滇西马厂箐埃达克质富碱斑岩特征、成因与成矿意义

滇西马厂箐富碱斑岩是滇西一个重要含矿斑岩体。探讨该斑岩体的岩浆属性,为找矿提供理论依据。通过对岩体岩相学研究及元素地球化学分析,结果表明该斑岩具有富碱高K、Th、La等大离子亲石元素,以及Ta、Nb和部分高场强元素亏损,轻重稀土元素强烈分异的地球化学特征;其w La/w Sm,w La/w Yb,无或极弱的δCe和δEu负异常,MgO,Hf,Th,Ta等元素均指示该岩体具有埃达克岩岩浆的亲合性,但不完全等同于典型埃达克岩。该岩体是增厚下地壳重熔形成的花岗质岩浆与幔源富碱岩浆混合作用的产物,该混合熔体的形成并伴随其结晶成岩过程的含矿地幔流体的交代蚀变是促进马厂箐富碱斑岩成矿的关键因素。     

考虑次生裂缝的页岩气藏有限导流缝网模型

为了考虑次生裂缝对页岩气井压力响应特征的影响,建立了耦合多重运移机制的页岩气藏有限导流缝网流动模型,并开展了压力动态特征的研究。首先,通过Laplace空间源函数、局部坐标转换及叠加原理得到耦合吸附解吸、扩散、渗流的气藏解析解。然后,基于有限差分方法及交汇单元流量分配变换,推导得到裂缝单元的数值解。耦合气藏及裂缝两部分的流动,半解析计算求解得到了考虑次生裂缝影响的压力响应曲线,并对次生裂缝组数、导流能力、裂缝角度等反映次生裂缝特征的参数进行了敏感性分析。结果表明,该模型存在10个典型流动阶段,能有效表征次生裂缝对曲线形态的影响,对页岩气压力动态特征的研究具有重要指导意义。     

川西硬脆性页岩力学特征及井壁稳定性研究

在硬脆性页岩地层钻井过程中井壁失稳现象频发,严重阻碍了现场钻井作业的进程。针对小塘子组页岩钻进过程中发生的井下垮塌现象,通过开展系统室内实验测试,并结合实验数据建立的理论模型,评价分析小塘子组页岩地层的井壁稳定情况。结果显示,小塘子组页岩属于典型的硬脆性页岩,层理缝发育,在外力或高应力环境下可以产生张性裂缝;钻井液浸泡效应可降低小塘子组页岩地层力学强度,层理走向及力学弱面效应对小塘子组页岩力学性能影响明显;裂缝走向、井眼轨迹及井壁渗流场影响小塘子组页岩地层井壁稳定性,当裂缝面与井眼轴线之间夹角满足一定关系,井壁岩石容易沿裂缝面发生滑移垮塌。     

深层脆性页岩水平井裸眼完井井壁稳定性研究

常规页岩气储层改造工艺为套管射孔与多级压裂改造相结合,施工成本高、周期长,若实施水平井段裸眼完井可一定程度降低成本、缩短周期,但水平裸眼井段井壁稳定是实施裸眼完井的前提条件。通过对威荣地区龙马溪组页岩水理化及力学性能进行实验研究,结合建立的裸眼完井理论模型评价威荣地区页岩水平段裸眼完井井壁稳定性。结果表明,龙马溪组页岩为脆性层理页岩,岩体较为致密,力学强度高,力学各向异性明显;现场油基、水基钻井液对岩石膨胀性能及力学性能的改变不明显,现场所用钻井液与该地层配伍程度高;井眼轨迹、层理缝走向、力学各向异性等可对裸眼井段稳定性产生影响,致使不同方向井筒内应力差异明显,沿最小水平主应力方向钻水平井井壁稳定性最好,完井工况下井壁坍塌压力当量密度在1.26 g/cm³,完井投产初期井壁存在轻微崩落掉块,但崩落范围小于30 °,判断认为威荣区块龙马溪组页岩地层可考虑采用水平井裸眼完井方式。     

页岩气水平井井壁裂缝起裂力学行为研究

为了弄清层状页岩各向异性对井壁裂缝起裂力学行为的影响,以四川盆地下志留系龙马溪页岩为研究对象,开展了不同角度下页岩单轴压缩和巴西劈裂实验,明确了页岩弹性和抗张强度各向异性特征,建立了考虑页岩各向异性的水平井井壁裂缝起裂力学模型,并分析了不同因素影响下井壁裂缝起裂规律。结果表明：弹性模量各向异性、地应力比值、抗张强度各向异性和孔隙压力对裂缝起裂压力影响显著,而泊松比各向异性影响较小;弹性模量各向异性、地应力比值对裂缝起裂位置和起裂倾角影响显著,而泊松比各向异性、抗张强度各向异性和孔隙压力的影响较小;井壁裂缝起裂力学行为与井眼方位密切相关,当井眼方位靠近最大或最小水平主应力方向时,井壁裂缝起裂力学行为差异随井眼方位的变化较小;当井眼方位同时远离最大和最小水平主应力方向时,井壁裂缝起裂力学行为差异随井眼方位的变化较大。研究结果可为页岩气水平井钻井井漏预防和水力压裂设计提供理论依据和参考。     

考虑氧化作用的富有机质页岩吸附水量

页岩气井大型水力压裂后压裂液返排率普遍较低,滞留压裂液可能诱发页岩产生裂缝,但在水力裂缝与天然裂缝中占据有效气体传输通道,影响压裂效果。选取四川盆地龙马溪组典型富有机质页岩,采用填砂管与粒状页岩模拟体积改造的页岩气层,开展了蒸馏水与氧化液体积改造后页岩气层吸附水量的对比实验,明确了氧化对压裂液渗吸分散到裂缝附近基块孔隙的作用与机理。结果表明,与蒸馏水相比,氧化作用可以增强页岩渗吸分散水相作用,降低页岩孔隙空间内的自由水量,增加页岩吸附水量;富有机质页岩氧化作用消耗有机质,分解有机黏土复合体,裂缝与孔喉壁面更多的黏土矿物接触压裂液,增加黏土矿物吸附水量,降低裂缝面及基块孔隙含水饱和度,释放渗流空间。建议根据具体工程地质特征,优选氧化性流体的加入时间及用量,充分发挥滞留氧化性压裂液的造缝能力,促进压裂液渗吸分散,实现压裂液少返排或零返排,增大气体在裂缝中有效渗流通道。     

基于 PARAFAC 分析的西藏昌都大骨节病地区水体腐殖质性质研究

基于荧光平行因子分析法(PARAFAC), 对西藏昌都大骨节病病区与非病区饮水及沉积物中腐殖质进行研究。腐殖质总有机碳含量在病区和非病区样本间未表现显著差异。PARAFAC识别出5个荧光成分:成分1为类氧化醌, 成分2为类色氨酸, 成分3为陆地源类腐殖质, 成分4为类还原醌, 成分5为类酪氨酸。病区水中富里酸(FA)的成分1 (p<0.10)、成分4 (p<0.05)以及水中胡敏酸(HA)的成分4 (p<0.10)等类醌成分含量高于非病区, 并且存在显著差异。对比水中腐殖质醌氧化还原系统在病区和非病区之间的差异, 发现还原醌形态的差异大于氧化醌形态, FA醌系统的差异大于HA醌系统。虽然HA中还原醌含量较高, 但HA在水中的碳含量很低, 对大骨节病影响较弱, 在病区与非病区之间差异较小。沉积物中腐殖质还原醌含量较高, 且与水中腐殖质存在一定的相互转化关系, 但在病区和非病区之间未表现显著差异。深入了解腐殖质不同组分以及醌的不同氧化还原形态在病区与非病区之间的差异, 对病区改水工程有重要意义。     

基于细观处理的矿物含量和分布对页岩脆性的影响——以鄂尔多斯盆地延长组7段页岩为例

页岩的脆性研究涉及多尺度,为从细观尺度揭示矿物组分含量和分布形式对页岩脆性的影响规律,对页岩矿物组分进行细观处理并分类,应用COMSOL有限元分析软件,建立页岩细观数值模型,通过模拟加载围压和轴压处理为平面应力问题,并结合室内力学实验,从细观尺度对页岩脆性破坏机理进行探究。结果表明：①页岩受力后沿层理方向分布的次生微裂隙群不断发生挤压、起裂、扩张、贯通,最终导致宏观上的脆性损伤破坏;②碎屑矿物、碳酸盐岩矿物含量增加显著增强页岩的脆性,黏土矿物含量增加弱化了页岩的脆性;③矿物呈斜带状或块状分布时,不同矿物之间弱接触面上出现了明显的应力突变,当矿物呈无序随机分布时,应力集中区域呈零散分布。研究结果从宏-细观尺度明确了影响页岩发生脆性破坏的关键因素,为遴选射孔改造层段和设计储层压裂规模提供了理论依据。     

富铈混合稀土对压铸AZ81合金组织和性能的影响

为开发铸造性能优越、成本低廉、中温性能略有改善,并能满足摩托车曲轴箱服役环境的新型镁合金提供材料基础,通过往AZ81合金中添加富铈混合稀土,考查稀土对压铸镁合金AZ81组织和性能影响.结果表明:少量加入稀土能起晶粒细化和固溶强化作用;随加入量增大,稀土以晶界和穿晶条状脆性相存在,对合金强度的损伤作用大于强化作用.因此,压铸AZ81的常温和150℃抗拉强度和屈服强度随稀土加入量的增加先略有提高,然后持续降低;室温延伸率随稀土加入量增加而连续下降,对150℃温度下的延伸率无明显影响;但富铈混合稀土的加入显著提高合金的蠕变抗力.     

有机质初次生烃升温速率对二次生烃的控制作用

对不同升温速率下加水热模拟残余样品热解生烃动力学特征进行了分析,并就初次生烃时的升温速率对残余有机质成烃动力学特征的影响进行了研究.结果表明,初次生烃时较慢的升温速率有利于烃类的初次生成,而残余有机质的二次生烃潜力明显降低,二次生烃时的启动温度增加;初次生烃时较快的升温速率不利于烃类的初次生成,但残余有机质二次生烃潜力大,再次生烃时的启动温度降低.通过模拟条件与实际地质条件的对比分析认为,在地质条件下也存在上述规律.在确定不同地区、不同地质时期的构造演化和地温变化情况下,可以对烃源岩的初次生烃量和二次成烃潜力进行合理的分析.