基于电成像的孔洞型碳酸盐岩储层连通性评价

碳酸盐岩储层非均质性强,孔隙结构复杂,相较于常规碎屑岩储层,其孔隙度、渗透率关系的规律及特征不明显。碳酸盐岩储层的连通性与孔洞特征具有强相关性,且连通性是影响储层渗透率的重要因素,因此,对碳酸盐岩孔洞连通性的评价是孔洞型碳酸盐岩储层评价的关键问题。以伊拉克东南部B油田FQ-1井M组MB21亚油组孔洞型碳酸盐岩储层为例,基于地层微电阻率扫描成像(FMI)测井的高分辨率动态图像,利用最大类间方差算法(OTSU)进行二次迭代分割,识别电成像图像孔洞;根据8连通域标记法标记连通孔洞;提取每个连通孔洞的特征孔径、内部最长通道距离、内部最长通道与水平方向夹角、平均通道宽度这4个几何参数,最终构建孔洞型碳酸盐岩储层连通指数。连通指数在伊拉克东南部B油田FQ-1井M组MB21亚油组孔洞型碳酸盐岩储层的应用表明,利用此方法建立的连通指数与FQ-1井碳酸盐岩储层岩心渗透率相关系数达0.8437,并且连通指数曲线的趋势符合岩心渗透率在储层不同深度的分布情况,证明了连通指数可以指示储层孔隙结构较好、溶蚀孔洞发育的深度段,并可以划分储层中连通性较好的深度区间,该参数对于寻找碳酸盐岩储层渗透层具有重要意义。

石英玻璃气孔成因与原料晶体特征的相关性

气孔是影响石英玻璃品质的主要结构缺陷,为了探究其成因与原料石英晶体特征的关系,选择5种产自于国内外不同地区的优质脉石英为研究对象,采用偏光显微镜、ICP及XRD等仪器及方法分析不同脉石英晶体性质、包裹体特征及石英砂纯度,比较各高温熔体表观特征、原料表面与玻璃体气孔内外硅氧元素分布状态。结果显示,原生包裹体少、晶格缺陷少、结晶度高,则熔体气孔少,石英玻璃透明度高;反之,熔体气孔多,石英玻璃透明度低。石英晶体内大量微细原生包裹体是石英玻璃气孔形成的主要因素;晶格缺陷与结晶度紧密相关并可遗传,石英砂纯度与熔体气孔形成无直接关系,但晶格杂质的存在会导致晶格缺陷。

下扬子地区荷塘组细粒沉积岩岩相划分及微观孔隙发育特征

下扬子地区下寒武统荷塘组细粒沉积岩岩相微观孔隙发育特征不清楚制约了页岩气的勘探开发。基于普通薄片观察、氩离子抛光扫描电镜(SEM)分析、物性测试、X射线衍射全岩矿物及黏土矿物含量分析、N_(2)及CO_(2)等温吸附实验、聚焦离子束扫描电镜(FIBSEM)分析等实验资料,建立了荷塘组细粒沉积岩岩相划分方案,分析了不同岩相的微观孔隙结构特征。研究表明:①荷塘组细粒沉积岩主要发育块状硅质泥岩相、纹层状硅质页岩相、块状含黏土硅质泥岩相、块状硅/灰混合质泥岩相和块状混合灰质泥岩相5种岩相类型。②荷塘组不同细粒沉积岩岩相孔隙度和渗透率差异较大。孔隙类型主要为粒间孔、晶间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝,以微米-纳米级孔隙为主。介孔孔径为2.0~10.0 nm,微孔孔径为0.4~0.9 nm。③块状硅/灰混合质泥岩相有机质和脆性矿物含量高,粒间孔与微裂缝发育,孔隙度和渗透率较大、孔隙连通性较好、比表面积较大,为荷塘组最有利的页岩气勘探开发细粒沉积岩岩相。块状含黏土硅质泥岩相孔隙比表面积和孔体积较高,脆性指数、孔隙度和渗透率低于块状硅/灰混合质泥岩相,为次要的有利岩相。

鄂尔多斯盆地东缘山西组煤系页岩孔隙结构特征及其演化规律研究

目的为了解煤系页岩中孔隙结构特征及其演化规律,方法采用X射线衍射、岩石热解、扫描电镜、低压CO_(2)/N_(2)吸附和高压压汞等实验,对鄂尔多斯盆地东缘山西组煤系页岩不同岩相孔隙结构进行表征,分析成岩作用对各岩相孔隙演化的影响。结果结果表明,山西组主要发育富硅泥质页岩岩相(A-1)、泥质/硅质混合页岩岩相(M-2)和富黏土硅质页岩岩相(S-3);介孔是储层孔容的主要来源,贡献度达65%以上,微孔是储层比表面积的主要来源,贡献度达62%以上;S-3页岩总孔容和总比表面积均较大,均值分别为0.0362 cm^(3)/g,35.15 cm^(2)/g,A-1页岩总孔容和总比表面积均较小,均值分别为0.0266 cm^(3)/g,21.39 cm^(2)/g;有机质通过控制微孔发育对页岩比表面积起控制作用,另外,黏土矿物对页岩比表面积有一定促进作用,黄铁矿对M-2页岩和S-3页岩孔隙结构均有一定促进作用;A-1页岩孔隙演化受压实作用、黏土矿物转化作用最为明显,S-3页岩孔隙受胶结作用、有机质生烃作用和溶蚀作用影响均较显著,M-2页岩孔隙兼具A-1和S-3页岩的成岩演化特点。结论研究结果可为鄂尔多斯盆地煤系页岩孔隙结构研究提供借鉴与参考。

中国南方高成熟泥页岩有机质微观特征研究

页岩有机质孔隙对页岩气勘探开发有着重要的指示作用,对页岩气生成及运移机理的认知有着重要意义,是研究人员关注的焦点问题。本文采用自然断面制样方法,利用扫描电镜对中国南方高成熟泥页岩进行观察研究发现,有机质主要以三种形态存在于页岩中,一种是细微的颗粒状,微粒尺寸约10~100 nm,与周围矿物界限不明显;一种是呈块状,尺寸多超过10μm,断口表面光滑;一种是部分保留生物形态的有机质,从数量而言以前两种为主。结合有机质成因及特征,作者对其进行分类:第一种为干酪根,第二种为沥青,第三种为生物碎屑。干酪根和沥青中都可能生成孔隙,干酪根内孔隙尺寸较小,形态不规则,沥青中的孔隙尺寸较大,呈气泡状,孔壁较圆滑。因为在泥页岩中干酪根占比比固体沥青多,而且高成熟度的页岩中干酪根中普遍发育孔隙,沥青中较少发育孔隙,所以干酪根孔隙是有机质孔隙的主体。

降雨-蒸发作用下土石坝渗流场及坝坡稳定性研究

为探究降雨-蒸发作用对非饱和土坝坡渗流场与稳定性的影响,运用Geo-studio软件分析华南某水库坝坡在不同降雨类型和边界条件下的孔隙水压力和安全系数的变化规律.结果表明:相同降雨等级下,递增型降雨的孔隙水压力上升速率随降雨的持续而增大,递减型降雨减小,集中型降雨先增大后减小,稳定性安全系数的下降速率与孔隙水压力上升速率相对应;相同降雨时间下,孔隙水压力与稳定性安全系数的变化幅度从大到小为:递减型>集中型>递增型;降雨与蒸发作用条件下,递减型降雨的安全系数的下降率最大,对于坝坡稳定性为最不利影响;土地气候相互作用边界条件下各降雨类型的孔隙水压力增长速率和安全系数降低速率均要小于单位流量边界条件,但安全系数均要大于单位流量边界条件,降雨-蒸发作用下所反映的渗流场与稳定性变化更符合实际.

漯河地区新近系明化镇组热储回灌试验分析

地热回灌是维持地热资源可持续开采的重要途径,是预防地面沉降等地质环境问题的有效措施。为提高河南省漯河地区地热资源利用率,在该区开展回灌试验和数值模拟研究,分析影响回灌的主要因素。研究结果表明,研究区主要开采层新近系明化镇组热储回灌效果良好,回灌潜力较大,异层水源允许最大回灌量为26.761 m^(3)/h,同层水源允许最大回灌量为33.060 m^(3)/h。漯河地区异层水源回灌建议采用一采两灌的布井方式,同层水源回灌建议采用二抽三灌的布井方式,建议回灌井距为300 m。回灌量随回灌压力增大而增大,但单位回灌量和渗透系数随压力增大呈减小趋势,表明加压回灌可通过影响热储的渗透性能影响回灌量。回灌地热水温度越低,密度越大,对井底压力越大,回灌效果越好。

MOFs孔结构对固定化酶性能影响的研究进展

固定化酶是实现酶制剂产业化应用的有效途径,载体是影响固定化酶催化效果的关键因素。金属有机框架(MOFs)是结构高度有序的多孔材料,具有构效关系明确、孔结构均一、孔道性质与化学性质在原子层面可调、可设计和易化学修饰等特点,近年来,其作为酶载体方面的研究已有较大的进展。该文以MOFs孔结构对固定化酶性能的影响为主题,分析了MOFs孔结构的影响因素,总结了酶在笼型空穴与通道型孔这2种典型孔中负载的研究进展,详细论述了MOFs孔结构对酶的固定化、活性等方面的影响。最后,指出多级孔在固定化酶强化传质方面的特殊作用以及开发孔-酶匹配MOFs的重要性,展望了利用MOFs自身催化能力在纳米尺度内构建高效化学-酶级联催化剂的发展优势,以及通过调控微环境强化酶催化过程的可行性。

基于液氮吸附实验的高阶煤微观孔隙结构特征研究——以川南筠连地区上二叠统乐平组为例

川南筠连地区作为中国南方首个煤层气商业生产基地,产气层位为上二叠统乐平组,系统开展储层微观孔隙结构特征研究对明确煤层气赋存成藏特征具有重要意义。针对乐平组煤层气评价井煤岩心样品进行了扫描电镜观察和液氮吸附实验,从孔隙成因类型、孔隙结构、孔隙形态及其甲烷吸附性能等方面对微纳米级孔隙发育特征进行了系统分析。结果表明:煤岩微观孔隙可划分为植物组织孔、气孔、矿物铸模孔和晶间孔等4种成因类型。液氮吸附实验BET总孔比表面积平均为2.638 m^(2)/g,BJH总孔体积平均为0.003 7 cm^(3)/g,且两者具有良好的正相关性。BJH平均孔径为5.775~17.842 nm,对总孔比表面积起到主要贡献的为孔径<5 nm的孔隙,对总孔体积具有明显贡献的主要为孔径≥10 nm的孔隙。根据孔径将孔隙划分为:微孔(<5 nm)、小孔(5~10 nm)、中孔(10~100 nm)、大孔(≥100 nm),微孔和小孔是煤中气体吸附的主要空间,进一步推测吸附孔和渗流孔的孔径分界为10 nm。液氮吸附回线可划分为重叠型、半分离半重叠缓降型、半分离半重叠骤降型等3类,并依据回线特征将纳米孔隙形态理想化为开放孔、半封闭孔和墨水瓶状孔等3种模型,各类孔在高阶煤中均有发育。基于具有不同孔隙形态的干燥无灰基煤样甲烷等温吸附实验得到,墨水瓶状孔的甲烷吸附能力最大,半封闭孔和开放孔的吸附能力近似,但都低于墨水瓶状孔。

多级孔LaNiO_(3)制备及其在苯酚加氢脱氧反应中的催化性能

采用无皂乳液聚合法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)胶体晶体模板剂,以制备的模板剂和经处理的P123为模板分别制备LaNiO_(3)钙钛矿氧化物。采用XRD、SEM、H 2-TPR等表征手段考察模板剂种类对LaNiO_(3)钙钛矿氧化物的晶体结构、表面形貌、还原性能以及孔径分布等的影响。结果表明,不同种类模板剂制备的样品均形成了明显的钙钛矿结构,孔径分布以介孔-介孔多级孔结构为主。孔径分布和比表面积的差异影响样品的还原性能和表面形貌。聚甲基丙烯酸甲酯为模板剂制备的LaNiO_(3)钙钛矿氧化物具有较高比表面积,还原性能较好,在0.1 MPa、350℃和40 mL·min-1氢气流量下,苯酚单程转化率达到22.48%,主要发生直接脱氧反应,产物以苯为主。

须三段及须五段储层特征研究:以四川盆地南部X区块为例

四川盆地南部X区块须家河组须三段、须五段烃源岩厚度大,沉积微相以水下分流河道、浅湖泥和席状砂为主,勘探开发潜力大。综合利用铸体薄片镜下观察、扫描电镜、物性分析等资料,对四川盆地南部X区块须家河组的储层特征进行了研究。研究结果表明:研究区须三段砂岩类型主要为岩屑长石砂岩和亚长石砂岩,须五段砂岩类型主要为长石岩屑砂岩;须家河组储层孔隙类型主要为粒内溶孔、粒间溶孔和裂缝;须三段平均孔隙度为1.36%,平均渗透率为1.87 mD,须五段平均孔隙度为2.59%,平均渗透率为0.15 mD,须三段、须五段为典型的低孔低渗致密砂岩储层。

纳米Y分子筛聚集体的合成技术进展

综述了纳米Y分子筛聚集体的合成方法、结晶机理及其应用特性的最新研究进展,对比了不同合成路线获得的分子筛在结构、形态和织构性质上的异同,最后对纳米Y分子筛聚集体的发展以及应用进行了展望。

柴达木盆地砂砾型孔隙卤水夏季自然蒸发实验

这是一篇矿业工程领域的论文。柴达木盆地深层砂砾型孔隙卤水属高钙、高钠、低钾的不饱和氯化物型卤水,尚未开发。选取大浪滩矿区地下1000~2000 m处砂砾型孔隙卤水480 kg,在夏季自然状态下蒸发结晶,分析各离子在固、液相中的分布规律及盐类结晶规律、结晶形态,研究钾的主要析出特点。结果表明:在室外自然状态下蒸发时,析盐过程主要分为石盐→光卤石→水氯镁石→溢晶石四个阶段,其中石盐阶段析盐规律符合Na^(+),K^(+),Mg^(2+)//Cl^(-)—H_(2)O体系25℃相图,光卤石、水氯镁石阶段符合K^(+),Ca^(2+),Mg^(2+)//Cl^(-)—H_(2)O体系25℃相图;钾有单独的析出阶段,该阶段钾主要以光卤石形态析出,钾的回收率达85.76%,钾混盐中K^(+)含量9.27%,是生产钾肥的优质原料;钙在水氯镁石阶段之后析出。实验结果可为该类型卤水的开发利用提供参考。

水浴快速制备Sn-Beta分子筛催化葡萄糖产乳酸

目的:研究一种制备条件温和制备周期短且催化性能良好的多级孔Sn-Beta分子筛催化剂。方法:将二乙酸二丁基锡作为Sn源,与乙醇及四乙基氢氧化铵水溶液,在低温水浴条件下与脱Al后的Beta分子筛反应6 h,在管式炉中煅烧后获得Sn-Beta分子筛,采用XRD、TEM、BET、Py-IR、CO_(2)-TPD等对分子筛的形貌结构和化学性质进行表征。结果:优化了引入Sn源种类、反应介质配比、温度、时间以及Sn负载量等因素对Sn-Beta分子筛催化性能的影响后,投加5 mL水、5 mL乙醇、5 mL TEAOH、300 mg二乙酸二丁基锡在60℃下混合6 h,清洗烘干后550℃煅烧6 h制得了乳酸产率为34.51%的新多级孔Sn-Beta分子筛催化剂。结论:本研究提供了一种快捷简便的Sn-Beta分子筛制备方法。Beta分子筛在水浴反应过程中成功产生了多级孔结构,并且Sn的引入使得催化剂Lewis酸性、Br nsted酸性和催化剂碱性得到优化,提高催化剂的催化性能。

破坏类型对构造煤吸附解吸特性影响实验研究

煤与瓦斯突出严重威胁煤矿井下的安全,研究煤瓦斯吸附特性和解吸特性对防治煤与瓦斯突出灾害有重大意义。为探究不同破坏类型煤吸附解吸规律和煤孔隙结构的内在联系,分别进行煤的瓦斯吸附、解吸和孔径结构特征测试实验。结果表明:煤的破坏程度越大,煤的瓦斯吸附量和解吸量越大。不同破坏程度煤的瓦斯吸附量和解吸量不同的原因是煤的破坏程度越大其内部微孔、小孔、中孔等不同孔径的孔体积、孔比表面积越大,开放透气气孔越多,吸附回线现象越明显。

准噶尔盆地西北缘哈山地区二叠系风城组页岩油储层特征及其控制因素

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组蕴含丰富的页岩油资源,且在玛湖凹陷和乌夏地区的油气勘探取得重大突破,邻近的哈山地区也具有一定的勘探潜力。通过岩石薄片观察、扫描电镜分析、有机地球化学测试、XRD分析和储层物性分析等,对哈山地区风城组页岩油储层特征及其控制因素进行了研究。研究结果表明:(1)哈山地区风城组页岩油储层岩性主要为长英质页岩、钙质页岩和混积页岩,风城组页岩整体属于好—最好烃源岩,有机质类型以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主,有机质主要处于未成熟阶段,部分推覆体下盘页岩有机质进入成熟早期阶段。(2)研究区页岩油储层孔隙度平均为2.32%,属于低孔储集层,储集空间以无机孔和微裂缝为主,有机质孔含量较低。(3)研究区风城组页岩油储层的发育主要受沉积相、成岩作用和构造活动的控制,其中沉积相不仅决定了岩石类型,还控制了有机质的富集程度;压实作用和胶结作用对储层物性具有负面影响,溶蚀作用可以大幅改善储集物性;构造活动形成的微裂缝不仅可以为页岩油赋存提供储集空间,还可以为油气运移提供通道,进而改善了页岩油储层的渗透性。

基于多实验成像和机器学习的页岩多尺度孔隙结构表征新方法

准确、全面地认识页岩孔隙结构是精准评估储量和高效开采油气的基础和关键。为此,以渤海湾盆地济阳坳陷古近系始新统沙河街组页岩为例,综合应用包括X射线计算断层扫描、大视域扫描电子显微镜、扫描电子显微镜和聚焦离子束扫描电子显微镜在内的多实验联用成像技术,获取了二维和三维多分辨率页岩微观结构图像,并结合图像处理和机器学习算法,实现了对页岩孔隙结构进行单一尺度与多尺度的同步表征。研究结果表明:①研究区页岩的孔隙空间主要由微裂缝、无机质孔隙、有机质和有机质孔隙组成,且都呈现出多尺度特征。②无机质孔隙类型多样,其中溶蚀孔隙发育丰富;有机质呈现出条状和散块状分布,部分有机质中未发现有机质孔隙。③孔隙半径小于20 nm的占比为25%,20~50 nm的占比为19%,50~100 nm的占比为29%,100~500 nm的占比为14%,500 nm~20μm的占比为11%,20~50μm的占比为2%。④有机质孔隙的连通性弱于无机孔隙,有机质孔隙与无机质孔隙的连通对油气运移起着至关重要的作用,微裂缝主导流体流动通道。⑤孔隙半径小于50 nm的孔隙基本以有机质孔隙为主,孔隙半径介于50~500 nm的孔隙为有机质孔隙和无机质孔隙,孔隙半径大于500 nm的孔隙主要贡献者为微裂缝。结论认为,单一的成像实验无法准确、全面地揭示页岩储层的多尺度微观孔隙结构,通过多种成像技术和机器学习算法的联合使用,能够同时实现页岩孔隙结构在单一尺度和多尺度下的认识和表征,提出的新方法能够准确、全面地获取页岩多尺度孔隙结构信息。

不同种类沥青对灌入式半柔性材料的影响

为了明确沥青种类对灌入式半柔性材料路用性能的影响,分别使用基质沥青、SBS(styrene-butadiene-styrene)改性沥青和高黏沥青制备灌入式半柔性材料,进行级配优化,并对其进行试验探究沥青种类对半柔性路面灌注率、高温稳定性、水稳定性和强度的影响效果。结果表明:使用不同沥青制备的母体沥青混合料随着油石比增大,稳定度均呈现先增大后减小的规律,而空隙率则表现为持续减小,相同油石比下使用SBS改性沥青和高黏沥青的混合料稳定度升高,空隙率减小;沥青种类对灌注率影响较小;SBS改性沥青和高粘沥青能提升路面的水稳定性和高温稳定性和强度,提升效果基本相同。

古龙页岩油富集因素评价与生产规律研究

基于大量钻井、分析测试、模拟实验,对松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组页岩(古龙页岩)的生烃演化、页岩油赋存状态、孔缝演化机制进行深入分析,并结合大量试油试采资料,开展古龙页岩油富集层评价、生产特征与产量递减规律分析。研究表明:(1)古龙页岩在Ro值为1.0%~1.2%时进入大量排烃期,最大排烃效率为49.5%;中低演化阶段,页岩油的主要赋存空间从干酪根向岩石与有机孔缝转移;中高演化阶段,页岩油由吸附态向游离态转化。(2)孔隙类型主要为黏土矿物晶间孔缝、溶蚀孔和有机孔,黏土矿物转化过程中在伊利石、伊蒙混层矿物间形成大量晶间孔缝,有机质裂解作用形成网状孔缝。(3)游离烃含量、可动孔隙度、总孔隙度、脆性矿物含量是页岩油富集层分类评价的核心指标参数,Ⅰ类层标准为S_(1)≥6.0 mg/g,可动孔隙度大于等于3.5%,总孔隙度大于等于8.0%,脆性矿物含量大于等于50%,综合认为Q2—Q3、Q8—Q9油层最优。(4)轻质油带核心区水平井首年累产高,属于双曲递减模式,递减指数一般为0.85~0.95,首年递减率为14.5%~26.5%,单井预测可采储量(EUR)大于2.0×10^(4)t。在勘探生产实践过程中,仍需进一步持续攻关解决生排烃机制、地层条件下页岩孔隙度与含油气性测试方法与标准、富集区边界精细刻画、页岩力学性质和体积改造、提高采收率技术等难题,提高单井EUR,实现规模效益开发。

四川盆地侏罗系陆相页岩成熟度与显微组分孔隙发育特征

为查明四川盆地复兴地区侏罗系页岩成熟度及有机质孔隙发育特征,通过镜质体反射率、拉曼光谱、岩石热解多手段联合确定成熟度,同时采用光学显微镜和聚焦离子束扫描电镜相结合的方法,初步分析了不同显微组分有机质孔隙发育特征。研究结果表明:复兴地区凉二段和东岳庙段页岩均处于高成熟热裂解生湿气阶段(1.2%<R o<2.0%);凉二段页岩因埋深较浅成熟度略低,整体在1.25%~1.5%;东岳庙段页岩成熟度相对较高,整体在1.6%~1.8%。有机显微组分以镜质体为主,其次为惰性组和固体沥青,干酪根类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主。主要发育4种类型的有机质孔,即固体沥青孔隙、镜质体孔、惰质组孔和生物碎屑孔。有机质孔隙以固体沥青孔为主,镜质体和惰质组内部多均质致密,极少发育孔隙,部分细胞腔被固体沥青、黏土矿物或黄铁矿充填,形成少量孔隙;生物碎屑内部可见微孔,矿物边缘发育絮状有机质孔。有机显微组分类型及含量是控制复兴地区侏罗系页岩有机质孔隙发育的关键。