莫西庄地区三工河组断层活动差异性控制的转换沉积作用特征

针对莫西庄地区三工河组二段油水分布规律复杂、砂体沉积特征及沉积控制因素认识不清的问题,基于测井、岩心、物性和地震资料,结合断层活动性,对该区沉积特征进行分析,确定沉积控制因素,建立不同时期沉积模式,明确砂岩储层空间位置。研究表明:莫西庄地区发育辫状河三角洲前缘沉积体系,根据沉积特征划分为颗粒支撑砾岩相、砂砾岩相、含砾砂岩相、块状砂岩相、交错层理砂岩相、平行层理砂岩相、水平层理砂岩相、泥岩相等8种岩相和辫状水道、分流间湾、河道砂坝、河口坝、远砂坝、滨浅湖6种沉积微相;在三工河组二段下亚段沉积时期北断层活动强烈,使研究区形成坡折地貌,导致研究区南北地区出现水动力转换沉积特征;在湖平面上升和水动力减弱的背景下,上亚段沉积时期南断层活动加剧,与北断层形成的地堑构造控制了研究区东南部砂体沉积方向的转换,有利砂体的沉积方向转为了近东西向。该研究对判断莫西庄地区砂体储层的空间分布具有指导意义。

沧东凹陷孔二段页岩中基于岩心裂缝观测的构造裂缝规模解析

以沧东凹陷孔二段页岩中的构造裂缝为研究对象,重点利用岩心资料,采用岩心观测、数学解析和软件拟合等研究手段,开展裂缝类型识别、构造裂缝规模计算及其影响因素分析等研究工作。根据孔二段页岩岩心上构造裂缝实测数据,采用基于最小二乘法的椭圆拟合方法建立代表性构造裂缝纵剖面和平剖面的椭圆标准方程,获得裂缝椭球中轴和短轴,进而根据三角形相似原理计算裂缝椭球长轴,由此建立代表性构造裂缝的椭球标准方程。岩心上其他构造裂缝规模与代表性构造裂缝规模进行类比计算。结果表明:孔二段页岩中裂缝类型包括构造裂缝和非构造裂缝,其中构造裂缝包括张裂缝和剪裂缝;建立的椭球标准方程反映其规模处于米级别,其水平延伸长度介于0.13~4.55 m,平均值为1.15 m,纵向延伸长度为0.20 m,开度为0.58 mm;而非构造裂缝包括层理缝、层面缝、白云岩化缝和泄水缝。孔二段页岩中构造裂缝规模影响因素包括断层、岩性、层厚和埋深,其中断层控制了构造裂缝的产状,且随着距断层距离的增加,构造裂缝的平均水平延伸长度减小;富含碳酸盐矿物或长英质矿物的页岩岩性脆性强,构造裂缝更容易产生和扩展,因而灰云质页岩中构造裂缝的平均水平延伸长度最大,其次是长英质页岩;当页岩岩性一定时,构造裂缝的平均水平延伸长度随着层厚的增加而增大,两者具有良好的正相关关系;当页岩埋深增大时,围岩压力增大,裂缝难以产生和扩展,构造裂缝的平均水平延伸长度有减小的趋势。

基于岩相的致密砂岩差异成岩作用及其储层物性响应——以准噶尔盆地莫西庄地区下侏罗统三工河组为例

综合利用岩心观察、铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、样品孔渗测试和压汞分析等资料,结合区域埋藏史和油气充注史,对准噶尔盆地莫西庄地区下侏罗统三工河组储层成岩作用、岩相差异成岩机理及储层孔隙结构进行研究和对比分析。结果表明:三工河组在成岩演化过程中主要经历了机械压实作用、胶结作用和溶蚀作用。不同岩相储层成岩机理差异明显,钙质砂岩相、含泥质炭质纹层砂岩相和富火山凝灰质杂基砂岩相在早成岩阶段储层就趋于致密,至中成岩阶段成岩作用强度较弱;块状砂岩相在早成岩阶段孔隙保存完好,中成岩阶段流体运移通畅,经历了多期次的胶结作用和溶蚀作用;含砾砂岩和砾岩相砾石含量高,流体运移不畅,早成岩阶段压实作用弱,中成岩阶段表现为弱胶结、弱溶蚀的特征。岩相间不同的成岩机理对孔隙结构产生了决定性的影响,钙质砂岩相与含泥质炭质纹层砂岩相的孔隙连通性差、结构复杂,整体物性较差,不利于油气富集;块状砂岩相的孔喉分选性好,孔隙在所有岩相中最为发育且连通性强,整体物性好,有利于油气富集;含砾砂岩和砾岩相的颗粒分选差并紧密接触,孔隙连通性受到一定限制,但破坏性成岩作用强度较弱,总体物性较好,可以形成有效的油气储层。

“能源地质学”多维度课程思政体系的构建

本文以“能源地质学”课程为例,考虑新工科建设背景,从融合强化教师思政教学能力、多维度挖掘思政元素、重视学生反馈以形成持续改进等3个角度构建了多维度课程思政体系。重点从弘扬爱国精神、崇尚专业精神、培养创新精神、培育实践精神及提升思辨能力5个维度探讨了课程思政元素挖掘的实施路径,实现了知识传授与铸魂育人的同频共振,可为地质类专业相关课程思政体系的构建提供一定的依据。

泥页岩热模拟实验及成岩演化模式

随着泥页岩油气勘探开发的不断推进,对泥页岩的成岩作用研究越来越受到重视。通过对三种不同干酪根类型的泥页岩样品的热模拟实验发现,随着有机质成熟度的增加,干酪根热解生烃产生的有机质孔及不稳定矿物溶蚀孔增加,是泥页岩储集空间增加的主要原因;泥页岩成岩作用类型主要有黏土矿物转化、不稳定矿物溶蚀作用和重结晶作用;结合镜质体反射率,建立了基于热模拟实验的泥页岩综合成岩演化模式。研究表明:不同类型的干酪根在生烃过程中演化特征不同,Ⅰ型干酪根以"解聚型"的途径生烃,以产生有机质边缘孔为主;Ⅲ型干酪根以"平行脱官能团型"的途径生烃,以产生有机质内部孔为主;Ⅱ型干酪根介于两者之间,既可以产生有机质内部孔,也可以产生有机质边缘孔。

致密砂岩储层天然裂缝建模方法

针对构造裂缝发育的复杂性及展布的不均一性,以中国东部渤海湾盆地东营凹陷博兴洼陷沙三中亚段致密砂岩储层为例,在裂缝发育地质模式指导下,基于岩石力学测试,采用随机建模与构造应力场数值模拟方法,综合岩相、构造部位和应力对裂缝空间发育进行定量化预测,以离散裂缝网络建模方法建立裂缝模型,并通过生产动态数据验证模型准确性。结果表明:以细砂岩和粉砂岩为主的水道前缘砂坝和朵叶体微相中,颗粒粒度小、孔隙度低、脆性高,裂缝较为发育;在内扇,以中粗砂岩和砂砾岩为主的辫状水道微相中,颗粒粒度大、孔隙度高、脆性低,裂缝不易发育;在断层上盘、高隆起、断层尖端、拐点部位,应力较为集中,裂缝发育;在断层下盘、远离断层、低隆起、地势平坦部位,应力分散,裂缝不易发育。

基于地质模式约束的致密砂岩储层断缝体地质建模

针对中国东部致密砂岩储层天然裂缝识别难、预测准确度低、空间分布认识不清的问题,综合岩心、测井、地震资料对断层破碎带内部结构进行识别划分,构建了断缝体地质概念模式。在该地质模式的约束下,结合实际定量分析结果,建立裂缝密度与裂缝产状两大约束体对裂缝空间展布进行约束;最终采用分带建模的思路,构建断缝体地质模型;通过与生产动态数据进行拟合以及与测井解释结果对比分析,建模效果更加符合地质规律,模型可信度较高。该方法思路的提出,解决了中国东部断层相关伴生裂缝对储层非均质性与物性的影响认识不清的问题,进一步明确了天然裂缝对储层物性的影响范围与影响程度,为后期井位部署、进行水力压裂设计等提供可靠参考。

陆相湖盆页岩岩相分类方案及其意义——以沧东凹陷孔二段为例

与常规碎屑岩相比,页岩具有矿物组成复杂、颗粒细小、富含有机质和强非均质性的特点,岩心描述和普通薄片鉴定的准确性受到很大限制,传统的岩石分类和命名方法需进行改进以满足页岩岩相划分的理论研究与实际工作的需要。首先,分析页岩岩相划分的难点,确定特殊组分和粒度对页岩岩性的影响;其次,通过对沧东凹陷孔二段页岩矿物组分的X射线衍射、有机碳质量分数w(TOC)测试,提出考虑有机质体积分数、基于岩石无机矿物的“五组分三端元”岩相划分方案;最后,在岩相划分的基础上,剖析该页岩岩相划分方案的地质与工程意义。研究结果表明:沧东凹陷孔二段页岩主要表现出多种矿物混积的特点,可划分为4个大类岩相和21个小类岩相。该页岩岩相划分方案对岩石组分真实体积进行归一化处理,以长英质矿物、灰云质矿物和黏土矿物作为三角图分类三端元,并结合方沸石和有机质体积分数来划分页岩岩相,能够体现页岩组构的分布规律、指示页岩的沉积环境和表征页岩的脆性特征。

泥页岩自然流体压力缝类型、特征及其作用——以中国东部古近系为例

以中国东部渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷、沾化凹陷和苏北盆地古近系富有机质泥页岩为例,对自然流体压力缝类型、特征及其对烃类初次运移的作用开展研究。结果表明,流体超压是自然流体压力缝产生的主要原因。自然流体压力缝有3种类型:早期泄水缝、顺层脉状裂缝和生排烃裂缝。早期泄水缝以其蛇曲形态为典型特征;顺层脉状裂缝中充填纤维状方解石脉,并与有机质共存;干酪根生烃增压形成的生排烃裂缝是富有机质泥页岩幕式排烃的关键。自然流体压力缝、层理缝和构造缝等多种成因的裂缝逐级汇聚形成相互连通的裂缝网络,是烃类重要的初次运移通道和储集空间,在多尺度渗流过程中充当渗流通道,且是实现泥页岩储集层体积压裂的前提。

苏北盆地古近系泥页岩有机质孔发育特征及影响因素

通过对苏北盆地古近系泥页岩研究并结合美国Marcellus页岩研究成果,定义有机质孔的概念,归纳有机质孔的类型及特征,探讨有机质孔发育的影响因素并总结有机质孔演化规律。结果表明:有机质孔泛指在有机质内部或边界处发育并与有机质具有成因联系的所有孔隙,包括原生有机质孔和次生有机质孔两类;有机质孔形态多样,分布具有非均质性,特别当有机质孔大量发育时,其内部结构是具有层状格架的似蜂窝状连通体;温度、上覆岩层压力、无机矿物和流体是影响有机质孔发育的外部条件,有机质类型、有机质成熟度和有机质含量是控制有机质孔发育的内部因素;苏北盆地古近系泥页岩实际样品和热模拟实验样品中有机质孔均表现出阶段性演化特征,这与干酪根热解生烃过程中的组构演化和生烃机制密切相关。

东营凹陷北部陡坡带利563区块沙四上亚段砂砾岩扇体沉积特征及沉积模式

东营凹陷北部陡坡带发育的大量砂砾岩扇体在油气勘探与开发中占据重要地位。本文研究针对东营北带利563区块沙四上亚段砂砾岩扇体及其中发育的重力流沉积,通过岩心精细描述,依据岩性、粒度、构造将砂砾岩扇体划分出12种岩相。然后以发育相同水动力条件为单元,依据岩性和沉积机理将岩相在垂向上进行组合,划分8种水动力类型和8种岩相组合类型。再基于砂砾岩沉积的空间分布、尺度大小、接触关系和根据沉积物中泥岩的结构、纹理所细分出的7种泥岩类型所代表的各种环境,定义了5种砂砾岩扇体沉积形态特征:近端厚层砾石沉积、限制性水道沉积、非限制性舌状体沉积、非河道薄层沉积、远端细粒沉积。认为该区砂砾岩扇体为近岸水下扇,包括扇根沟道、沟道间、扇中辫状水道、水道间、扇中前缘、扇端泥6种沉积微相类型并归纳其综合鉴定特征。最终建立本区砂砾岩扇体的沉积过程和沉积模式。

X射线衍射残余应力测试技术在纤维状方解石脉体现今应力状态分析中的应用

以济阳坳陷沙三下—沙四上亚段富有机质页岩中发育的纤维状方解石脉体为研究对象,采用X射线衍射残余应力测试技术定量获得方解石脉体受到的现今应力类型及大小,建立方解石脉体剪切破裂的应力模型和判别式,明确方解石脉体中破裂线的力学成因,并分析孔隙流体压力对方解石脉体发育的影响。结果表明纤维状方解石脉体的垂向有效应力为59 MPa,水平有效应力为16 MPa,处于三向挤压的空间应力状态中;任意剖面上的有效应力模型和剪切破裂判别式决定了方解石脉体表现为共轭剪切破裂,破裂线呈折线状或曲线状,理论破裂角为45°或28°,与薄片实际测量结果一致但也受薄片磨制方向影响;孔隙流体压力导致正应力减小而剪应力不变,影响页岩岩石骨架或方解石脉体的破裂方式。

盖层有效厚度计算方法及应用

基于盖层非均质性导致盖层内部产生物性封闭能力的强弱差异,提出盖层有效厚度的计算方法。综合利用泥质岩盖层和砂岩储层的薄片、扫描电镜、突破压力、孔隙度和渗透率等分析测试资料确定盖层和储层的分界,包括突破压力界限、临界岩性(粒度)和物性界限,进而建立盖层物性封闭评价标准;利用自然伽马曲线、声波时差曲线和分析测试资料建立测井解释模型,定量识别盖层岩性并计算孔隙度、渗透率和突破压力;根据盖层物性封闭评价标准综合评价盖层中每种岩性的物性封闭等级,剔除不具有封闭性的部分,从而获得有效厚度。应用该方法表明:X气藏盖层和储层的突破压力界限为2 MPa、临界岩性(粒度)是泥质粗粉砂岩、孔隙度界限约6%、渗透率界限约0.02×10-3μm2,并将盖层物性封闭能力划分为Ⅰ~Ⅴ5个等级,剔除不具有封闭能力的Ⅳ和Ⅴ,获得单套盖层的有效厚度为4~10 m。气柱高度和有效厚度的相关关系证明该方法是适用的,继而利用盖层有效厚度对突破压力进行加权平均获得盖层等效突破压力,有效地确定盖层的整体物性封闭能力为中等。

基于虚拟仿真平台的“结晶学”课程教学改革实践

针对"结晶学"课程教学中存在空间思维能力要求高、学习难度大等难点与痛点问题,本文基于虚拟仿真教学平台以及先进的实验室开放平台,进行了教学改革实践。主要构建了虚拟仿真模型库与过关检验系统、教师自主实验管理系统及实验报告自动批改系统、挑战性互动系统、全时互动型实验室开放系统,以此为基础,实现了实物模型与虚拟仿真模型的结合、课堂教学与雨课堂的结合、挑战性研讨与实验室全时开放的结合,强化课程思政,营造了良好教学氛围,取得了良好的教学效果。

基于多层集成学习的岩性识别方法

岩性识别是油藏地质解释中的关键问题和难点问题,人工智能特别是机器学习技术的发展和应用为岩性识别问题解决提供了新的技术途径。本文利用支持向量机(Support vector machine,SVM)、多粒度级联森林(Multi-grained cascade forest,GCForest)、随机森林(Random forest,RF)以及XGBoost(eXtreme gradient boosting)等机器学习模型建立一个异构多层集成学习模型,该集成学习模型克服了单一模型对数据集要求高、泛化能力差以及识别精度低等缺点。本文分别利用集成模型和单一模型进行了岩性识别实验。实验结果表明,本文集成模型在岩性分类测试集上平均精度达到96.66%,高于SVM的平均精度75.53%、GCForest的平均精度96.21%、随机森林的平均精度95.06%和XGBoost的平均精度95.77%。该集成模型能有效地用于油藏地质分析中的岩性识别和分类任务,适应性强,识别精度高。

羟乙基乙二胺/甲醛改性木质素胺沥青乳化剂的合成及在线红外光谱研究

以木质素、β-羟乙基乙二胺、氢氧化钠和甲醛为原料合成出一种新型阳离子沥青乳化剂羟乙基乙二胺/甲醛改性木质素胺.对该种沥青乳化剂合成进行了工艺条件研究,例如反应温度、时间、原料配比以及氢氧化钠用量,并得到了最佳反应条件.利用在线红外光谱手段对反应进行了检测,中间产物生成,则检测结束,并提出了相应的反应机理.该乳化剂对沥青乳化能力好,属于快裂型,可广泛应用于粘层油和碎石封层施工.

3种新型双阳离子型沥青乳化剂的合成及其表征

采用N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺、丙烯酸甲酯和氯乙酸钠(由氢氧化钠和氯乙酸制备)为原料,合成出3种双阳离子型沥青乳化剂.通过红外光谱、核磁共振和元素分析验证了合成的双阳离子型沥青乳化剂化学结构.这3种双阳离子型沥青乳化剂对重交90号(AH-90)沥青具有良好的乳化能力,乳化沥青有良好的储存稳定性,归属于中裂型、慢裂型沥青乳化剂.中裂型沥青乳化剂适用于粘层、雾封层和无溶剂冷拌以及用于沥青再回收利用和沥青路面基层稳定的施工.慢裂型沥青乳化剂可广泛应用于稀浆封层和微表处等施工.

王146地区沙四上亚段特稠油特征及成因模式

王家岗油田王146地区沙四上亚段原油为高密度、高黏度、高胶质及高沥青质的特稠油。根据沙四段烃源岩特征、原油物性分布、地球化学指标和地层水水型,结合区域地质条件,探讨了王146地区特稠油的成因。分析认为,特稠油的形成属于复合成因,低熟的原生型稠油对原油稠化有贡献,而低熟和成熟原油运聚过程中的氧化、生物降解和水洗等次生作用是特稠油形成的最主要原因。

济阳坳陷古近系沙河街组湖相富有机质页岩白云石成因及成岩演化

通过岩石学、X衍射全岩成分分析、稳定碳氧同位素组成分析,以及微量元素和稀土元素组成分析,对济阳坳陷古近系沙河街组页岩中白云石的成因进行研究。结果表明,研究区沙河街组湖相富有机质页岩中的白云岩发育规模小,可识别出3种白云石矿物:原生白云石(D1)、准同生白云石(D2)和铁白云石(Ak)。D1具有原生球形白云石的结构,高镁高钙,白云石有序度为0.3~0.5,且普遍具有外缘次生加大现象和内核溶蚀孔共存的特征;D2有序度为0.5~0.7,具有次生加大、高镁高钙和含铁锰元素的特点;Ak具有高有序度(0.7~0.9)、菱形晶、高镁、高钙和高铁的特征。在利用碳氧同位素组成和稀土元素分馏特征佐证泥晶方解石为原生成因的基础上,根据共生白云石和泥晶方解石之间的氧同位素组成分馏方程,计算得到研究区页岩中白云石的形成温度为36.76~45.83℃,属于湖相低温白云石。此外,基于原生和准同生白云石晶体的熟化生长机制,恢复了与研究区沙河街组湖相页岩成岩环境相对应的白云石成岩序列和白云石化作用进程。

基于核磁共振标定的高压压汞孔喉分布定量评价方法

孔喉分布是控制低渗-致密砂岩储层物性的关键因素,其评价依托于各种储层微观特征测试方法,需要综合多方法各自优势进行孔喉分布定量表征。本文提出基于核磁共振标定的高压压汞孔喉分布定量评价的方法,即通过核磁共振离心前后横向弛豫时间T_2谱图对比,依据流体赋存状态重新划分三孔隙度组分百分比法的T_2值界限T_(21)和T_(22),对应将孔喉划分为束缚流体孔喉、过渡流体孔喉和可动流体孔喉,再结合T_2值与孔喉半径的关系将T_2值界限转化为孔喉半径界限r_1和r_2,最终依据高压压汞统计的不同流体赋存状态的孔喉含量S_1、S_2和S_3进行孔喉分布定量评价。该方法综合了核磁共振有效表征孔喉流体赋存状态和高压压汞有效表征孔喉大小的优势。将此方法应用于西湖凹陷花港组低渗-致密砂岩储层孔喉分布评价,建立了T_2值与孔喉半径平均转化系数C为0.0079,求取r_1和r_2为60 nm和160 nm,依据各类孔喉含量及其相互关系将孔喉分布划分为四类,从而为储层评价提供新的参数和思路。