沁水盆地南部高煤级煤储层孔隙分形特征

以沁水盆地南部的20个高煤级煤样品的压汞实验和煤岩煤质分析的结果为依据,探讨了孔隙分形维数的计算方法,分析了盆地南部地区高煤级煤孔隙分形特征。研究表明,高煤级煤孔隙分形无标度区为50nm~100μm,孔隙分维数在2.94~3.21,孔隙分维数与煤变质程度、孔隙度、大孔含量、体积中值孔径呈负相关关系,与中孔含量、吸附孔含量、退汞效率、灰分产率呈正相关关系,而固定碳含量、镜质组质量分数、挥发份产率、兰氏体积则以孔隙分维数3.05为拐点呈双U形或倒双U形变化。孔隙分维数可以作为反映高煤级煤储层吸附能力和解吸能力的一个重要参数,并依据孔隙分维数划分出该区富气易解吸区、富气难解吸区及含气解吸区。     

两淮煤田煤储层吸附孔孔隙结构及分形特征

为了定量表征两淮煤田(淮南和淮北煤田)煤储层吸附孔孔隙结构特征,基于低温氮气吸附实验数据及FHH模型计算了吸附孔分形维数D_1(相对压力0~0.5)和D_2(相对压力0.5~1),讨论了分形维数与孔隙结构、物质组成以及煤变质程度之间的关系。结果表明,研究区煤样低温氮气吸附回线可以划分为3类:Ⅰ类,孔隙以"墨水瓶"或"细瓶颈"形孔为主,煤样具有比表面积大、平均孔径小的特点;Ⅱ类,孔隙多为开放性较好的平行板状孔,煤样比表面积和总孔体积较低;Ⅲ类,孔隙以狭缝形孔为主,煤样总孔体积和平均孔径较大。D_1与比表面积呈较强的正相关关系,代表孔表面积分形维数,D_2和平均孔径、微孔含量分别呈高度的线性正相关和负相关,代表孔结构分形维数,不同吸附脱附曲线类型煤样的分形维数D_1呈现出Ⅰ类Ⅲ类Ⅱ类的规律,D_2则呈现出Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类的规律,D_1、D_2与水分、灰分均呈正线型相关,与煤的R_(o,max)的关系并不明显。     

高煤阶煤孔隙结构及分形特征

高煤阶煤与中低煤阶煤在孔隙结构特征方面存在明显差异,分形理论为定量描述高煤阶煤储层孔隙特征提供了有效手段。基于扫描电镜、压汞实验和孔渗测试,以华北地区最大镜质体反射率(Ro,max)在19%~295%之间的9个煤样为研究对象,采用分段回归的方法对各样品进行不同孔径段分形维数计算,并讨论了孔隙结构分形维数与孔隙体积百分比、Ro,max、孔隙度和渗透率的关系。结果表明,高煤阶煤微小孔发育,半封闭孔含量较高,孔隙连通性一般,且孔隙结构具有明显的分段分形特征,同一煤样的超大孔(孔隙半径r＞5 μm)、大孔(05 μm＜r＜5 μm)、中孔(005 μm＜r＜05 μm)和微小孔(r＜005 μm)的分形维数依次减小;各煤样超大孔、大孔、中孔分形维数均随Ro,max增加而增加,随对应孔隙体积百分比增加而减小;孔隙度或渗透率与超大孔、大孔和中孔、微小孔分形维数分别呈二次相关、线性正相关、负相关;各分形区间分形维数分布的偏度和峰度与孔隙度或渗透率分别呈高度正相关和负相关,这为高煤阶煤孔隙度、渗透率提供了理想的线性方程(y=ax+b)预测模型。     

塔里木盆地西南缘齐姆根-桑株河地区石炭-二叠系沉积特征及沉积相

早石炭世海侵范围较小，莫莫克以东为古岛，以西为向北西倾斜的水下隆起，为局限台地--开阔台地相清水碳酸盐岩和混积陆棚相沉积：晚石炭世早期海侵范围扩大．铁克力克古岛沦为水下隆起，莫莫克以西为较厚的混积陆棚相和滨岸相砂岩沉积．以东为局限台地-开阔台地相清水碳酸盐岩沉积；晚石炭世中期为稳定的海侵期，形成潮坪-局限台地．开阔海台地相清水碳酸盐岩沉积：晚石炭世晚期--一早二叠世早期为规模最大的海侵期，也是塔西南碳酸盐岩台地发育的鼎盛时期，其重要标志是形成了台地边缘礁滩相带，高能浅滩相最为发育．莫莫克以西地区下二叠统棋盘组为海陆交互相沉积、上二叠统达里约尔组为湖泊一河流相沉积．莫莫克以东地区下二叠统普司格组为河流-湖泊-扇三角洲相沉积、上二叠统杜瓦组为冲积扇-扇三角洲相沉积．     

鄂尔多斯盆地北缘石炭-二叠纪/侏罗纪煤储层特征对比分析

鄂尔多斯盆地北缘发育石炭-二叠纪和侏罗纪两套含煤岩系,探究两套煤储层特征的差异性,可以为该地区多套煤层共采提供理论参考,同时为深部煤层气和中低煤阶煤层气地质选区提供理论支撑。侏罗纪煤储层埋深较石炭-二叠纪煤储层浅,而厚度相当,前者以半暗-暗淡煤为主,后者以半亮-暗淡煤为主。研究区石炭-二叠纪煤储层孔隙度在3.60%~7.40%,以微孔为主,比表面积分布在10.24~14.22m2/g;渗透率为(23.20~26.00)×10~(-3)μm~2;而侏罗纪煤储层孔隙度一般大于22%,个别样品孔隙度接近30%,平均孔径较大而微小孔、中孔和大孔含量大致相当,比表面积0.50~1.53 m~2/g,渗透率在(20.40~28.00)×10~(-3)μm~2,相比于石炭-二叠纪煤储层,侏罗纪煤储层的孔隙度高、孔径大,对煤层气的开发更为有利。此外,研究区石炭-二叠纪煤储层兰氏体积分布在9.75~15.20 cm~3/g,平均11.47 cm~3/g;侏罗纪煤储层兰氏体积分布在6.23~18.74 cm~3/g,平均11.99 cm~3/g,与石炭-二叠纪煤储层相当。因此,整体上看,石炭-二叠纪与侏罗纪煤储层均有良好的物性特征,而侏罗纪煤层拥有更好的孔隙结构。     

埕东北坡石炭——二叠系储层特征

通过对埕东凸起北坡的石炭－二叠系储层和微观孔隙结构分析认为：储层物性受后期风化淋滤作用控制，层位越新，离断层越近，物性越好，反之物性差。物性界面与风化壳深度基本一致。储集空间以粒间孔、粒内孔为主，其次是微孔隙和裂隙，这些孔隙在三维窨相互配置，构成４种不同的孔隙组合类型。不同的孔隙组合类型具有不同的物性条件及产能。     

合肥盆地周缘石炭—二叠系碎屑岩储层特征及盆内储集性预测

合肥盆地周缘中石炭系－二叠系碎屑岩的成分成熟度和结构２成熟度较高，成岩后生作用强烈，特别是强的机械压实作用和成岩自生矿物的多期胶结作用，使其孔隙结构和储集物性变差。盆地南缘石炭系碎屑岩成岩强度更强，孔隙结构更差。碎屑岩的孔隙类型多样，以构造裂隙和次生孔隙为主，且裂隙和次生孔隙的形成呈多期性，先期形成的次生孔隙不同程度地被后期的自生矿物充填。     

青海柴达木盆地西南缘的石炭—二叠系过渡层及珊瑚组合序列

本文依据柴达木盆地西南缘打柴沟组所获的复体四射珊瑚化石,证实了该区有相当于黔西南“龙吟组”的地层存在。     

渤海湾盆地石炭-二叠系微量元素特征及其指相意义

本文采用ICP-MS测试分析技术,对渤海湾盆地4口钻井42件石炭-二叠系岩心样进行了Sr、Ba、Ga、V、Ni、Co等沉积环境敏感元素的系统测试分析,讨论6种元素含量及Sr/Ba、Ba/Ga、Ni/Co等比值的变化特征。除去5件样品中的异常点,测试元素大多数集中的变化范围:Sr (100~200)×10^-6,Ba (100~700)×10^-6,Ga (10~40)×10^-6,V (80~200)×10^-6,Co (5~30)×10^-6,Ni (15~45)×10^-6,Sr/Ba 0.2~0.9,Ba/Ga 2~20,Ni/Co 1~4。根据微量元素指标特点结合岩相资料,认为渤海湾盆地本溪组发育海相沉积,太原组发育过渡相沉积,山西组及其以上地层发育陆相沉积。元素指标中,Ba、Sr/Ba和Ba/Ga沉积环境指示意义显著,在判断渤海湾盆地石炭-二叠纪沉积相方面具有实用价值。     

阳泉新景矿高煤级煤的孔隙结构分形特征

分形理论是宏观上定量评价储层非均质性的有效手段。以阳泉新景矿高煤级煤样品压汞数据为基础,建立分形几何模型,定量描述了孔隙结构。实验结果表明：样品孔隙以纳米孔为主,孔径、比表面积及孔容也集中分布在纳米孔段。煤样孔径65 nm以上的孔隙具有显著的分形特征,分维值分布范围为2.89~2.99,体积增量呈现阶段式的变化,孔隙结构复杂;孔径65 nm以下孔隙几乎无分形特征,比表面积增量与孔径在对数坐标中呈线性关系;基于分形特征及分子运动规律,将储层孔隙以孔径65 nm为界划分为扩散孔和渗透孔2个大类6个小类。分维值与体积孔隙中值半径、总孔隙体积呈负相关,与孔径65 nm以上的孔隙体积、比表面积呈正相关,与孔隙度无相关性。分形分维值对储层结构具有较全面的表征能力,可以作为综合指标在煤储层孔隙研究中加以应用。     

渤海湾盆地石炭二叠系稀土元素特征及其地质意义

采集了渤海湾盆地周缘露头剖面和盆内钻井岩心的泥岩及少量灰岩样品,采用电感耦合等离子质谱技术对样品进行了系统的稀土元素测试分析。测试样品稀土总量平均值为290.39 μg/g ,明显大于北美页岩组合样。各样品δEu为0.42~0.83,平均0.67,中度Eu负异常;大多样品Ce含量正常,δCe为0.51~1.22,平均0.97。稀土元素配分模式总体为轻稀土富集、重稀土亏损型,轻稀土段曲线明显“右倾”,重稀土段则较为“平坦”。灰岩及部分泥岩中Ce的负异常指示了晚石炭世本区陆表海的沉积环境特点,古海水为氧化环境。根据稀土元素的Eu异常及总的元素组合特点,判断渤海湾盆地石炭—二叠系沉积物主要来自盆地北缘的阴山古陆,母岩类型为花岗岩。     

煤储层纳米孔隙结构及其瓦斯扩散特征

研究煤复杂发育的孔隙结构对揭示煤层气体赋存机理及扩散运移规律有重要意义.为了研究煤的纳米孔隙结构,利用SEM、液氮吸附、小角X射线研究了不同煤阶煤的纳米孔隙在形式和分布上的非均匀性.实验煤样煤基质中的孔呈多峰分布,且孔径范围主要集中在2~10 nm.煤样低温液氮吸附实验测得煤样的吸附量为3.676 cm3/g,煤样的比表面积为1.416 m2/g.以最可几孔径作为研究对象,在实验压力范围内,吸附压力越大,最可几孔径变大的越多;瓦斯气体在纳米级孔隙结构中的扩散模式以过渡型扩散为主,微孔更发达的煤样中,扩散更接近Knudsen型扩散,中孔更发达的煤样中,扩散更接近Fick型扩散;Knudsen数与温度呈负相关关系,温度高于250 K后,Knudsen数趋于稳定,与压强呈正相关关系,压强越大,扩散越容易.      

贵州金佳矿区煤储层孔隙结构及等温吸附特征

采用扫描电镜、压汞试验、等温吸附实验分析贵州金佳矿区8个主要煤层孔隙发育特征.煤储层发育较多的原生孔、气孔及张性裂隙,次生孔隙主要为粒间孔,矿物溶蚀孔、矿物铸模孔相对较少;压汞试验表明,3#煤层开放孔较多,压汞曲线为Ⅱ型,孔隙连通性较好;1#、7#煤层以微小孔为主,压汞曲线为Ⅰ型,孔隙连通性中等;其余煤层压汞曲线为Ⅲ型...     

渭北石炭二叠系煤中汞的含量及分布特征

采用原子荧光和化学分析方法,研究了渭北部分矿区石炭二叠系煤中汞的含量及汞在煤中的分布特征。结果表明,渭北石炭二叠系煤中汞含量较高,高于地壳中汞的平均含量(0.08×10-6)及已经报导的煤和石油中汞的含量(0.001×10-6~0.03×10-6)。煤中汞主要以HgS的形式存在,与煤中无机硫成正比关系。同时论述了煤中汞含量与灰分等的关系。      

应用分形理论研究煤孔隙结构

通过对淮南、淮北两个研究区内各煤矿不同煤级煤样进行的压汞法孔隙测量结果的分析，表明用分形维数可以表示煤的孔隙结构特征，而且煤孔隙体积分形维数随着变变质程度的增高而减小，渗透性随煤级的增加而减弱。     

渤海湾盆地源于石炭-二叠系的煤成气成因特征和潜力分析

渤海湾盆地是叠合在华北地台上的含油气盆地,随着勘探的深入发展,陆续发现了一些源于石炭-二叠系的煤成气资源。作者通过地球化学研究,认为具有成藏意义的煤成气是古近纪以来二次生烃过程中生成的,并且发现现今的低突起、斜坡带和洼陷带是煤成气生成和聚集有利区带。由于断裂发育,煤成气常与上覆沙河街组生成的油型气混合成藏,作者通过统计各盆地I、II和III型有机质生成的甲烷和乙烷碳同位素分馏情况,给出了煤成气和油型气鉴别图版,可以判别是否为二者的混合气。利用一级反应动力学,预测了5种构造单元煤成气生成率,发现隆起区和凸起区没有二次生气过程,洼陷带生气率已超过80％,斜坡带和低突起正处于快速生气期、并有轻质油生成。这些为进一步认识渤海湾盆地煤成气聚集和勘探潜力提供了依据。     

沁水盆地西南缘石炭-二叠纪含煤岩系层序地层及聚煤特征

沁水盆地石炭-二叠系含煤地层,其空间展布受沉积环境和层序地层的控制。以沁水盆地西南缘为研究对象,利用岩心、钻井等资料分析含煤地层岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征,得到以下认识:①石炭-二叠系主要由粗砂岩、中细砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩和可燃有机岩组成,发育三角洲平原相、三角洲前缘相等三角洲沉积体系及障壁-滨外陆棚沉积体系;②识别出区域不整合面、下切谷冲刷面及沉积体系转换面等3种层序界面,将石炭-二叠系含煤地层划分为3个三级层序,并进一步划分出低位、海(湖)侵及高位体系域,其中层序Ⅰ、层序Ⅲ中发育厚度稳定的可采煤层;③障壁-滨外陆棚环境下煤层在层序地层格架中位于最大海泛面附近,三角洲平原环境下煤层位于湖侵体系域早中期,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡条件下,形成厚层煤层。     

华北石炭—二叠系煤的孔渗特征及主控因素

煤的低孔、低渗问题已经成为制约我国煤层气勘探和开发的关键问题之一。选取华北河东、渭北、阳泉、晋城、大同和两淮等6个煤田,通过煤岩学特征测试、微裂隙分析和低温氮孔隙结构分析,对该区煤的孔渗发育特征及其控制机理进行了系统研究。华北地区煤的孔隙度在2%～10%之间,孔隙度的大小主要受3次煤化作用跃变所控制,在Ro,r约为1.2%附近达到最小值。矿物充填作用在一定程度上降低了煤的孔隙度。华北地区煤的渗透率一般都在5×10-3μm2以下,渗透率与孔隙度呈显著的幂指数关系。无烟煤以微孔为主,孔隙度都在6%以下,渗透率的大小主要取决于裂隙的发育程度;而中低煤级煤的渗透率不仅受裂隙影响,也受煤中各级孔隙发育的影响较大。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构及分形特征

通过铸体薄片、扫描电镜观察、物性测试及高压压汞实验等手段,对苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构进行了精细刻画及分类表征,计算了各类致密储层的分形维数并阐明了分形特征对于研究致密储层渗流特征的意义。结果表明:鄂尔多斯盆地苏里格地区上古生界下石盒子组致密砂岩储层孔隙度普遍小于12%,渗透率大多小于1×10~(-3)μm~2,储层孔隙结构复杂,主要发育粒间溶孔及粒内溶孔,同时可见少量的原生粒间孔、黏土微孔和微裂缝;研究区储层孔隙结构组合可划分为3种:大孔隙主导的Ⅰ型孔隙结构、小孔隙主导的Ⅱ型孔隙结构及大孔隙和小孔隙共同控制的Ⅲ型孔隙结构;储层宏孔的分形维数为2.941 6～2.994 0,中孔的分形维数为2.546 8～2.921 1,微孔的分形维数为2.053 6～2.893 5,说明孔隙结构的复杂程度为宏孔中孔微孔;在计算致密砂岩储层宏孔分形维数时,应注意对孔隙形态进行合理的简化,以避免在计算过程中造成较大误差;微孔分形维数小于2.5的储层渗透率通常小于1×10~(-3)μm~2,说明微孔数量多的储层渗流能力通常较差,而形态规则、分布均匀、受胶结物与自生黏土矿物改造较弱的、宏孔发育的、致密储层有利于天然气的充注与储集。     

韩城矿区构造煤纳米级孔隙结构的分形特征

构造变形可以引起煤纳米级孔隙结构的变化,变形机制的不同对孔隙结构的影响程度也不同。煤的孔隙非均质性极强,传统实验方法难以准确地描述孔隙结构的复杂性,而分形理论提供了描述这一复杂性的量化方法。基于渭北煤田韩城矿区不同类型构造煤的低温氮吸附实验,采用分形FHH方法,定量表征了构造变形对煤纳米级孔隙结构的影响程度。结果表明:韧性变形煤比脆性变形煤的孔隙分形维数高,孔隙结构复杂,非均质性增强,导致毛细凝聚效应增强,吸附滞后突出;构造煤分形维数随着平均孔径的降低和中孔含量的升高而增大,说明构造变形程度越大,平均孔径越小,孔隙结构越复杂。研究认为,分形维数定量反映了煤构造变形的强弱,可以指示煤中纳米级孔隙结构的变形程度。