页岩气高效勘探开发提供更好的理论基础和技术支撑。

苏北盆地古近系阜宁组二段页岩油储集空间特征及甜点段评价——以溱潼凹陷QY1井为例

苏北盆地古近系阜宁组二段是常规油重点产层,同时也是中国东部陆相页岩油勘探开发的优选层位。对溱潼凹陷QY1井岩心样品进行分析测试表明,该套页岩具有低有机质丰度、较低镜质体反射率(R_(o))、矿物组分均衡及孔隙网络复杂的特点;运用岩石学及地球化学方法等对该页岩油储层的岩相特征、储集空间特征、含油性与可动性、脆性指数与可压性特征等进行研究,指明了生产甜点段。阜二段是一套混积页岩纹层型储层,矿物组成以黏土、长英质和碳酸盐矿物为主,有机碳含量平均值为1.32%,R_(o)为0.9%~1.1%;平均孔隙度中下部为4%,上部为2.2%。根据“有机质丰度+构造特征+岩性”将阜二段页岩划分为6种岩相,其储集性具有明显差异,纹层发育特征的差异是导致不同岩相具有不同储集空间特征的重要原因。除低有机质纹层/层状灰云质页岩外,其他岩相都具有较好的含油性;高有机质层状灰质页岩的有机碳含量最高。纹层数量与油气可动性具有较好的对应性,从中有机质纹层状含灰云页岩到高有机质块状泥岩,平均含油饱和度指数从202.62 mg/g降至77.83 mg/g。高有机质块状泥岩由于存在大量塑性矿物,造缝效果是6种岩相中最差的。中有机质纹层状含灰云页岩是最优岩相,中有机质层状含灰云页岩和中有机质纹层/层状灰云质页岩略差,但也可以作为优势岩相成为勘探开发的重点。根据优势岩相在纵向上的分布,优选阜二段Ⅰ亚段③—⑤小层和Ⅱ亚段②—④小层为该区地质甜点段。

从习近平“两个结合”思想看守正创新大别山茶文化的必要性

坚持把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合是习近平总书记在开拓马克思主义新境界的探索进程中提出的“两个结合”重要思想。茶文化是中华优秀传统文化的代表之一,大别山茶文化既是传统文化的载体又赓续了红色基因,是中国共产党人的精神谱系中大别山精神的载体。弘扬中华优秀传统文化和赓续红色基因辩证统一于习近平“两个结合”重要思想中,体现了党的创新理论的历史渊源和实践根基。

苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组页岩油储集空间特征及其影响因素

随着技术发展和研究深入,越来越多的学者认识到页岩油储层特征的研究对于“甜点区/段”的优选至关重要。为了对苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段页岩油储层进一步勘探评价和规模开发工作,本文采用扫描电镜、薄片观察等方法,通过对苏北盆地阜宁组二段页岩油储层开展含油性、储集性、可动性和可压性等“四性”研究,精细刻画储集空间特征,分析影响储集性的主控因素。研究结果表明:阜宁组二段主要发育纹层状和层状灰云质页岩,矿物组成主要为黏土矿物(平均体积分数为35.4%)、长英质矿物(平均体积分数为39.1%)和碳酸盐矿物(平均体积分数为19.8%),该储层w(TOC)为0.5%~2.0%,R_(o)为0.9%~1.1%,孔隙度为1.8%~5.2%。纹层状构造是阜宁组二段页岩最显著的组构特征,主要由长英质与黏土质纹层组成。根据有机质丰度+构造特征+岩性特征,阜宁组二段页岩可划分为6种岩相,依据“四性”综合评价,中有机质纹层状含灰云页岩、中有机质层状含灰云页岩和中有机质纹层/层状灰云质页岩为优势岩相。主要储集空间类型为层理缝、构造缝、粒间孔和黏土矿物晶间孔,但不同岩相的储集空间类型各有差异,主要受岩性矿物组成、纹层发育程度和微幅构造作用等因素影响。综合6种岩相“四性”分析,阜宁组二段的中部、下部纹层状和层状含灰云页岩是页岩油勘探开发的地质甜点段。

力行·实践·深思——新时代构建大思政课的路径探索

2021年,习近平总书记提出了要用好抗疫经验,上好“大思政课”,新时代构建大思政课需要力行、实践与深思。新时代构建大思政课需要深度把握思政课的本质,精准掌握近年来思政课系列重要文件精神实质,吃透习近平总书记重要讲话要义,把二者辩证统一于大思政课的建设进程中。新时代构建大思政课是思政课改革创新的重要内容,思政课教师要做到习近平总书记要求的“六要”,思政课本身要实现好“八个相统一”,充分发挥历史主动性实现动态与静态相结合,把党建、教学和科研融为一体实现综合平衡。大思政课,我们要善用之,方能讲好中国故事,用马克思主义真理的力量说服人引导人,实现思政课小课堂与社会大课堂的辩证统一。

用于Ka波段卫星通信的双频段圆极化无源相控阵天线

针对Ka波段卫星通信在收发频段对圆极化切换和圆极化性能的需求,设计了一款用于Ka波段卫星通信的双频段圆极化无源相控阵天线。利用带约束条件的最大功率传输效率法(Method of Maximum Power Transmission Efficiency with Constraints, CMMPTE),通过引入测试接收天线,待设计的天线与之构成无线功率传输(Wireless Power Transmission, WPT)系统,以收发之间传输效率为优化目标函数,同时设置约束条件控制2个正交的场分量,获得发射天线的最优激励分布,在收发频段实现所需偏转方向的左右旋圆极化波束。该天线是一款收发共面的天线,整体尺寸仅为37.18 mm×37.18 mm×0.762 mm,在29.5~30 GHz的发射频段和19.7~20.2 GHz的接收频段内实现了圆极化可重构和波束扫描功能。仿真和实测结果表明,该天线在收发频段分别实现了左右旋波束的切换,圆极化波束在偏转60°时的轴比始终保持在3 dB以下,并且拥有极低的交叉极化电平。

Cu掺杂对Au_(11)(dppf)_(4)Cl_(2)纳米团簇结构和光学性质的影响

通过一锅还原法成功制备了合金纳米团簇Au_(11-x)Cu_(x)(dppf)_(4)Cl_(2)(x=1、2;dppf=1,1'-双(二苯基膦)二茂铁)。晶体结构解析表明,合金团簇具有与Au_(11)(dppf)_(4)Cl_(2)类似的几何结构,如含有缺陷二十面体金属内核,不同之处在于Cu原子取代了与Cl配位的Au原子。因此,Au_(11-x)Cu_(x)(dppf)_(4)Cl_(2)可视为Cu对Au_(11)(dppf)_(4)Cl_(2)模板团簇的掺杂。Cu原子的引入并未改变模板团簇Au_(11)(dppf)_(4)Cl_(2)的框架结构,但有效调控了电子结构,进而使其光吸收发生红移。

苏北盆地溱潼凹陷阜宁组二段页岩油储层裂缝形成机制及对烃类赋存的影响

苏北盆地溱潼凹陷阜二段是页岩油勘探开发的有利层段,页岩天然裂缝发育,是页岩油的重要储集空间和渗流通道,对页岩油的开采与增产有重要影响。综合利用岩心观察、成像测井、薄片观察和实验分析测试等资料,应用先进环境扫描电镜、激光扫描共聚焦显微镜等仪器,对溱潼凹陷阜二段页岩天然裂缝的成因类型、发育特征、形成机制、赋存状态和对油气赋存的影响开展了研究。溱潼凹陷阜二段天然裂缝以构造裂缝和沉积成岩裂缝为主,沉积成岩裂缝主要以层理缝为主,发育少量缝合线;构造裂缝包括穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和层内张裂缝。在纵向上阜二段各小层裂缝发育特征差异较大,从Ⅰ亚段到Ⅴ亚段,裂缝发育类型逐渐单一,裂缝密度逐渐减小,裂缝的延伸长度逐渐增大,并且裂缝的填充性逐渐减弱。阜二段页岩天然裂缝受沉积成岩、构造和异常高压等多种因素作用形成复杂的缝网,沟通储层基质孔隙形成了立体的孔缝系统,为页岩油的储集提供了良好的空间,也极大地提升了储层的渗流能力。环境扫描电镜和激光扫描共聚焦显微图像显示阜二段页岩油主要以游离态和吸附态两种赋存形式存在,游离油主要以液态油滴形式赋存于孔隙和微裂缝中,吸附油以油膜形式包裹于矿物颗粒表面。裂缝中原油主要以轻质组分为主,孔隙中既有轻质组分又包含重质组分。天然裂缝发育,明显提高了页岩的储集物性,有利于后期压裂改造,是溱潼凹陷阜二段页岩油得以富集并实现高产的重要保障。

中国环流三号(HL-3)壁处理系统研制

托卡马克装置壁处理系统对获得高真空、洁净的器壁条件至关重要。介绍了中国环流三号(HL-3)装置真空系统中的壁处理各子系统设计及研制概况。分析了壁处理系统调试运行过程和特点,设计了烘烤系统和直流辉光清洗系统的运行方案。分别对烘烤系统、直流辉光清洗系统以及射频辅助直流辉光放电系统的首次运行结果进行了讨论。通过应用壁处理系统,配合真空抽气系统,HL-3装置真空系统运行达到预期目标,初始放电前装置最小压力达到2.4×10^(-6)Pa。

数字媒体设计在乡村振兴中的应用探究

目的:党的二十大报告对全面推进乡村振兴作出重要部署,为了更好地推动乡村地区数字化转型,推进数字人文生态在乡村振兴中全面落实。文章针对数字媒体设计在乡村振兴中的应用展开研究。方法:通过对乡村振兴战略的数字化结构进行深入分析,结合实际的乡村振兴数字媒体设计案例,进一步研究乡村数字化生态建设的未来发展变化,从而推动乡村经济社会数字化发展,实现乡村振兴战略的总目标。结果:数字媒体设计在乡村振兴中扮演着重要角色,其应用涵盖政治、经济、文化及生态等多个方向。在政治方面,依托大数据与云计算,简化行政审批程序,大幅提升了政务服务功能和治理效能;在经济方面,数字媒体设计为乡村带去新的经济增长动能,有效提高了农民的生活水平,增强了农民的幸福感;在文化及生态方面,挖掘乡村地区传统民族文化新的活力,并为其注入新的内涵,吸引更多的人关注,从而推动乡村生态文化建设。结论:在乡村振兴战略背景下,数字媒体设计扮演着重要角色,其可以促进农村全方位、多层次发展,推进乡村文化传播与生态建设,从而促进农村在经济、民生、治理、生态、文明等方面全面现代化,并为面向数字媒介时代打下坚实的基础。

互联网技术下不动产登记一体化系统设计

针对当前不动产登记过程中,存在系统内容较为分散、信息处理不全面,从而降低工作效率的情况,研究了互联网技术下不动产登记一体化系统。该系统利用互联网技术,构建整合系统模块,通过区块链技术构建不动产登记一体化系统的基础架构,利用区块链技术对不动产登记业务管理流程进行设计,完成不动产交易的一体化设计。实验验证了该系统安全性高、资源利用率高、响应效果好,可以有效实现不动产登记一体化。

区域土地财政与城镇化的协调发展关系研究——以山东省为例

研究目的:评价土地财政与城镇化之间的协调发展关系,为促进城镇可持续发展提供借鉴。研究方法:在阐述地方土地财政与城镇化协调发展关系的基础上,利用系统学思想构建二者之间的协调发展度模型,并以山东省为例,分析土地财政与城镇化协调发展的时空分布。研究结果:(1)土地财政与城镇化之间存在高度正相关性,其相互关系的拟合曲线分别适用于线性和S型;(2)从时间上看,山东省土地财政与城镇化协调发展关系呈现从失调衰退向协调发展的演变趋势;(3)从空间分布上看,山东省17地市土地财政与城镇化协调发展关系具有明显的地域差异性,东部半岛城市的协调发展度普遍大于西部内陆城市,并与经济发展水平存在显著的空间对应性。研究结论:盲目扩大城镇规模追求土地财政收入增长的模式具有不可持续性,各地应着力于发展经济,优化产业结构,才能从根本上促进土地财政与城镇化系统的协调发展。

一种页岩有机孔与无机孔定量表征的方法

扫描电镜图像处理后得到的面孔率结果能够有效反映页岩有机质孔隙的发育程度,在统计样本足够大的前提下能够相对准确地定量表征有机质孔隙的规模大小。由于受扫描电镜绝对分辨率的限制,面孔率结果在小于2nm的孔径范围内低估了有机孔含量,需要通过吸附法得到的孔径分布结果进行校正,再结合TOC和有效孔隙度来计算页岩有机质孔隙度,从而间接得到有机孔和无机孔比例。渝东南地区4口页岩气井的数据表明武隆和东胜地区以有机孔为主,底部①至②小层的有机孔比例高,最高可达85.89%;彭水地区受有机碳控制,有机孔比例不高于20%;平桥地区有机孔比例在20%~30%,层理缝及纹层构造相对发育,尤其是纹层构造中碎屑颗粒与泥质互层间可能存在的裂隙或粒缘缝对无机孔的贡献较大。有机孔比例主要受有机质丰度与有机质孔隙发育程度的影响,有机孔比例与TOC含量在纵向上的变化规律高度一致。

脉象信号滤波与特征值提取

脉象作为人体一项基本的生理特征,反映了个体整体性的生理情况,尤其是个体血管与心脏的健康状况。由于脉象诊断自古以来就存在不够定量客观的现实问题,为了客观定量地对脉象这种微弱信号加以分析,本文利用小波变换在时域与频域多级分辨率的特性,对脉象信息进行多小波分离出高频噪声信号以及基线漂移,在此基础上对信号去噪滤波。利用小波变换奇异点突变,提取脉象周期信息作为一类特征值。通过三次样条拟合出单周期脉象波形,提取出脉象搏动微分、积分曲线以及极值点的信息,阐述了它们与脉形特征对应关系,并作为脉形特征值。通过样条建模计算出的特征值为进一步的脉象识别提供了数据信息。

基于聚类分析法的山东省城镇化进程中土地财政分区

[目的]探讨山东省城镇化进程中的地域差异造成的土地财政分区,为地方政府制定切实可行的土地政策,选择有针对性的城镇化道路提供参考。[方法]采用聚类分析法对土地进行分区。[结果]山东省17地市被划分为4类土地财政区:济南、青岛、济宁、枣庄属于第一类高地价区;淄博、烟台、泰安、菏泽属于第二类高土地税收规模区;东营、滨州、莱芜、聊城属于第三类低土地财政规模区;威海、潍坊、日照、临沂、德州属于第四类高土地财政规模区。[结论]每一类土地财政区有各自的特征,应因地制宜集约利用土地,发展实体经济,避免盲目跟风依赖土地财政。

一起死区故障导致35 kV母差保护动作案例分析

介绍了在AVC切除电抗器过程中,发生的一起35 kV母差保护动作事件,导致35 kVⅡ段母线上所有开关全部跳闸。根据现场采集情况,分析了开关跳闸原因,同时对预控措施做了阐述。

HL-2M装置真空室预装阶段检漏试验

通过在加工现场和安装现场搭建的真空辅助系统、四极质谱计及氦检漏仪组成的检漏系统,运用残余气体分析和氦质谱检漏方法在冷态下对HL-2M真空室扇形段及真空室整体进行了真空检漏试验。对漏点进行修复后,测试了真空室的极限真空度和总漏气率等。真空室经过72h的抽气后,真空度达到3.7×10^(-5)Pa,超过了1.0×10^(-4)Pa的预期预抽真空度。用静态定容法测得的真空室漏放气率为2.3×10^(-7)Pa·m^(3)·s^(-1),小于设定的真空漏率技术指标5×10^(-7)Pa·m^(3)·s^(-1)。试验结果表明HL-2M装置真空室满足超高真空条件,符合设计要求。

四极质谱计气体分析与测量系统的研制

介绍了为开展漏孔检测、氘-氦分辨性能及真空检漏技术等相关实验研究而进行的四极质谱计分析与测量系统的研制,描述了真空室结构、抽气设备的选型、测量仪器的选择及控制保护子系统工作方式。对系统进行了包括极限真空、残余气体质谱分析、漏放气率、质谱计性能等测试,结果表明本系统达到了设计要求。

HL-2M装置真空抽气系统的研制

HL-2M装置真空抽气系统包括4套涡轮分子泵机组和4套低温泵机组。辅助系统主要由设备逻辑控制与信号测量、水冷却循环系统和设备供气系统3部分组成。真空室经过100℃烘烤后真空度达到2.3×10^(-6)Pa,超过了设计预期真空度,满足超高真空技术要求。

页岩基质物性分析测试误差来源及解决方案

物性是页岩油气藏勘探评价的核心参数之一,通常采用小柱塞样品进行测试,受实验方法和样品状态的限制,存在着测试流程长、系统误差大、测试方法不一和柱塞难以钻取等问题。为了解决上述问题、进一步完善页岩物性测试技术,提出了“页岩基质”物性分析测试的概念,即仅对页岩样品基质部分进行测试,以获取总孔隙度、基质渗透率和流体饱和度等参数;进而分析了测试过程中误差的来源,并提出了相应的解决方案。研究结果表明:①测试过程中所产生的误差主要来源自测试流程系统误差、样品保存及前处理影响、块体体积测试方法的选择、流体饱和度测试方法的选择及基质渗透率测试无现行统一标准等5个方面;②针对每一项误差来源,以减少页岩非均质性影响为原则,提出了有针对性的解决方案——优化后的测试流程和最优的样品保存及前处理方法,块体体积测试应优先选择激光3D扫描法,流体饱和度的测试方法应根据样品的成熟度来选择,基质渗透率测试应考虑颗粒粒径、测试压力、初始平衡压力和计算模型等4项关键参数。结论认为,当前页岩物性测试方法众多,但却没有哪一种方法可以解决物性测试过程中遇到的所有问题,需要根据不同的样品状态和研究目的选取不同的测试方法。