炭质页岩力学特性各向异性及其破坏机制研究

以贵州松桃李家湾锰矿矿体顶板炭质页岩为研究对象,开展页理面与加载方向不同夹角条件下纵波波速、单轴压缩及电镜扫描等试验,并以最大值与最小值的比值定义各参量的各向异性系数.结果表明:①纵波波速随入射方向与页理面夹角α增大而减小,其各向异性系数R_v为1.44;弹性模量随加载方向与页理面夹角β增大而减小,其各向异性系数R_E为1.14;单轴抗压强度σ_(ucs)呈现出两头大中间小的"U"型特征,最小值在β为37°时取得,其各向异性系数R_σ为3.01.②不同β条件下,单轴压缩应力-应变曲线有起始压密和弹性压缩阶段,都具有明显的应变软化特征.③单轴压缩下,炭质页岩在β=0°时主要为拉破坏,页理面抗拉强度和基质体弯折拉断强度协同控制其力学特性;在β=32°时主要为沿页理面剪破坏,页理面抗剪强度控制其力学特性;在β=66°时主要为沿页理面和切断基质体的剪破坏,页理面和基质体的抗剪强度协同控制其力学特性;在β=90°时主要为拉破坏并含有少量沿页理面剪破坏,页理面抗剪强度和基质体抗拉强度协同控制其力学特性.     

基于波前快速推进法的页岩气储层动用预测

对非常规能源尤其是页岩气藏的开发越来越受到人们的重视,然而,目前对页岩气藏动用情况的预测还有待 提高。波前快速推进法是一种可以快速高效地预测波前运移情况的方法,在考虑页岩基质吸附解吸特性,及基质孔隙 中气体的滑脱作用影响的前提下,利用Van Kruysdijk 提出的多段压裂水平井的复合线性流模型,将储层划分不同的流 动区域,并分别建立基质与裂缝的程函方程,基于波前快速推进法求解程函方程,从而达到对多段压裂水平井页岩气 储层的动用进行预测的目的。绘制了储层动用情况与时间的关系图,对比了考虑解吸和滑脱与不考虑解吸和滑脱的 储层动用情况。结果表明,滑脱效应加快了储层的动用速度对储层动用影响较大,而解吸作用降低了储层的动用速度 对储层动用影响较小。     

修正的页岩气等温吸附模型

针对Langmuir 等温吸附方程及修正的双朗格缪尔模型（D-Langmuir）在研究非均质吸附介质页岩等温吸附 时,对实验数据拟合精度及稳定性不高的问题,展开了新的等温吸附方程研究,研究中将吸附系统内不同吸附介质 的吸附特征转化为系统内压力的实际作用效果,对D-Langmuir 模型进行压力修正,得到新的、适用于多吸附介质的 P-Langmuir 等温吸附模型。将以上模型应用于渝东南渝页1 井共21 个样品的等温吸附实验数据的拟合,结果表明： Langmuir 模型平均误差在-0.012 0～80.021 2 m3/t;D-Langmuir 模型平均误差在-0.003 64～0.021 20 m3/t;P-Langmuir 等温吸附模型相关系数的平方0.992 5≤R2≤0.999 8,平均误差在-0.003 25～0.003 21 m3/t,相比于Langmuir 方程及 D-Langmuir 方程,P-Langmuir 模型拟合精度更高,稳定性更好,对更准确地评价页岩吸附气量具有一定的实际意义。     

四川威远区块页岩气水平井产量差异分析

为明确不同水平井对页岩气产量的影响因素,从而实现页岩气压裂水平井的产量最大化,依托威远地区39口井地质、压裂及生产资料,通过模糊因子评判和灰色关联分析方法,研究测试产量与14个影响因素的对应关系,明晰了各个因素对产量的影响程度。研究结果表明:影响压裂水平井页岩气产量因素主要包括地质因素和工程因素两个方面。造成产量差异的地质因素按影响程度大小排序依次为龙一_1~1层钻遇率、含气量、脆性指数等,工程因素则依次为改造长度、加砂强度、加砂量等。     

CO2在页岩中的吸附解吸性能评价

利用自主设计的页岩中气体吸附解吸实验装置,在不同温度和压力条件下研究CO2在不同页岩中的吸附解吸性能。结果表明:CO2在页岩上的等温吸附曲线属于典型的Ⅰ型等温曲线,可采用Langmuir模型对吸附及解吸数据进行拟合;相同温度下,CO2在页岩中的吸附量随着压力的升高而增大;相同压力下,CO2在页岩中的吸附量随着温度的升高而减小;相同温度压力条件下,CO2解吸过程中存在解吸滞后现象,且解吸附曲线表征的最大吸附能力低于吸附曲线表征的最大吸附能力;CO2在页岩上最大吸附量随有机碳含量增加而增大,随石英含量增加而减小。     

羌塘盆地页岩气成藏地质条件初探*

页岩气作为一种前景巨大的清洁能源资源,近年来迅速成为油气地质领域研究的热点,而发育有多套优质泥页岩质烃源岩的羌塘盆地页岩气勘探还处于探索阶段。通过分析国内外主要页岩气盆地勘探开发关键地质参数,归纳总结了有利页岩气勘探区评价标准。在对羌塘盆地主要泥页岩质烃源岩层厚度、有机质成熟度、有机质类型、有机碳含量等已知关键页岩气地质参数进行综合评价的基础上,提出了羌塘盆地主要发育有两套有利页岩气勘探层：上三叠统泥页岩层、下侏罗统曲色组泥页岩层;遴选了5个有利页岩气勘探区：藏夏河有利区、沃若山有利区、土门格拉有利区、毕洛错有利区、木苟日王有利区。     

柴北缘鱼卡大煤沟组七段油页岩开发价值*

针对柴达木盆地鱼卡地区中侏罗统大煤沟组七段（J 2 d 7）油页岩,开展了以固体矿产形式的开发、综合利用的研究。通过野外实测剖面、钻井、地震资料、样品分析,对鱼卡凹陷油页岩形成的构造背景、沉积环境进行了探讨,并对鱼卡油页岩矿产进行资源经济技术评价,认为鱼卡地区油页岩品质好,储量大,具有很好的开发价值。对其进行勘探、开发,一方面可以改善柴达木盆地当前能源短缺的局面,另一方面通过循环利用,有利于促进柴达木地区的农牧业生产。借鉴中外多年来油页岩开发经验,结合柴达木地区的实际情况,提出了地上开采和原位开采相结合,以提取页岩油、燃烧发电、燃烧取暖为主,建筑材料、有机复合肥等循环经济为辅的开发方案。     

页岩气藏开发中的关键力学问题

简要概述了页岩气资源和开发现状,基于页岩储层的微纳尺度孔隙结构特征、力学特点以及开采方式,系统论述了页岩气开发中的多尺度、多物理场流动动力学的过程与机制,归纳凝练出页岩气微纳尺度流动、页岩人工压裂的裂缝扩展以及分段压裂水平井缝网宏观流动等方面是亟需解决的关键前沿力学问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,为促进我国能源发展尤其是页岩气的科学、有效开发具有重要的意义．     

青海省木里煤田煤系页岩气生烃条件分析

结合大地构造背景和沉积相分析,基于钻孔资料进行暗色泥页岩及粉砂岩等的厚度统计,研究了青海省木里煤田聚乎更矿区泥页岩的空间展布特征。并通过木里煤田煤（岩）样热解实验、镜质体反射率实验,从有机质丰度、类型、成熟度等一系列地化特征方面,分析木里煤田生成页岩气的烃源岩的生烃能力。结果表明：木里煤田含煤岩系纯泥岩厚度百分比大于10％,细碎屑岩在地层中的百分比为31．98％～53．69％;该区泥页岩的有机质丰度为0．520％～86．060％,有机质成熟度0．740％～1．851％,有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型干酪根。该研究对评价页岩气资源和促进木里煤田资源综合开发具有重要意义。     

湘中和湘东南拗陷上古生界泥页岩含气性及其影响因素

在湘中拗陷和湘东南拗陷区域地质背景及主要海相泥页岩系基本地质特征分析的基础上,应用野外露头观察、钻井资料解释和实验测试等分析手段,对泥盆系-二叠系7个目的层系24个泥页岩样品进行矿物X射线衍射定量分析、场发射电子显微镜扫描、等温吸附模拟实验,重点分析了有机地化参数、矿物组分及微观孔喉结构对含气性的影响程度。结果表明:湘中、湘东南拗陷上古生界泥页岩的页岩气赋存和吸附的主要空间为格架孔、溶蚀孔、有机质孔、生物体腔孔和微裂缝等,吸附含气量平均在1.51～1.60cm3/g。该区吸附含气量的主要影响因素包括有机碳含量、黏土矿物含量、有机质成熟度、孔径与比表面积等。