低成熟海相黑色页岩生烃特征的热模拟实验

页岩气是黑色富有机质页岩生烃演化完成后滞留在页岩中的烃类气体,为了查明海相黑色页岩生排烃过程中产物的变化规律及影响因素,揭示海相富有机质页岩的生烃潜力,采用地层孔隙热压生烃模拟仪对四川盆地广元地区上寺剖面大隆组黑色页岩进行热压模拟实验.结果表明:①黑色页岩具有极高的生烃潜力,最高产烃量达452.43 mg/gTOC(总...     

煤系页岩有机质特征及有机碳含量预测：以宁武南区块为例

宁武盆地石炭-二叠系太原组-山西组地层广泛发育，但其煤系页岩气勘探程度尚低。本文基于宁武南区块多口钻井页岩样品的扫描电镜观测、有机碳含量测试、岩石热解测试及系列测井数据探讨了宁武南区块煤系页岩展布特征、有机质微观赋存特征和有机质丰度预测方法。结果表明：宁武南区块太原组-山西组煤系页岩连续泥岩厚度达到30m以上，有机质丰度平均达到2.6%，有机质类型以Ⅲ型干酪根为主，显微组分以惰质体与镜质体为主，有机质孔隙主要发育于固体沥青，镜质体与惰质体中零星可见。构建了基于改进ΔlogR法、多元线性回归和神经网络的有机碳含量预测模型，对比预测精度认为反向传播（back propogation, BP）神经网络模型更适用于研究区煤系页岩有机碳含量预测。利用构建的BP神经网络模型对宁武南区块太原组和山西组总有机碳(total organic carbon, TOC)进行预测，指出研究区东北部煤系页岩有机质丰度高（TOC > 3%），具有较好的勘探前景。     

常压页岩气压裂技术现状及高效压裂技术对策

针对常压页岩气经济开发面临的压裂改造效果差、多簇均衡扩展控制及配套暂堵机制认识不清、低成本高效压裂技术体系尚未形成等问题，基于常压页岩气储层特征及压裂技术现状开展常压页岩气低成本高效压裂技术对策的研究。研究认为低成本、密切割、多级暂堵、高强度连续加砂及提高有效改造体积是常压页岩气高效压裂需持续优化的重要方向；优化压裂费用构成及采用新工艺、新方法是降本增效的有效途径，其中多级固井滑套压裂技术很可能是有效途径之一；簇间距对压裂效果影响较大，推荐范围为5～10 m；提高暂堵球数量、暂堵次数及采取中前期投球暂堵可提高缝口暂堵效果；应力差越高所需要的缝内暂堵次数越多；天然裂缝密度>0.5条/m时，施工中期加入暂堵剂，天然裂缝密度<0.5条/m时，施工前期加入暂堵剂对提高缝内暂堵效果有利；采用粒径小于40/70目的暂堵剂，用黏度大于12 mPa·s的压裂液在12 m³/min及以上的排量以小于0.1的体积分数进行投放可以增强缝内暂堵效果；采用140/200目(10%)+70/140目(30%)+40/70目(60%)的石英砂组合及7%的综合砂液比既能保证导流能力需...     

新延安隧道层状页岩力学性能试验研究

为研究新延安隧道层状页岩的力学特性和破坏特征，分析层理面不同倾角对岩石力学参数的影响，本文分别进行了不同层理角度下的室内单轴压缩、三轴压缩和巴西劈裂试验及数值单轴压缩和三轴压缩试验。通过室内试验分析，峰值强度随倾角增加呈先减小后增大的趋势；抗压强度呈“U”型趋势，弹性模量呈“V”型变化。通过大量数值模拟试验拓展了室内试验范围并分别拟合了抗压强度和弹性模量随倾角变化关系式；围压的增大弱化了页岩各向异性，但随着围压的不断增大弱化程度减小；黏聚力对层状页岩强度的弱化程度远远大于内摩擦角；抗拉强度随倾角的增大逐渐减小；倾角不同层状页岩的破坏模式也不同，单轴压缩时，0°为张拉破坏，30°~60°时发生由弱面控制的沿层理面发生的剪切滑移破坏，90°时产生劈裂张拉破坏。三轴压缩时不同层理面倾角的页岩试件主要发生剪切破坏。     

松辽盆地北部青山口组黑色页岩的地质特征与海水侵入的成因模式

以松辽盆地青山口组黑色页岩为研究对象，对页岩的岩石学特征、岩相组合、平面分布和有机碳分布规律进行研究，并结合古气候、古盐度、氧化还原环境探讨海侵事件对富有机质页岩的影响。研究认为，盆地东西两大凹陷页岩的地质地化特征存在较大差异：西部齐家—古龙凹陷页岩厚度大，有机碳丰度中—高，粉砂岩、介壳灰岩夹层发育；东部三肇—朝长地区页岩厚度相对薄，有机碳丰度极高，灰岩、白云岩薄夹层发育。白垩纪全球海侵造成青山口组湖海沟通，海水从盆地东南方向侵入造成东西水体盐度不均一、不对称格局。古生物、微量元素和分子标志化合物等证据证明，海侵提升了水体古盐度和古生产力，促进水岩界面的还原环境，为有机质的生产、聚集和保存提供了有利条件。青山口组页岩成因模式为海侵背景下的水体分层模式，可与白垩纪Cenomanian-Turonian期大洋缺氧事件层对标，是白垩纪全球缺氧事件在陆相湖盆的地质响应。     

鄂尔多斯盆地长7页岩储层长岩心注水实验

为了探索页岩储层有效注水方式，采用鄂尔多斯盆地长7页岩露头分别制作长度近100cm、直径近10cm长岩心12个，通过室内实验研究了长岩心连续注水、脉冲注水、不稳定注水、周期注水、水平井注水吞吐及常规井注水吞吐的采出情况。结果表明，在相同的采出程度下，连续驱替含水率最高，间注间采的周期注水方式含水率最低；最终采出程度间注间采的周期注水方式最高，为35.24%，连续注水最低，为28.35%。在相同轮次下，注入压力越高，注水吞吐采出程度越高，最高值为5.08%；在一定吞吐压力下，第一轮次采出程度最高，随着轮次增加，单轮次采出程度大幅下降，第三轮次降幅可达82.61%；水平井注水吞吐效果优于常规井注水吞吐。较高的注水压力，有利于获得较高的采出程度；压力变化幅度大有利于启动微小孔隙中的原油，提高原油采收率。注水吞吐由于缺乏能量连续补充，采出程度比周期注水低约30%。     

微波热点诱导钒页岩高效浸出提钒机理的新见解

微波加热可以快速均匀地提高温度并加快反应速度。本文采用微波加热强化酸浸过程，并通过微观形貌分析和COMSOL Multiphysics软件的数值模拟研究了微波辅助浸出的强化机理。研究了微波功率、浸出温度、CaF₂用量、H₂SO₄浓度和浸出时间对钒浸出率的影响。在微波功率为550 W、浸出温度为95°C、CaF₂用量为5wt%、H₂SO₄浓度为20vol%、浸出时间为2.5 h的条件下，钒浸出率为80.66%，相比于常规加热浸出，浸出率提升了6.18%；同等浸出率的水平下浸出时间可以缩短9.5 h。SEM和XRD分析表明，微波加热可以细化矿物颗粒尺寸，使得钒页岩颗粒的活性表面暴露于浸出液中，从而加速反应速率。同时，微波辅助浸出后云母矿物的层状结构被剥落，有利于钒的释放。数值模拟结果表明，钒页岩颗粒中的电场强度和温度随着介质中介电常数的增加而降低；钒页岩颗粒之间的电场和温度分布相对均匀，但电场强度在颗粒接触位置处激增，该处的温度也随之激增，从而形成高温热点。此外，随着钒页岩颗粒聚集的增加，电场强度和温度在不同程度地增加。验证实验和浸出实验的结果表明，微波辅助浸出过程中存在高温热点，高温热点破坏了矿物结构，细化了矿物的粒度，并剥离了云母的层状结构。随着含钒矿物暴露表面的增加，氢离子与活性位点之间的碰撞频率增加，反应速率增加，浸出时间缩短。