湘中涟源凹陷下二叠统梁山组页岩气勘探前景

基于涟源凹陷二叠系梁山组泥页岩野外露头、钻井等资料,通过有机地化分析测试、X-衍射分析、扫描电镜观察、等温吸附等实验测试分析,系统研究了梁山组泥页岩的地质及地化特征、矿物组成、孔隙结构及吸附性能等。研究结果表明,梁山组有效泥页岩单层厚度为6.15～35.18m;有机质丰度较高,多数大于1%,平均为1.77%;有机质类型主要为I型,岩石热解峰温Tmax(450～533℃)和镜质体反射率(1.51%～1.83%)表明泥页岩属于高成熟阶段富有机质泥页岩。泥页岩矿物组成以石英为主,黏土矿物含量次之,黏土矿物以伊利石为主,有利于改善泥页岩储集性能。孔隙类型多样,有机质孔、粒间孔、粒内孔及微裂缝为页岩气赋存提供空间。页岩吸附气含量达0.65m3/t,具有一定的气体吸附能力。总体上梁山组泥页岩在涟源凹陷普遍发育且规模较大,特别是向斜区南部是页岩气有利勘探区。     

四川盆地长宁—威远页岩气示范区下志留统龙马溪组泥页岩吸附特征及影响因素分析

针对四川盆地长宁—威远页岩气示范区志留系龙马溪组泥页岩吸附气量大(70%~80%)的特性,对该页岩气区11口井龙马溪组优质页岩段的岩心样品作X射线衍射分析、扫描电镜和等温吸附分析测试,结合大量泥页岩含气量实测数据,统计分析及评价表明:研究区地层因素中,生烃条件如总有机碳含量(0.17%~4.3%)、有机质类型(Ⅰ、Ⅱ1型)和成熟度(2.4%~3.0%),以及储层条件如矿物成分、孔隙体积(3%~6%)、孔隙结构(中孔为主)和湿度,主要是通过改变页岩气生成量和吸附活性表面的大小而产生影响;外部因素如温度和压力主要是通过改变气体分子的活化能和结合能而对泥页岩吸附能力产生一定的影响。     

鄂尔多斯盆地姬塬油区铁边城区块长8储层成岩致密化及其与油气成藏关系

通过铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、X衍射、高压压汞和流体包裹体等多种测试分析,系统研究了鄂尔多斯盆地姬塬油区东南部铁边城区块延长组长8油层组致密砂岩储层的岩石物性、成岩作用和致密化过程及其与油气充注成藏的时序关系。结果表明,研究区长8储层岩石类型以细粒岩屑长石砂岩为主,成分成熟度和结构成熟度低,储集性能较差,平均孔隙度为7.34%、平均渗透率为0.11×10~(-3)μm~2,属于较为典型的(特)低孔-超低渗致密储层,成岩作用类型以压实、胶结和溶蚀作用为主,成岩演化阶段主体已进入中成岩A期;储层成岩-致密化过程先后经历了早成岩A-B期压实+胶结减孔、中成岩A_1期溶蚀增孔+胶结减孔、中成岩A_2期胶结减孔3个主要阶段。早白垩世末(100 Ma)最大埋深之前的压实和胶结作用是储层致密化的根本原因,造成孔隙度分别降低了21.14%和14.0%,溶蚀增加的孔隙度仅为1.76%;早白垩世中期2个主要幕次(123 Ma和105 Ma)的大规模烃类充注-成藏事件开始发生时,储层孔隙度已在晚期胶结作用影响下降至7.82%,成为典型的(特)低孔-超低渗致密砂岩储层,因而具有"先致密、后成藏"的特征。     

桂中坳陷西北部下石炭统岩关组泥页岩储层特征研究:以环页1井为例

桂中坳陷西北部地区下石炭统岩关组泥页岩沉积厚度大,生烃条件好,是页岩气勘探重要的目标层之一。以环页1井为例,通过镜下观察、有机地球化学分析、矿物含量分析、物性分析和等温吸附实验,分析了岩关组泥页岩的有机地球化学特征、岩石矿物学特征、储集特征和含气性特征。结果表明,岩关组泥页岩有机质类型属于Ⅰ~Ⅱ1型,总有机碳质量分数平均为1.34%,热演化程度(Ro)较高,平均达3.03%。矿物成分以石英、方解石和黏土矿物为主,具有高石英、低黏土矿物、低碳酸盐矿物的组成特征,脆性矿物含量高,黏土矿物以伊利石为主,已进入中成岩B期。泥页岩主要发育黏土矿物层间孔、有机质孔及微裂缝,具有良好的储、渗条件。泥页岩具有低孔低渗的特征,w(TOC)、石英含量和孔隙度三者之间存在着良好的正相关性,碳酸盐矿物成分的增多导致孔隙度降低,增多的伊利石和高岭石对孔隙度有贡献作用。甲烷吸附气含量平均为1.16m3/t,泥页岩甲烷吸附量随着孔隙度的增加而增加,w(TOC)和Ro共同影响着泥页岩的吸附能力,过高的成熟度降低了泥页岩的吸附能力。     

压溶角砾岩及其与铀成矿的关系

压溶角砾岩出现征构造带的较深部位并与构造角砾岩伴生,它是碳酸盐岩石构造破碎的一种特殊型式。压溶角砾岩由不同方向的缝合线发育而成,胶结物主要是碳酸盐岩的不溶残余物。碳酸盐岩中的铀含量主要与不溶残余物有关。在压溶作用发育过程中,岩层中的铀被活化、渗滤,在有利的物化环境中被炭、泥等吸附而富集,也可与其它成矿作用叠加而成矿。     

山西省域煤系泥页岩孔隙分形特征

为定量化表征山西省域煤系泥页岩储层孔隙结构复杂程度,以山西省域140件海陆交互相煤系泥页岩实测低温液氮吸附数据为基础,利用FHH模型分别计算了孔径小于4 nm孔隙分形维数D_1与孔径大于4 nm孔隙分形维数D_2,结合XRD衍射、吸附甲烷、有机质丰度、类型等实验成果,讨论了孔隙结构、饱和吸附量、黏土矿物含量及有机质丰度与分形维数的关系。结果表明:山西省域煤系泥页岩发育有机质孔与无机孔,页岩有机质孔不及海相页岩发育,无机孔以黏土矿物层间孔与粒间孔为主,孔隙形态结构复杂,存在较多墨水瓶状、狭缝状孔;孔隙分形维数随BET比表面积、黏土矿物含量增高呈现出增大趋势,随有机质丰度、平均孔径及石英含量增高呈现出减小趋势;D_1与微孔及孔径为2～4 nm的介孔比孔容呈正相关关系,D_2与孔径为4～50 nm的介孔比孔容呈正相关关系,而与宏孔比孔容呈负相关关系;饱和吸附量与分形维数呈正相关关系;山西组泥页岩中黏土矿物含量比太原组高,分形维数与矿物含量的相关性比太原组好,太原组泥页岩w(TOC)高,但有机质孔发育不如山西组,D_1与w(TOC)的负相关关系比山西组更明显。     

南京秦淮东河黄马青组(T2h)砂岩水致劣化特征分析

南京秦淮东河新开河道在铜家山地段穿越黄马青组（T₂h）砂岩,形成高度最大达70 m的高边坡。根据现场调查和钻探结果,在近地表处,岩石中裂隙发育,岩体完整性差,而在深部,根据钻孔取芯结果,岩体中结构面胶结强度高,岩体完整性好。钻孔取岩芯样进行干湿循环试验发现,样品在干燥-饱和循环条件下,一般循环5次以上就易发生崩解,而在自然吸水-干燥循环条件下,循环20次以上仍可以保持完整。分析认为,岩石中小开裂隙发育。根据扫描电镜（SEM）对微观结构分析结果发现,饱和条件下,岩石中小开裂隙进水后导致结构面胶结物软化,并可能造成岩石开裂、吸水膨胀,即水对岩石的劣化作用是物质软化和岩石结构破坏的双重机制;而在自然吸水条件下,小开裂隙中未进水,水对结构面的软化作用较小。矿物分析结果表明,岩石中含有较多的黏土矿物,是导致岩石浸水软化的重要原因。经过干湿循环后,岩石波速下降、致密程度降低,塑性特性增强。多次循环后岩石的单轴抗压强度和弹性模量均呈明显下降趋势,岩石破坏时的变形量随循环次数增大而下降,岩石的孔隙压密和弹性变形过程逐渐消失,加载后迅速进入塑性变形阶段,且破坏速度加快。     

松辽盆地三肇凹陷扶杨油层碳酸盐胶结物发育特征

扶杨油层是松辽盆地致密油勘探重要的目的层,碳酸盐胶结作用是造成储层致密的重要原因,揭示碳酸盐胶结物特征对认识和评价扶杨油层致密储层具有重要意义。本文通过岩心精细描述、岩石薄片鉴定和孔渗分析,详细介绍了碳酸盐胶结物的宏观和微观特征。研究表明:扶杨油层孔隙度主体为6%~18%,小于12%的样品占60%以上;渗透率小于1×10~(-3)μm~2的样品占70%以上,碳酸盐胶结物是扶杨油层主要的胶结物类型,碳酸盐含量与孔隙度和渗透率总体呈负相关关系。方解石主要以微晶和亮晶为主,微晶方解石主要以孤立状分布,亮晶方解石呈连晶状胶结。砂岩底部物性差,碳酸盐含量高,中上部物性变好,碳酸盐含量低。扶杨油层多以砂泥互层或薄砂厚泥组合为特征,砂岩顶底泥岩较发育,砂泥互层结构有利于泥岩中粘土矿物转化过程中分离出来的钙、铁、钾等离子进入毗邻的砂岩中,并在砂岩内富集和沉淀,从而形成碳酸盐胶结物。     

川东南地区志留系龙马溪组页岩微观孔隙结构特征

以川东南地区为例,运用氩离子抛光扫描电镜技术对龙马溪组页岩孔隙结构特征进行研究。结果表明,该地区龙马溪组页岩孔径主要为纳米级,孔隙可分为有机质孔、无机孔（微裂缝、微孔道、絮状物孔隙、晶间孔、晶内孔）,以有机质孔为主。结合前人研究成果,建立了泥页岩微观孔隙组合模式。通过氮气吸附实验,确定龙马溪组页岩气储层为Ⅱ类吸附曲线,表明其孔隙主要由纳米孔组成,结构具有一定的无规则(无定形)孔特征,颗粒内部孔结构具有平行壁的狭缝状孔特征,且含有多形态的其他孔     

煤层构造岩顶板稳定性初探

河南登封煤田郜城井田二₁煤层顶板为滑动构造形成的构造岩,岩石破碎,结构松散,极难管理。为寻求合理有效的管理方法,通过宏观观察、镜下鉴定和岩石组构分析等研究,该顶板自下而上可分为断层泥、断层角砾岩、构造破碎带和裂隙带;断层角砾岩分为张性角砾岩和剪性角砾岩,它们是在深层塑性形变的基础上迭加了后期浅层脆性形变的产物。通过工程地质特性试验,其泥化现象明显。针对断层泥软化、膨胀、崩解和泥化现象,应用短段、快速掘砌法施工,严格排水措施,减少岩帮暴露时间,岩帮开挖压力释放槽等方法减缓膨胀;对张性角砾岩围岩,采用工作面预注浆加固,先锚喷后作永久支护办法减少围岩松动;顶板采用密集木支柱支护或迫使冒落法管理。      

依兰达连河勘探区钻探使用泥浆类型的选择

在以水敏性地层为主的煤田钻探施工中,）中洗液起着相当重要的作用。KHM—CMC—PAM高聚物泥浆在依兰达连河矿区水敏性易塌地层中的应用,起到了维护孔壁的作用,保证了钻探过程孔壁的安全。     

科右中旗查干楚鲁矿区钻探施工中护壁堵漏的几点体会

介绍了科右中旗查干楚鲁矿区钻进中所采取的护壁堵漏技术措施。根据岩层及孔深情况采用了套管护壁堵漏、冲洗液护壁堵漏、水泥封孔护壁堵漏等,收到了良好的效果。特殊岩层护壁所采取的下飞管护壁安全可靠。羧甲基纤维素钠（CMC）＋水解聚丙烯酰胺（PHP）低固相泥浆形成的泥皮致密而坚韧,对孔内坍塌、掉块具有较高的抑制功能。钻杆内灌入水泥浆封孔的方法,可根据需要合理调节水灰比及惰性材料的大小,保证了封孔的效益和质量。各种护壁技术均效果明显,可进行推广使用。     

一起测井仪遇卡孔内事故的处理与教训

煤田钻孔终孔测井前大幅度调整泥浆性能,用稀泥浆循环冲孔,破坏了原孔壁的稳定性,引发破碎岩石掉块,造成测井探管遇卡,如果处理方法不当将造成事故的复杂化。通过实例叙述了探管遇卡的经过,分析了遇卡原因,从处理方案的确定到处理过程,总结事故处理经验与教训,为今后在施工中遇到类似情况提供可借鉴的经验。     

FGC－15型大直径单头潜孔锤钻具系统研制

大直径单头潜孔锤与三通道气水龙头、主动钻杆、三通道钻杆、加重导正器配套，可实现大直径潜孔锤碎岩钻进、泵吸反循环排渣、泥浆护壁、压气闭路循环等相结合的先进钻进工艺，是解决大直径硬质基岩及卵砾石钻进的有效机具。文中介绍了钻具研制过程及设计内容。     

柴家沟钼矿复杂地层岩心钻探技术

柴家沟钼矿地层破碎、裂隙发育、蚀变多样、涌水、完整岩石坚硬,而且地质设计要求大部分为斜孔,钻探施工中遇钻孔漏水、坍塌掉块、进尺缓慢、跑斜严重等技术难题。从钻孔结构、冲洗液配置、护壁堵漏、硬岩钻进、涌水地层加重泥浆的使用、立轴式钻机斜孔施工注意事项等方面总结了钻探施工经验。     

钾铵基聚合物泥浆在大同煤田复杂地层钻进中的应用

煤田地质钻探中,白垩系卵石层、多层采空区及泥岩地层是一大钻进难题。一是上部长孔段砂卵层胶结松散,易垮塌;二是下部泥岩水敏性强,膨胀性大,节理裂隙发育,极易产生缩径、造浆及不同程度的渗漏;三是多层采空区的护壁问题。针对这些问题,在大同煤田复杂地层钻进中,经反复实验选用了钾铵基聚合物低固相泥浆。实践证明,采用钾铵基聚合物低固相泥浆,可有效防止孔内坍塌、掉块、缩径,预防孔内事故,提高钻进效率,降低成本,达到了正常的钻进目的。     

A mineral quantification method for wall rocks at open pit mines,and application to the Martha Au–Ag mine,Waihi, New Zealand

Pit lakes that result from open pit mining are potential water resources or potential environmental problems, depending on lake water quality. Wall rock mineralogy can affect lake chemistry if surface water inputs and/or groundwater inputs and/or lake water in contact with submerged wall rocks react with the wall rock minerals. This study presents a mineral quantification method to measure the distribution and concentration of wall rock minerals in open pit mines, and applies the method to the Martha epithermal Au–Ag mine, Waihi, New Zealand. Heterogeneous ore deposits, like Martha, require a large number of wall rock samples to accurately define mineral distributions. X-ray diffraction analyses of 125 wall rock samples identified the most abundant minerals in the wall rocks as quartz, adularia, albite, illite, chlorite, kaolinite, pyrite and calcite. Distribution maps of these minerals defined 8 relatively homogenous areas of wall rock referred to as “mineral associations”: weakly-altered, propylitic, fresh-argillic, weathered-argillic, oxidized, potassic, quartz veins, and post-mineralization deposits. X-ray fluorescence, Leco furnace, and neutron activation analyses of 46 representative samples produced the geochemical dataset used to assign quantities of elements to observed minerals, and to calculate average mineral concentrations in each association. Thin-section petrography and calcite concentrations from Sobek acid-digestions confirm the calculated mineralogy, providing validation for the method. Calcite and pyrite concentrations allowed advanced acid–base accounting for each mineral association, identifying 3 potential acid-producing associations and one potential acid-neutralizing association. The results target areas, where detailed hydrologic and kinetic tests would be valuable in the next stage of pit lake evaluation. Detailed understanding of wall rock mineralogy will help strengthen predictions of pit lake water quality.     

福建煤田深孔钻探施工技术探讨

福建煤田地质构造复杂,断层发育,岩层极其破碎且较松软,泥岩受挤压破碎为薄片状或烂泥状,给钻探施工造成许多困难,比如泥页岩水化膨胀,孔壁失稳导致孔内坍塌严重等。采用绳索取心技术,优选金刚石钻头,科学确定泥浆配比和钻进参数,成功解决了这些孔内技术难题,提高了钻探效率,降低了生产成本,取得的施工经验可供该矿区或该类地层的钻探施工借鉴。     

硅质页岩岩粉侵入钻井液体系中泥饼性能研究

钻井液在页岩钻探中对维护孔壁稳定十分重要,其滤失形成的泥饼对保护储层同样有着举足轻重的作用。为了研究页岩岩粉侵入低固相钻井液中对泥饼基本性能的影响,选取湘西北硅质页岩岩粉为研究对象,通过正交试验设计并对结果进行了极差分析和方差分析。研究结果表明:岩粉的含量是影响泥饼厚度的主要因素;影响泥饼韧度的主要因素为滚动时间以及岩粉的粒径;质量分数为6%的200目岩粉在滚动6 h后形成的泥饼最薄;150目的岩粉在质量分数为6%时滚动12 h后形成泥饼的韧度最大;级配为（200+100）目时,质量分数为2%的岩粉滚动24 h后形成泥饼最薄;级配为（200+150）目时,质量分数为4%的岩粉在滚动12 h后形成泥饼韧度最大。研究结论对钻井液现场的固相控制有积极意义。      

LG植物胶泥浆在煤田复杂地层钻探中的应用研究

在河南省驻马店汝南县林楼一正阳县张楼一带的煤田勘探中，第三、第四系地层厚达700m，经常遇到水敏性粘土、砂质粘土、砂质泥岩、粉砂岩和卵砾石等地层，易造成缩径、超径、坍塌和掉块等孔内复杂情况。结合该地区的地层特征，采用新型LG植物胶泥浆来解决钻探的“瓶颈”难题。应用实践表明，LG泥浆起到了显著的抑制缩径、超径和防塌作用，大大减少了孔内事故的发生，提高了钻进效率。