东海西湖凹陷古近系砂岩骨架颗粒构成及控制因素

通过对西湖凹陷砂岩岩石薄片资料的研究,分析成岩作用过程中长石含量、Q1/(F1+R1)、F1/R1等敏感的矿物指数,并结合水动力学背景、物源特征,探讨了砂岩骨架颗粒横向及垂向差异控制因素。在横向上,由于平湖组至花港组沉积时期西湖凹陷为宽缓地貌、水动力背景相近,砂岩骨架颗粒在东西方向上没有显著变化;砂岩骨架颗粒南北向差异较大,成分成熟度却相似,可能与南北物源差异和铝硅酸盐矿物的溶解影响有关。在纵向上,受物源区距离、堆积速度等方面的差异影响,从平湖组到花港组,砂岩的成分成熟度降低。花港组和平湖组下部地层段长石减少主要与两个主要烃源层的有机酸性流体对长石等铝硅酸盐的溶解作用有关。     

颗粒体系中的骨架及力链网络

颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系,具有非连续和接触耗散等基本特征,其物理机制研究是近20年科学前沿之一。砂土就是典型的颗粒物质,土体中的有效应力是作用在土体骨架上的平均应力,土体变形主要来源于骨架上的颗粒位置,但对土体骨架并没有一个清晰的物理描述。近期颗粒物质力学研究认为,体系中颗粒相互接触形成的网络结构是外荷载传递路径的物理基础,可能就是土力学所指的骨架。同时还发现,较大的力通常沿着准直线的路径传递,人们常把传递较大力、与该准直线路径对应的若干颗粒组成的链状结构,称为强力链;弱力链则传递较小力。力链结构及其演变规律的描述是颗粒物质研究的核心之一。以单轴侧限压缩数值模拟为例,对比说明了土体颗粒骨架与力链结构的关系,明确提出强力链网络决定颗粒体系的宏观力学行为。     

长石砂岩中长石溶解作用发育机理及其影响因素分析

松辽盆地和辽河盆地的砂岩储层中长石含量很高，次生孔隙主要是由长石颗粒溶解后形成的。本文运用扫描电镜、Ｘ衍射、氧碳稳定同位素等分析方法，对研究区砂岩储层中长石溶解作用发育状况以及溶解物质的迁移与沉淀的影响因素进行了分析，阐明了泥质岩在成岩过程中由于粘土矿物和有机质演化所释放出来的富含有机酸溶液对砂岩中长石溶解作用的发育产生着重要影响。     

砂岩常规三轴的颗粒流数值模拟

以砂岩的室内试验数据为参照,使用颗粒流数值程序PFC3D,建立刚性颗粒组成的模型.通过设置颗粒接触模量、颗粒刚度比和接触粘结强度等细观力学参数,得到有合适宏观力学反应的模型.通过数值模拟获得砂岩微裂隙发展的过程,得到不同围压下砂岩的应力-应变曲线,反应出砂岩试样的弹性模量随围压增大而增大的性质.结果表明,PFC3D程序能够较好地模拟荷载作用下岩石的细观力学特性和宏观力学反应.     

基于分形理论的致密砂岩渗透率预测模型

渗透率是决定致密砂岩储层渗流能力并最终决定产能的关键因素。【目的】由于致密砂岩储层孔隙结构复杂、非均质性强,其渗透率变化范围大,预测困难,亟需开发适用于致密砂岩的渗透率预测模型。【方法】以塔里木盆地库车坳陷KS2气藏白垩系巴什基奇克组致密砂岩为研究对象,综合物性测试、薄片鉴定、扫描电镜成像分析、高压压汞技术、核磁共振技术及分形理论,对致密砂岩孔隙结构进行定性、定量表征。【结果】基于分形理论,充分考虑孔隙结构非均质性对渗透率的影响,提出了两个新的、基于分形理论的致密砂岩渗透率预测模型。【结论】与r_apex渗透率预测模型相比,r₂₀分形模型、SDR₍(>40))分形模型的渗透率预测精度分别提升了42%与20%。     

砂岩中次生孔隙的特征

沉积物的成岩作用是近十多年来重要的研究课题.砂岩的成岩作用随着石油的开发利用在研究的深度和广度上都得到一定程度的发展,在次生孔隙的研究方面施密特(Schmidt)等人开劈了新的领域.他们多年来,在大量资料的基础上,对次生孔隙的成因、鉴定特征、相互转化及相互关系等方面都做了一系列较有成效的研究工作,并在实践中得到了验证.今年八月施密特博士与赫斯教授应邀来到我国,在成都进行了为期10天的讲学.施密特博士侧重介绍砂岩成岩年用,又重点阐述了次生孔隙的种种特征.本文将概要介绍他有关次生孔隙的讲学内容.     

压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合影响的数值模拟

在自主研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中引入Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型,针对一个假设的实验室尺度且位于非饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置模型,拟定两种计算工况：（1）孔隙率和渗透系数是压力溶解的函数;（2）孔隙率和渗透系数均为常数,进行4 a处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力的变化、分布情况。研究结果表明：工况1计算终了时,压力溶解使得孔隙率和渗透系数分别下降到初始值的43%～54%、4.4%～9.1%。在核废料释热温度场的作用下,工况1、2中的负孔隙水压力分别为初始值的1.00～1.25倍、1.00～1.10倍,前者表现了压力溶解的明显影响;两种工况的岩体中的应力量值及分布基本相同。     

矿产品中污染物溶解释放研究进展

我国原矿、精矿消费量和尾矿产出量巨大,这些矿产品中有毒有害污染物的溶解释放(称为"溶出")已经成为一个普遍存在的环境问题。本文阐述了目前国内外矿产品污染物溶出的研究现状,总结了研究矿产品中污染物溶出最常用的四种模拟试验方法(湿度室试验、淋滤柱试验、静态浸泡试验、萃取试验)的应用进展。湿度室试验可模拟自然风化过程,确定污染物溶出速率和产物;淋滤柱试验可模拟降水和喷淋过程,提供污染物吸附和解吸附动力学依据;静态浸泡试验可模拟被水浸泡过程,探明溶出规律和产物;萃取试验可对污染物进行形态分析,评估介质中污染物的流动性、稳定性等。污染物溶出的各种影响因素由强到弱依次是pH值、淋溶浸泡时间、温度、固液比、矿石粒径,多数情况下pH值越大、浸泡时间越长、温度越高、固液比越小、粒径越小越有利于污染物的溶出。溶出是一个长期和具有潜伏性的过程,其内部发生一系列物理化学反应,显示出与扩散效应不同的规律。目前这方面的研究对象还主要集中于废弃的尾矿,对经运输、堆放并在人类生活区使用的原矿、精矿产品的污染物溶出有待进一步研究,需要对其溶出污染进行预测和评估,采取有效措施控制和治理矿产品的污染。     

砂岩骨架与孔隙度的相关性研究——以龙门山中段须家河组为例

通过对川科一井、WFSD-1、WFSD-3井的岩芯资料以及露头标本的测试研究表明:龙门山前陆盆地须家河组砂岩主要由陆源碎屑颗粒、自生非黏土矿物及黏土矿物构成。通过对其孔隙度的大小计算,以及孔隙度与砂岩骨架成分的相关性研究,本文认为,龙门山前陆盆地为陆相盆地,空间展布面积较小、物源区距离较近,沉积相迅速变化导致了研究区砂岩特殊的内部组成、成分与孔隙度的特殊关系。因而指出:研究区致密砂岩成分配比适合孔隙发育,孔隙度随成分线性变化,是天然气藏潜在的有利储层。     

压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合作用的弹塑性有限元分析

将Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型引入笔者所研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中,并使用摩尔-库仑准则,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库模型,拟定弹性分析和弹塑性分析两种计算工况,进行4 a处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力及塑性区的变化、分布情况。结果主要显示：弹塑性分析中由于应力调整和增大了分子扩散系数,使得塑性区的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀有明显的变化,并对渗流场（孔隙水压力及流速）和应力场产生显著的影响。但两种工况弹性区中的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀差别较小。     

砂岩骨架与孔隙度的相关性研究——以龙门山中段须家河组为例

通过对川科一井、WFSD-1、WFSD-3井的岩芯资料以及露头标本的测试研究表明:龙门山前陆盆地须家河组砂岩主要由陆源碎屑颗粒、自生非黏土矿物及黏土矿物构成。通过对其孔隙度的大小计算,以及孔隙度与砂岩骨架成分的相关性研究,本文认为,龙门山前陆盆地为陆相盆地,空间展布面积较小、物源区距离较近,沉积相迅速变化导致了研究区砂岩特殊的内部组成、成分与孔隙度的特殊关系。因而指出:研究区致密砂岩成分配比适合孔隙发育,孔隙度随成分线性变化,是天然气藏潜在的有利储层。     

颗粒包膜在深埋藏砂岩储层原生孔隙保存中的意义

埋藏条件下颗粒包膜对原生孔隙的保存机制是深埋藏砂岩储层原生孔隙演化的关键机制,但不同类型颗粒包膜的成因机制及其在深埋藏砂岩储层原生孔隙保存中的意义颇具争议。本文系统介绍了自生绿泥石包膜、微晶石英包膜和其它类型颗粒包膜的基本特征、成因机制及其对深埋藏砂岩储层质量的影响。目前,自生绿泥石包膜和微晶石英包膜对深埋藏砂岩储层原生孔隙的良好保存作用已经越来越被接受和认同,但自生伊利石、混层粘土、沥青和蛋白石等其它碎屑颗粒包膜的原生孔隙保存作用仍缺乏足够的说服力。对不同类型颗粒包膜本质的模糊认识是当前开展深入研究的现实瓶颈,尤其需要加深对深埋藏储层砂岩原生孔隙保存过程中颗粒包膜形成和演化的理解,以提高油气勘探中钻前储层质量预测的准确性。     

砂岩中重矿物的成因意义

砂岩形成过程中,不同的物源区、构造演化、风化剥蚀、古地貌与古气候以及古环境等多种因素都会影响其重矿物的分布,因此,研究砂岩中重矿物的分布特征,对于物源、构造演化和沉积环境的分析有着重大的意义。通过查阅文献和资料整理等方法,笔者对砂岩中重矿物组合特征、分布规律、重矿物特征指数、物化性质、含量变化等在物源分析、构造演化响应、指示沉积环境等方面的研究意义进行了综述和整理。笔者认为:复杂地质工作中,砂岩沉积物分析研究应结合其重矿物成因意义,进行总体评价和综合研究,将会得到更接近地质事实的结论。如物源分析方面除了综合考虑重矿物特征以及重矿物特征指数外,还应运用判别图解;重矿物信息的综合分析研究是反演盆地的构造活动是一种非常有效的手段;砂岩中重矿物的组合特征、分布规律和物化性质等可为反演其沉积环境提供有效的依据。     

砂岩中重矿物的成因意义

砂岩形成过程中,不同的物源区、构造演化、风化剥蚀、古地貌与古气候以及古环境等多种因素都会影响其重矿物的分布,因此,研究砂岩中重矿物的分布特征,对于物源、构造演化和沉积环境的分析有着重大的意义。通过查阅文献和资料整理等方法,笔者对砂岩中重矿物组合特征、分布规律、重矿物特征指数、物化性质、含量变化等在物源分析、构造演化响应、指示沉积环境等方面的研究意义进行了综述和整理。笔者认为:复杂地质工作中,砂岩沉积物分析研究应结合其重矿物成因意义,进行总体评价和综合研究,将会得到更接近地质事实的结论。如物源分析方面除了综合考虑重矿物特征以及重矿物特征指数外,还应运用判别图解;重矿物信息的综合分析研究是反演盆地的构造活动是一种非常有效的手段;砂岩中重矿物的组合特征、分布规律和物化性质等可为反演其沉积环境提供有效的依据。     

砂岩中重矿物的成因意义

砂岩形成过程中,不同的物源区、构造演化、风化剥蚀、古地貌与古气候以及古环境等多种因素都会影响其重矿物的分布,因此,研究砂岩中重矿物的分布特征,对于物源、构造演化和沉积环境的分析有着重大的意义。通过查阅文献和资料整理等方法,笔者对砂岩中重矿物组合特征、分布规律、重矿物特征指数、物化性质、含量变化等在物源分析、构造演化响应、指示沉积环境等方面的研究意义进行了综述和整理。笔者认为:复杂地质工作中,砂岩沉积物分析研究应结合其重矿物成因意义,进行总体评价和综合研究,将会得到更接近地质事实的结论。如物源分析方面除了综合考虑重矿物特征以及重矿物特征指数外,还应运用判别图解;重矿物信息的综合分析研究是反演盆地的构造活动是一种非常有效的手段;砂岩中重矿物的组合特征、分布规律和物化性质等可为反演其沉积环境提供有效的依据。     

鄂尔多斯盆地大牛地地区致密砂岩石英溶解作用及其对优质储集层的影响

储集层孔隙成因机制是致密砂岩储集层评价和预测必须解决的基本问题。本文以储集层微观分析为基础,对鄂尔多斯盆地大牛地气田石炭-二叠系致密砂岩储集层孔隙成因类型及其和优质储集层成因的关系进行了研究。结果表明,研究区致密砂岩储集层中碎屑石英颗粒存在明显的直接溶解现象,并形成了以石英溶解为主的储集空间类型,这种石英溶解是碱性成岩环境作用的结果,致密砂岩储集层的发育程度仍然和孔隙度以及组分的溶解作用有密切关系,碱不稳定矿物的溶蚀量一般为1%~23%,石英溶解型孔隙对储集层孔隙的贡献率一般可以达到60%~90%,碱溶蚀量达到5%以上时有利于优质储集层的形成;石英溶解作用较强的位置主要是颗粒边部的粒间孔隙周围,这种类型的溶解形成于储集层经历较强的压实成岩改造之后,所形成的溶解孔隙在后期的持续性压实过程中损失程度较低;石英溶解作用的强弱决定了储集层物性的最终发育程度以及优质储集层的形成。     

对颗粒流理论的一点认识

本文谈对颗粒流理论的一点认识,认为:拜格诺尔德的试验是对用液体紊流运动理论分析颗粒流的验证,拜氏关于河床砾石起动的公式是无粘性透水滑体下滑力与抗滑力计算公式的另一种形式,颗粒流理论不适用于土流、泥石流、解冻边坡破坏和大型高速滑坡等地质灾害的研究。