砂岩岩心孔隙结构分形特征的探讨

以喉道半径(或者对应的毛管压力)为测量尺度,分别以汞饱和度、喉道半径、渗透率贡献值及喉道体积等的分布频率为测量对象,对砂岩岩心进行分形研究和计算,其分形维数D0(0～1)、D1(1～2)、D2(2～3)、D3(3～4)有不同数值范围,并与相应的欧氏维数有较好的对应关系.研究结果表明,D2物理概念清晰,体现了渗流力学中重要参数喉道半径所提供的渗透率贡献值分布频率的分形特征,其特点是它的完整性(测量尺度从Rmax到Rmin)和良好的相关性(测量尺度和测量对象的数值在双对数图上有良好的直线关系,其相关系数均满足于置信度α下所需的相关系数r),因此它能体现岩心整体的可靠分形特征;D2与反映喉道半径均质程度的常规特征参数基本相关,说明它可以作为反映岩心均质程度的一个新的孔隙结构特征参数.     

致密砂岩储层微观孔隙结构的分形研究

针对鄂尔多斯盆地陇东地区长7致密储层孔隙结构复杂、储层有效性评价困难的问题,基于分形理论,分别利用压汞曲线及CT图像对分形维数求解。通过计算的分形维数求解分形孔隙度,并与实验孔隙度对比。结果表明,两类分形维数的计算结果能反映其与孔隙结构间的关系,均表明该样品为中等非均质性。研究后认为,分形维数可以用于孔隙结构类型的表征。     

多孔CaO孔隙结构的分形描述

利用Menger海绵构造了多孔CaO的孔隙结构,讨论了Menger海绵孔隙率和比表面积随分维数的变化规律,分析了模拟CaO孔隙结构时对确定Menger海绵的参数m,n和i的要求。     

煤体孔隙结构分形特征对瓦斯解吸规律的影响研究

为研究煤体的孔隙结构分形特征对含瓦斯煤解吸规律的影响,采用压汞法测定实验煤样的孔隙结构特征,基于分形理论及实验测定结果,按照孔隙的复杂程度不同对其进行分类。采用自主研发的大煤样多气一体化实验系统对煤样进行动态恒压解吸实验,基于实验结果对煤体孔隙结构分形特征对解吸规律的影响进行了分析。研究结果表明:实验煤样的微孔、小孔的连通性比较差,是由于其孔型以封闭性及半开放形孔为主; 而对于中孔和大孔主要以开放性孔隙为主,连通性较好,有利于瓦斯的运移; 按照煤体孔隙分形结构特征可将孔隙划分为孔径大于140 nm的渗流孔和孔径小于140 nm的吸附孔; 瓦斯解吸初速度随渗流孔分形维数的增大而减小,渗流孔孔隙的分布和连通情况对瓦斯的解吸起到至关重要的作用,而吸附孔分形维数与瓦斯解吸初速度之间没有明显的相关关系。     

上海冻融淤泥质软黏土孔隙结构特征分形研究

对上海第④土层淤泥质软黏土进行了冻融试验、压汞试验和渗透性试验,并结合分形理论,确定了冻融对土壤孔隙结构的影响.根据分形计算,将上海软黏土中的孔隙分为3类.结果表明,在冻融过程中,中孔和大孔的总分形维数和表面分形维数随渗透系数的增加而增大.最后,提出了由小孔隙和中、大孔隙组成的渗透系数与孔隙结构参数之间的关系,小孔隙的渗透系数比中、大孔隙低几个数量级.     

黏土矿物微观孔隙对甲烷吸附行为的分子模拟

为了研究黏土矿物对CH_4的吸附规律和页岩储层对CH_4的最小储集空间界限,利用Materials Studio软件构建三种黏土矿物伊利石、蒙脱石和高岭石的微观模型,运用蒙特卡洛方法和分子动力学方法,研究在不同压力、不同孔径空间下三种黏土矿物对CH_4的吸附规律。结果表明:随着孔径和压力的增大,CH_4气体在三种黏土矿物层间的吸附量逐渐增大;不含水的黏土矿物对CH_4的最小储集空间为0. 4 nm,三种黏土矿物对甲烷的吸附能力随孔隙大小的变化而不同;随着孔径的减小或压力的增大,CH_4气体在三种黏土矿物孔径中吸附越稳定;随着孔径的增加,CH_4气体在黏土矿物孔径中出现多层吸附;三种黏土矿物中吸附的CH_4分子之间的距离均大于0. 075 nm,距离CH_4分子0. 125 nm处出现另一个CH_4分子的概率最大。研究结果对页岩气赋存特征和渗流规律具有重要基础认识作用。     

土中孔隙分布的分形特征研究

土中孔隙分布的分形特征研究刘松玉张继文（东南大学交通运输学院，南京２１００１８）（东南大学土木工程系，南京２１００１８）介质的孔隙特征在许多领域有重要意义．在土力学领域，孔隙分布是土体变形的内因，是决定土体物理力学性质的主要因素．许多学者在很久以前...     

多孔介质微观孔隙结构分形特征及分形系数的意义

依据孔隙结构的球体模型和毛管束模型 ,推导出两种模型的孔隙体积表达式和两种模型分形维数间的关系式。计算结果表明 ,基于毛管束模型的分形维数总比基于球体模型计算的分形维数小 1,分形系数的物理意义在于它反映了孔隙的发育程度。基于毛管束模型 ,利用压汞数据计算了西峰油田长 8储层多孔介质微观孔隙的分形维数 ,同时给出了分形维数与孔隙度、渗透率等地层参数的关系曲线。分析结果表明 ,该区孔隙结构具有分形特征 ,分形维数为 1～ 2。分形维数越大 ,多孔介质微观孔隙分布的非均质性越强 ;分形系数越大 ,孔隙越发育 ,储层物性越好。     

油气储集层孔隙表面结构的分形特征研究

本文认为油气储集层的孔隙表面结构是一种分形结构,它具有自相似性和无标度性两重分形特征。定量描述孔隙分形表面复杂程度的有力工具是分维D。D值越接近于2,表面越光滑;D值越接近于3,表面越不规则。本文将孔隙铸体和电镜扫描技术与分子吸附法结合起来研究和测定孔隙表面的分形特征。研究孔隙表面结构的分形特征,对油气储集层的评价、研究残余油气饱和度和提高油气采收率有重大的指导意义。     

桉木浆纤维多孔结构的分形分析

采用低温氮吸附法测量了桉木浆纤维的内部孔隙结构。结果表明,桉木浆纤维表面密布孔洞,孔隙分布以中孔为主,有一定量的大孔,微孔数量有限。原子力显微镜（AFM）观察也证实这一点。在低温氮吸附实验的基础上,把分形理论用于分析桉木浆纤维的孔结构,发现桉木浆纤维具有分形特征,其分形维数为2.82,分维数接近3,说明植物纤维表面较为粗糙,是密布孔洞。桉木浆纤维分形维数与其保水值等宏观性质有密切的关系。     

川南地区龙马溪组页岩孔隙结构的分形特征

分形维数是多孔介质不规则程度的度量。对川南下志留统龙马溪组页岩的氮气吸附法测量结果分析,采用基于FHH模型的分形维数计算模型,得到龙马溪组页岩孔隙的分形维数。川南龙马溪组页岩具有明显的分形特征及较大的分形维数,分形维数变化范围在2.600 5~2.648,平均为2.625 2。页岩分形维数与页岩比表面积和孔容呈正相关,且页岩中的微孔对页岩分形维数有重要影响。有机质、石英和黏土矿物对页岩分形维数影响较大,长石和碳酸盐对页岩分形维数影响较小;页岩分形维数与有机碳含量和石英含量呈正相关,而与黏土矿物含量呈负相关,其中黏土矿物中伊利石和绿泥石对页岩孔隙结构影响不同。页岩分形维数越大,页岩孔隙结构越复杂或孔隙表面越粗糙,页岩的吸附气体能力越强,但页岩气的解吸、扩散及渗流变得越困难。     

Fractal classification and natural classification of coal pore structure based on migration of coal bed methane

According to the data of 146 coal samples measured by mercury penetration, coal pores are classified into two levels of <65 nm diffusion pore and >65 nm seeping pore by fractal method based on the characteristics of diffusion, seepage of coal bed methane(CBM) and on the research results of specific pore volume and pore structure. The diffusion pores are further divided into three categories: <8 nm micropore, 8-20 nm transitional pore, and 20-65 nm mini-pore based on the relationship between increment of specific surface area and diameter of pores, while seepage pores are further divided into three categories: 65-325 nm mesopore, 325-1000 nm transitional pore, and >1000 nm macropore based on the abrupt change in the increment of specific pore volume.     

东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其与储层伤害的关系

利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜等分析资料对东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其对储层的伤害进行了研究。结果表明，郑家-王庄地区沙河街组碎屑岩储层中粘土矿物类型主要为伊利石／蒙皂石无序间层矿物和高岭石矿物，含少量的伊利石和微量的绿泥石矿物。依据蒙皂石层层间阳离子类型，伊利石／蒙皂石无序间层矿物可进一步分为钙型、钠型和钙钠过渡型3种类型。高岭石矿物有结晶度高、形态发育良好和结晶度低、形态发育差两种类型，据此得出高岭石有自生成因和陆源碎屑成因两种类型。粘土矿物的膨胀率及水敏感性实验分析表明，钠型伊利石／蒙皂石无序间层矿物具有更大的膨胀性，对储层损害最大，钙-钠过渡型次之，钙型最小。对储层中高岭石含量与储层物性分析发现，两种成因的高岭石对储层物性影响截然不同，自生高岭石的大量存在能有效改善本区储层物性，陆源碎屑高岭石则使储层物性变差。     

添加钙对酚醛树脂基球形炭活化特性及孔结构的影响

将线型酚醛树脂与硝酸钙均匀混合 ,利用乳化法 ,经炭化和活化成功制备出酚醛树脂基球形活性炭 ,利用氮吸附法对所制备活性炭的孔结构进行了研究。结果表明 ,添加钙加快了球形炭的活化速率 ;含钙球形活性炭的微孔比表面积减小 ,但是其孔径分布变化不大 ;含钙球形活性炭具有3～ 4nm之间的优势中孔以及较大的中孔率 ;随着活化烧失率的增大 ,4nm以上的中孔继续增多而 3～ 4nm之间的中孔变化不明显 ,表明含钙球形活性炭的中孔有不同的形成机理。     

硫化过程中钙基脱硫剂孔结构的非线性变化特性

以热重天平（thermogravimetric analyzer,TGA）为实验台,采用N2吸附法测定孔结构参数,研究了硫化反应中钙基脱硫剂不可进入孔隙的形成、孔隙分形维数以及分形结构的变化特性等,结果表明：脱硫剂中不可进入孔隙的形成主要出现在硫化反应的开始阶段,随着硫化反应的进行,脱硫剂孔结构的分形维数不断减小,且孔隙分布与分形维数之间满足Friesen关系方程。     

冲击荷载作用下饱和软粘土孔压计算模式

在考虑周围压力、冲击能、冲击遍数和冲击次数几个因素相互关系的基础上先建立了一个实用的孔压计算模式,并对试验结果进行了验证分析。对影响孔压发展的诸如土性、固结应力状态、荷载强度等因素进行了简要分析,试图从另一个角度定量分析影响孔压发展的各种因素     

卫城油田沙四段粘土矿物的研究

卫城油田沙四段碎屑岩储层属于三角洲沉积,通过扫描电镜、X衍射分析表明,储层的粘土矿物主要有绿泥石、伊/蒙混层和伊利石及高岭石。并且粘土矿物随深度的增加呈规律的变化。绿泥石单体主要呈针叶片状,集合体为片状杂乱堆积、花朵状或绒球状,绿泥石以及孔隙充填式存在于颗粒间,减少了孔隙的空间。但同时又抑制了石英的次生加大,对原生孔隙的保存起了积极作用。伊利石粘土矿物单体呈片状、蜂窝状和丝缕状,集合体形态多为碎片状、鳞片状,以孔隙衬垫或孔隙充填物形式存在于颗粒间,导致砂岩中孔隙结构的明显破坏。高岭石单体呈全自形的六角板状晶体,集合体多呈蠕虫状、书本状。     

碳酸盐岩储层孔隙模型及孔隙结构指数研究进展

在调研国内外碳酸盐岩孔隙模型及孔隙结构指数m相关文献的基础上,按照研究对象和导电方式的不同,将现有的孔隙模型归类为基于串并联导电的双孔隙模型、基于串并联导电的三孔隙模型和基于有效介质理论的孔隙模型3类,同时按照研究对象的不同,总结出Shell公式、Borai公式、Focke and Munn公式、Nugent公式、Ragland公式、Gomez Rivero公式等6种不同类型典型碳酸盐岩胶结指数的计算模型.建议以后在碳酸盐岩孔、洞、缝不同类型的导电机理、模型参数求取及现场应用方面做更深入的研究.