页岩储层-超临界CO2-模拟压裂液相互作用实验研究及其环境意义

近年来,页岩气作为一种重要的非常规天然气来源,逐渐成为国内外关注的热点。当前的研究工作总体侧重于页岩气开采技术的改进与环境监测,对页岩气开采过程中水岩相互作用还少有报道。本文采用模拟实验,选取储层页岩样品,在温度90 ℃、压力10 MPa环境下,开展了CO2压裂液页岩相互作用实验研究。主要探讨页岩气开采过程中,由于常规水力压裂液以及后期超临界CO2的增注,造成的储层岩石矿物的变化以及返排液成分的变化。实验结果显示：压裂液能使岩石矿物发生溶蚀,超临界CO2的存在会进一步加剧溶蚀反应的进行,促使孔隙变大并产生更多的微孔隙,为页岩气提供更多的运移通道,有利于油气的运移。但是,存在的环境威胁不容忽视：一方面,岩石中会溶解出大量的Ca、Mg、Si元素和少量Fe、Mn等金属元素,超临界CO2、富有机质页岩以及压裂液中表面活性剂等物质在高温高压酸性环境条件下,容易生成挥发性有机物残留在地层中,极有可能沿着岩石破碎的孔隙、断裂发生迁移或泄露,从而对地下含水层造成污染;另一方面,多种成分进入高矿化度溶液体系经返排回到地表,也会增大处理返排液的难度。本文取得的实验数据和成果有助于理解页岩气储层在开采过程中可能发生的水岩相互作用过程及其潜在的环境风险。     

四川都江堰三溪村710高位山体滑坡研究

2013年7月10日上午10时,四川都江堰市中兴镇三溪村受极端暴雨影响发生高位山体滑坡灾害,滑坡-碎屑堆积体方量超过150104m3,其中1#滑坡-碎屑堆积体长度1.26km,造成三溪村一组重大人员伤亡。笔者在野外实地调查和室内研究分析的基础上,总结了都江堰三溪村滑坡的基本特征,研究了其启动运动机制和滑动速度,主要认识如下:（1）该滑坡为一处高位山体滑坡,后缘白垩系砂砾岩地层高速滑动后剧烈撞击-铲刮-偏转后铲动坡体上的松散堆积层而形成高位山体滑坡-碎屑流灾害。（2）根据滑坡的运动及堆积特征,将1#滑坡划分为砂砾岩滑动区、碰撞铲刮区和碎屑流堆积覆盖区3部分。（3）7月8日8时至10日8时,中兴镇三溪村的持续强降雨天气过程（都江堰市3d的降雨量相当于该地区年降雨总量的44.1%）,直接触发了滑坡的发生。（4）三溪村滑坡的发生受2008年汶川地震、特殊的岩土体性质、地形地貌条件以及极端暴雨事件的综合影响,地震、地形为其发育提供了基础条件,极端暴雨事件为其直接诱发因素。（5）建议加强高位山体滑坡的研究,尤其是远程滑坡-碎屑流的早期识别和预警。     

2013年甘肃岷县-漳县Ms6.6级地震地质灾害展布特征及主控因素研究

地震地质灾害发育特征及主控因素分析是科技防灾减灾领域研究的重要内容.笔者在2013年甘肃岷县-漳县地震区现场调查的基础上,分析了地震诱发崩塌滑坡泥石流等地质灾害的类型、空间分布和典型灾害体特征,研究了本次地震的发震构造与灾害点的关系.取得了以下主要认识:1)岷县-漳县地震诱发的地质灾害类型主要为小型、中型的黄土崩塌和滑坡,地质灾害总体表现为数量多、分布广,与发震断裂和水系关系密切,滑坡灾害危害严重;2)地质灾害分布密集区与地震烈度的极震区基本吻合,且地形坡度为10°～30°的范围内与地貌高程2000～3000m的范围内地质灾害分布最为密集,它们的灾害数量分别占震区地质灾害总数的70.1％和84.4％;3)震区崩塌滑坡泥石流灾害的总体展布特征受控于NW向的韩家山-梅川镇断裂,其是NWW临潭-宕昌断裂的分支断裂.     

2008年以来中国5次典型地震事件诱发地质灾害主控因素分析

地震触发地质灾害主控因素的厘定是研究地震地质灾害和灾后应急救援响应的关键问题。笔者在野外典型地震滑坡实地调查和室内图件分析的基础上,以2008年以来我国先后发生的汶川地震、玉树地震、芦山地震、岷县漳县地震和彝良地震触发的地质灾害为研究对象,开展了地震地质灾害主控因素研究,主要取得以下认识：（1）地震地质灾害的空间展布特征主要受控于发震断裂的活动性质、地震动峰值加速度（PGA）、震区地形坡度和高差、距断裂带和水系的距离等4个方面。地震型地质灾害主要沿地震断裂带呈带状分布,逆冲型地震较走滑型地震诱发的高位、高速远程滑坡数量多,方量大,危害严重。（2）地震震级越大,极震区地形坡度越陡,地层风化破碎越严重,发生地质灾害的可能性就越大,造成的危害也更加严重,如2008年5·12汶川地震区。（3）地震地质灾害分布与地震烈度等级大小无必然联系,部分低烈度区因处于高山峡谷区而灾害频发。因此,震后地质灾害排查要充分利用地震地质灾害的成灾模式和成灾规律,震中区和地震高烈度区不一定是地质灾害极易发区。地震型地质灾害主控因素的分析为震后地质灾害空间分布范围预测及为灾后减灾应急响应方案制定提供了技术支撑。     

动态光散射技术原位表征天然有机质存在下纳米零价铁的团聚效应

纳米零价铁原位修复地下水污染是近年发展起来的新技术,通过改性合成不同种类纳米零价铁可以克服其易团聚易氧化的问题,水体中存在的天然有机质也会对纳米铁的分散性和反应活性产生影响,因此开展原位测试并研究不同种类纳米铁在水中的团聚效应具有重要意义。本文对实验合成的纳米零价铁、羧甲基纤维素包覆纳米零价铁、膨润土负载纳米零价铁以及商用纳米零价铁,基于动态光散射技术(DLS),运用纳米粒度/Zeta电位分析仪,结合透射电子显微镜(TEM)和沉降光谱曲线等手段,对比研究了天然有机质(腐植酸HA)对纳米铁团聚效应的影响。结果表明,羧甲基纤维素包覆或膨润土负载改性提高了纳米零价铁颗粒的分散稳定性,有效抑制了团聚沉降,团聚体粒径分布在1000 nm以下。HA会吸附在纳米铁颗粒表面,从而增加静电排斥力,进一步减缓了团聚效应,尤其是对膨润土负载纳米零价铁的影响最为显著,其团聚体粒径能降至100 nm以下,沉降速率也极大减缓,分散稳定性表现最佳。本研究表明DLS结合TEM表征纳米颗粒是获得更加丰富的微观粒子信息的一种非常重要的手段。     

鄂尔多斯盆地陇东地区长7致密储层微观孔喉特征及其对物性的影响

鄂尔多斯盆地陇东地区长7储层富含大量致密油,为了深入了解其微观孔喉特征,并为致密储层评价开发提供依据,本文通过铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞、高压压汞、氮气吸附实验、岩心物性分析等测试方法和手段,对长7致密储层微观孔喉结构特征进行了研究并分析其对物性的影响。结果表明,陇东地区长7储层平均孔隙度为9.33%,平均渗透率为0.25mD,平均面孔率为2.06%,岩石孔隙类型主要为粒间孔和长石溶孔,所占比例分别为42.7%、42.2%。孔隙平均半径为157.1μm,喉道平均半径为0.52μm,平均孔喉半径比为572.7;纳米级孔喉以狭缝平板状毛细孔为主,孔隙比表面积较大,平均值为2.5731m2/g;孔喉整体较为细小,分选较好,储集能力较强,但连通性较差,孔径主要分布于25~500nm范围内。孔喉大小是影响储层物性的重要因素,其中喉道大小是影响渗流能力的主要因素,大孔喉为储层提供了主要渗流通道,孔喉半径比对流体渗流也有一定的控制作用。     

半逆法自动云检测

针对高分影像质量判定的需求,提出色度过滤法和半逆法相结合的云检测算法。根据色度过滤,识别可疑云区,生成搜索掩码;利用半逆法,生成原图的半逆图像,度量色度差异,识别高亮云区;由高亮云区在掩码区迭代搜索,进一步达到对薄云的检测,迭代策略的使用避免了城区对薄云区检测的干扰。该方法在大量高分影像数据上进行了试验验证,均得到较好结果。     

带暗柱钢筋砼等肢L形柱轴压比限值调整系数研究

至今,带暗柱的等肢L形柱轴压比限值调整系数尚未得到充分研究,因而限制了其在工程中的应用.为此,针对等肢L形柱,采用非线性全过程数值分析方法,通过C++编制程序,并使用相关实验数据对程序进行了验证;在不同抗震等级、肢高纵筋配筋率及体积配箍率下,计算了带暗柱与不带暗柱钢筋混凝土等肢L形柱的截面曲率延性比,并根据《混凝土异形柱结构技术规程》给出的不同抗震等级下异形柱截面曲率延性比的要求,确定了各抗震等级下带暗柱与不带暗柱的等肢L形柱的轴压比限值及其比值;最后通过拟合分析法及调整系数法确定了带暗柱等肢L形柱轴压比限值的调整系数.     

特低渗岩性油藏间连通性表征研究 ——以鄂尔多斯盆地马岭地区长8油藏为例

分析各岩性油藏之间的连通性,可为油藏之间区域寻找新的油气富集区提供依据。以鄂尔多斯盆地马岭地区长8油藏为研究对象,根据砂体发育规模及夹层发育状况分析储层砂体连通性,通过原油全烃色谱分析判断油藏间流体连通性。运用动静结合的方法探讨了马岭地区长8段各个小油藏间的连通性,结果表明:研究区长8段储层砂体叠置样式包括:孤立式、接触式、切叠式,其中切叠式储层砂体间连通性较好;建立了基于夹层的发育状况下砂体连通概率公式,并计算了研究区长8段储层砂体连通概率;通过原油全烃色谱分析可将研究区长8油藏分为三个流体连通系统,每个系统内的小油藏之间相互连通,不同系统内的小油藏间连通性差;根据马岭地区最新的勘探评价成果验证了该方法的有效性,该方法对特低渗岩性油藏间的连通性分析及油气勘探部署具有一定的指导意义。