红层的微观结构与工程地质特性研究

本文应用扫描电镜、ｘ─衍射、压汞试验及力学强度试验等方法，研究了兖州及徐州地区红层的物质组成、孔隙结构、力学强度及膨胀和崩解特性，初步探讨了红层对煤矿建井与煤层开采的影响。     

滕县、兖州煤田红层的富水性及其对煤炭开采的影响

在滕县、兖州含煤盆地内,上侏罗统红层直接覆盖于二叠、石炭系煤系地层之上,在勘探时期曾被归为隔水层。本文通过现场资料分析和大量室内测试结果,系统研究了本区红层的化学成分和矿物组成、储水空间和分布特征及其红层地下水对煤矿开采的影响。作者得出下列结论:在岩性和构造适宜地段,红层中可以赋存较为丰富的地下水,他们既是许多煤矿的供水水源,又对煤矿的开采构成充水威胁,并通过采动裂隙引发突水事故。     

四川盆地红层区地下水主要赋存特征及影响因素--以南充市为例

以南充为代表的川东北丘陵红层区特殊的地质地貌和气候特点,导致该地区地下水的发育、赋存具有一定的特殊性。地下水赋存以裂隙性为主,决定红层富水性的重要因素是含水层的自身条件,水文网的发育、展布及气象等因素也对地下水的形成、分布与储存、富集具有一定的影响。     

红层软岩遇水作用的孔隙结构多重分形特征

红层软岩内部孔隙具有随机、多样化的分布特点,孔隙结构的变化是影响其宏观力学性能的关键所在。由SEM扫描电镜获取岩样不同饱水时间下的细观结构图像,根据盒维数法计算出孔隙的分形维数,发现随着饱水时间的加长,孔隙的分形维数呈现增大趋势。同时对孔隙的数量、大小进行统计分析,得出不同饱水时间下岩样内部孔隙的分布特征。基于多重分形理论,采用统计矩的方法对孔隙结构进行定量表征。结果表明,孔隙结构的分配函数与q阶次趋于线性关系,验证了该结构的自相似性与无标度性,由广义分形维数D(0)>D(1)>D(2)说明了孔隙具有多重分形特征,由多重分形谱参数分析了孔隙结构的不规则性与复杂程度,更好地表征孔隙大小各异的分布情况。结合孔隙结构的多重分形特征与岩样抗压强度,建立起孔隙结构变化与其力学性能的关联性,对研究红层软岩的损伤过程具有一定的指导意义。     

鄂尔多斯盆地东缘煤储层微孔隙结构特征及其影响因素

在对鄂尔多斯盆地东缘58套采自不同层位不同地域煤样显微组分测试和低温液氮比表面测试的基础上,从比表面积、吸附曲线形态、阶段孔径结构分布、阶段孔径比表面积贡献、FHH分形特征几个方面刻画了煤储层微孔隙特征。同时,就“孔比表面积—孔隙结构—煤物质组成与化学结构”这一因果链,分析了鄂尔多斯盆地东缘煤微孔隙特征与煤变质程度、煤岩显微组分以及矿物组分与类型的关系。研究发现,Ro在0.60%~1.91%范围内,比表面积及FHH分形分维数先明显降低,Ro至1.3%后又略有回升,同时吸附回线“滞后环”及分形尺度对应的压力范围明显减小,孔径3~4 nm“墨水瓶”型孔明显减少乃至消失,并成为比表面积减少的主要贡献者。在相似煤级条件下,惰质组分较镜质组分有更多的比表面积贡献。粘土矿物组分含量>10%时,孔径3~4 nm“墨水瓶”型孔对比表面贡献明显,且随煤级增高影响作用相对加大。     

莫里青断陷双阳组储层孔隙特征及影响因素分析

伊通盆地莫里青断陷储层发育六种孔隙类型，其中以溶蚀粒间孔隙、溶蚀粒内孔隙和填隙物内孔隙为主。孔隙结构类型主要有四种，以ⅢA、ⅢB级为主。研究表明在相同的成岩作用条件下，本区沉积相带控制着孔隙结构的平面分布特征；而在同样的沉积环境控制下，成岩作用对储层孔隙结构的纵向发育特征有着重要的影响。     

桂南红层岩溶及其发育控制因素探讨

桂南红层岩溶形态主要表现为岩溶缓丘、地下溶洞、岩溶泉以及地下河、天窗等。在地下50m深度范围,溶洞高0.5～3m,多为无充填溶洞,发育数量随深度增加而减少。岩溶泉类型有上升泉和下降泉,泉水流量变化较大。目前尚未发现仅由红层作为含水层的地下河。桂南红层岩溶的发育程度及形态特征与岩性、构造及水文地质条件有关。红层岩溶主要发育于红层盆地边缘的钙质砾岩中。红层的层组结构可分为单一型和互层型,单一型岩溶发育相对强烈,互层型以岩溶顺层发育为特征。通常,在可溶岩与非可溶岩接触带附近红层溶洞发育;在断裂破碎带以及河谷地带红层岩溶发育强烈,溶洞规模较大。     

云南大河煤矿区中深部煤层气特征及含气量影响因素分析

通过对煤层气参数测试井实测含气量、镜下鉴定及收集等温吸附性实验数据等方法,对大河煤矿区煤储层煤岩煤质、渗透率、含气性等进行研究。研究表明,大河煤矿区浅部以低煤级的肥煤为主,深部以中、高煤级的焦煤、瘦煤为主。大部分可采煤层渗透率<1mD,煤层气含气饱和度14.17%～68.91%,储层压力梯度0.62～1.07 MPa/100m,临界解吸压力0.26～3.03MPa,煤层气含气量主要受聚煤环境、煤层厚度、埋深、构造等地质因素的影响。     

山东兖州煤田杨庄井田断层构造特征及其对生产的影响

兖州煤田为鲁西南地区的主要煤田之一,属华北大型聚煤盆地的一部分。杨庄井田位于兖州煤田的西北翼,总体呈倾斜的单斜构造,井田内构造以断层为主,近SN向,NE—NEE向和NW-NWW向3组断层互相切割,致使煤层错动,影响工作面和巷道的布置,局部煤炭资源甚至无法开采。故应采取探采结合的方式,查明断层的分布规律和延展方向,以充分合理地开发煤炭资源。     

山东兖州煤田杨庄井田断层构造特征及其对生产的影响

兖州煤田为鲁西南地区的主要煤田之一,属华北大型聚煤盆地的一部分.杨庄井田位于兖州煤田的西北翼,总体呈倾斜的单斜构造,井田内构造以断层为主,近SN向,NE-NEE向和NW-NWW向3组断层互相切割,致使煤层错动,影响工作面和巷道的布置,局部煤炭资源甚至无法开采.故应采取探采结合的方式,查明断层的分布规律和延展方向,以充分合理地开发煤炭资源.     

兖州矿区侏罗系红层水文地质特征研究

侏罗系红层水是兖州矿区主要水害之一。为防治红层水害,对兖州矿区红层的物质组成、红层孔隙微观特征及分形特征、红层的渗透性、岩石力学特征、采动条件下覆岩破坏高度数值模拟、采动条件下红层裂隙的发育规律与渗透特征、红层突水判别模式及突水危险性分区等进行了研究,建立了红层突水判别模式,得到兖州矿区红层突水危险性分区图,对类似条件矿区的水害防治具有一定的参考价值。     

准噶尔盆地车排子地区侏罗系低渗砂岩储层孔隙结构特征及影响因素

本文利用钻井取芯资料和铸体薄片、扫描电镜、X衍射等分析化验资料,对准噶尔盆地车排子地区侏罗系低渗储层的孔隙结构特征及影响因素进行了研究.结果表明:该区孔隙类型多样,孔径中等偏小;排驱压力和中值毛管压力偏高,喉道细小;孔喉分选较差、连通性较差、孔隙结构非均质性强.孔小喉细、渗透率低的主要原因有三方面:原始孔渗条件差;砂岩粒径大小不一、岩屑含量高、普遍含塑性岩屑、含煤导致压实作用强;溶蚀对象主要是颗粒,对孔隙和喉道改善作用不大,同时溶蚀产物不能有效迁移,堵塞孔喉,降低渗透率.     

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...     

青海聚乎更矿区三露天井田中侏罗统沉积环境

青海聚乎更矿区是全球陆域中纬度地区天然气水合物的首要发现地,水合物储存层位主要为该矿区三露天井田的中侏罗世含煤岩系。依据钻孔岩心及测井曲线,对该矿区三露天井田含煤岩系进行沉 积环境分析,在单孔沉积相及沉积相断面图分析的基础上,重建研究区的岩相古地理格局。木里组下段岩性主要为细砾岩、含砾粗砂岩及粗砂岩等粗粒岩石,以辫状河为主的沉积环境;木里 组上段岩性以厚层砂岩与厚层煤层互层为特征,反映了水体逐渐加深的过程中发育三角洲为主的沉积环境;江仓组下段以细粒砂岩及泥岩互层夹薄煤层为特征,反映水体进一步加深过程中的三角洲前缘和滨浅湖环境;江仓组上段以油页岩、暗色泥岩为主,含有瓣鳃类化石,反映湖泊为主的沉积环境。     

兖州西部奥陶系水文地质特征

华北地区奥陶系厚度大,富水性强。本文以兖州西部水源地勘探、抽水试验资料为基础,通过对奥陶系的水文地质特征的综合研究,将奥陶系含水岩组划分为7个含水层段。该方案在鲁西南的水文地质勘探中已得到了普遍应用。      

河南义马地区页岩气储层孔隙非均质性

运用高压压汞、液氮吸附及渗透率测试等实验,利用极差、突进系数、变异系数等参数,表征煤系页岩孔渗特征及孔隙层间非均质性,分析孔隙层间非均质性主控因素。结果表明:河南义马地区上、下石盒子组泥页岩微孔与小孔较为发育,山西组大孔较为发育,分别提供了气体吸附附着面积和储存运移空间;上石盒子组孔容与孔径相对偏差最小,孔隙分布均匀,山西组比表面积相对偏差最小,表面积分布均匀;随围压增大,渗透率不断降低,且满足负指数相关关系;渗透率级差、突进系数和变异系数显示下石盒子组渗透率非均质性较弱,山西组渗透率非均质性很弱,更易于压裂开发。非均质性宏观上主要受沉积物质组成和构造改造作用影响,微观上受成岩演化影响。     

兖州田庄矿11610工作面开采上限的研究

为了11610工作面生产的接续，田庄矿根据已有资料及邻近矿井资料，结合数值模拟分析提出了覆岩开采破坏规律，提高了煤矿开采上限。     

黄陇煤田转角勘查区煤的微观孔隙结构特征及其影响因素

煤的微观孔隙结构特征是煤储层特征的重要研究内容之一。选取黄陇侏罗纪煤田转角勘查区4个典型低阶煤样品为研究对象,以煤质特征研究为基础,进行压汞和液氮吸附实验,获取了不同测试方法的煤孔隙结构参数。根据两种测试方法的优缺点在孔径50nm处采用曲线拼接法进行联合,分析了全孔径段的比表面积和孔隙体积分布。结果显示:煤的比表面积主要分布在微孔、小孔和中孔三个区间,呈现“三峰”特征,表现为微孔>小孔>中孔>大孔的分布特征;孔隙体积主要分布在微孔、小孔和大孔。灰分含量和阶段孔径比表面积和孔隙体积具有较好的相关关系,但相关性强弱不同,总体显示和微孔、小孔及中孔呈正相关关系,而与大孔孔隙呈负相关关系,灰分含量与微孔、小孔的影响最大。显微组分中的镜质组和壳质组含量与大孔比表面积和孔隙体积呈正相关关系,与微孔、小孔呈负相关关系;惰质组含量与大孔孔隙比表面积和孔隙体积呈负相关关系,和微孔、小孔呈正相关关系。     

中梁山矿区煤的孔隙特征及其对吸附性的影响

为了研究中梁山矿区煤的孔隙性、吸附性特征,选取8组煤样分别进行煤镜质组反射率测试、压汞实验和高压等温吸附实验分析。研究表明：（1）大孔和微孔对煤总孔容的控制明显,过渡孔和中孔影响小,微孔对煤比表面积的贡献最大;（2）煤中孔隙以开放孔为主,并具有相当数量的半封闭孔,孔隙连通性总体较好;（3）在中低煤级阶段,一般煤的孔隙度、孔容和比表面积均随变质程度的增大而减小;（4）煤的最大吸附量与总孔容、总比表面积呈正相关性。