毛管压力参数的初步研究与应用

用毛管压力资料确定储层润湿相饱和度时，不可避免地要涉及到地下油水界面张力和润湿接触角的合理确定问题。应用济阳坳陷的实测资料，讨论了地下原油极性组分含量及油藏温度对油水界面张力的影响，地层温度、油水界面和张力、岩性、物性及油不密度差对油水润湿角的影响。     

山西省煤层气资源量及可采潜力

山西省煤层气资源丰富,开发条件优越。在以往研究成果的基础上,根据大量的煤田钻孔、煤层气井和煤样等温吸附实验等资料,分析了煤层含气性、煤级、储层压力、温度、煤的吸附能力、含气饱和度等特征,对山西省深部煤层含气量进行了预测,估算了煤层气资源量及可采潜力。研究结果表明,煤级、储层压力、温度、煤的吸附能力、含气饱和度等参数直接或间接受埋深控制,并通过等温吸附方程综合影响深部煤层含气量,含气量随埋深的增加而增加,但增加趋势变缓;估算2000m以浅煤层气资源量约8.3万亿m3,煤层气平均可采系数在30.0%~56.7%。     

安阳红岭矿区山西组Ⅱ1煤储层岩石物理性质研究——一个侵入接触变质煤储层的典型实例

该区闪长岩床的侵入引起垂向与横向的煤变质分带．近岩床的Ａ带主要为天然焦、半天然焦和无烟煤，其中气孔发育．Ａ带无烟煤的含气量低、渗透性差．Ｂ带主要为贫煤、瘦煤和焦煤，其中微裂隙和内生裂隙发育，含气量为６～１３ｍ３／ｔ．Ｂ带煤的渗透率较高．岩浆力、热力、重力和煤层气大量集中生成的孔隙流体压力共同导致闪长岩体附近Ａ，Ｂ带内发育密集的正断层与张性裂隙．断裂与裂隙和煤储层的间接顶板厚层砂岩共同导致煤层气的大量逸散．随着煤储层温度的回落，煤层气藏欠饱和状态愈加严重．残留气藏中的煤层气主要是由自封闭作用保存的．侵入接触变质区的煤层气可采性差     

盐度对多孔介质中DNAPL运移和分布的影响

选用四氯乙烯（PCE）作为典型DNAPL污染物,以NaCl作为地下水中溶解盐代表,研究盐度对DNAPL在饱和多孔介质中运移和分布的影响。通过批次实验测定NaCl水溶液/石英砂/PCE三相体系下的接触角和界面张力,结果表明,PCE在石英砂表面的接触角随着水中NaCl浓度的增大而减小,而PCE和NaCl水溶液的界面张力随着NaCl浓度的增大而增大,尤其当氯化钠浓度较高时（>0.1 mol/L）,影响程度更为显著。在此基础上,采用透射光法监测不同介质情景下DNAPL在二维砂箱中的运移和分布,定量测定DNAPL在介质中的饱和度。实验结果表明,地下水盐度的增加将促进DNAPL的垂向入渗,减少被截留在运移路径上的DNAPL量,使得DNAPL运移路径及累积形成的池状DNAPL（pool）向水流方向偏移。在均质多孔介质和含有透镜体的非均质多孔介质中,随着盐度的增加,DNAPL在横向和垂向上的展布均呈现出增加趋势,导致污染源区变大,且介质中以离散状存在的DNAPL量明显增加。     

含水饱和度对中阶煤储层应力敏感性影响实验

为了查明含水饱和度对中阶煤储层应力敏感性的影响,对煤层气井储层改造及排采工作提供指导,利用自主设计的实验装置开展了黔西松河矿龙潭组1+3号、15号煤干燥、含水及饱水条件下液测、气测渗透率应力敏感性实验,分析了煤样渗透率、渗透率损害率、渗透率不可逆损害率、应力敏感性系数变化特征。研究结果表明:随着含水饱和度升高,中阶煤液测渗透率应力敏感性增强,加卸载造成的渗透率不可逆损害率增大。含水饱和度升高导致初始气测渗透率降低,干燥煤样孔裂隙闭合程度高,饱水煤样因束缚水饱和度高,具有较强的气测渗透率应力敏感性。干燥煤样、含水煤样适宜采用幂函数表征无因次气测渗透率与有效应力的关系,饱水煤样则更适合采用负指数函数表征两者关系。中阶煤储层压裂及排采过程中应重视储层保护,当煤储层含水性较弱时,应优先考虑采用CO₂或N₂泡沫压裂方式进行储层改造。      

含水对页岩无机微观孔隙结构影响——以龙马溪露头页岩为例

采用水力压裂进行页岩开发时,页岩吸水能力较强,水与矿物之间的物理化学作用导致孔隙结构的变化。以龙马溪组露头页岩岩心为研究对象,采用平衡水分法、氮气吸附实验和扫描电镜观察,获取不同含水饱和度前后的孔径吸附曲线及原位孔隙结构图片。利用图像处理软件、SPSS软件分析无机微观孔隙的结构参数,分析结构参数在不同含水饱和度前后的均值、峰度、中位数变化趋势,以及矿物颗粒间特征长度变化。结果表明：水侵入页岩初期速度较快,后期侵入速度逐渐变慢,微观孔隙的结构参数与含水饱和度非线性相关;水对页岩微观孔隙结构存在两类相反的作用机制,新裂缝或孔隙的产生源于黏土矿物较强的脱水皱缩效应。水基压裂液中的水对微观孔隙结构的作用较为复杂,颗粒运移、矿物颗粒排列扭转对储层物性及地层结构稳定性产生负面影响。     

压缩加载条件下含水合物沉积物蠕变特性分析

水合物开采可能诱发海底滑坡或其他工程地质灾害。实现水合物商业化开采需要中长期稳定产气，长期荷载下储层的蠕变特性是地层稳定性评价的基础力学参数。利用南海水合物储层粉黏土为试验介质在压缩加载条件下的系列固结排水蠕变测量试验结果，对粉黏土的蠕变特性进行了分析。结果表明，加载过程中，含水合物沉积物经历瞬时变形、固结变形和蠕变变形3个阶段；随着加载应力和水合物饱和度的提高，蠕变应变不断增加；修正的Singh-Mitchell蠕变模型可以较好预测不同应力水平和水合物饱和度下粉黏土的蠕变特性。     

浮游有孔虫壳体重量的古海洋学应用

海洋沉积物中浮游有孔虫壳体重量同时受到上层海洋钙化过程和深海碳酸钙溶解作用的影响，是一种潜在的古海洋代用指标。基于全球大洋表层沉积物的指标现代过程校准，发现当深海碳酸根离子饱和度<20μmol·kg^-1，溶解作用开始显著影响浮游有孔虫壳体重量。易溶种的壳体重量对碳酸根离子饱和度的响应更加敏感，可以作为可靠的深海碳酸根离子饱和度代用指标。当深海碳酸根离子饱和度>20μmol·kg^-1，浮游有孔虫壳体重量可反映其钙化程度。基于该指标的古海洋学研究揭示了冰期旋回中浮游有孔虫钙化过程主要响应海水碳酸盐系统和温度变化；上新世以来太平洋深海碳酸根离子饱和度演化主要受控于海平面、南大洋冰盖/海冰和全球温盐环流变化。浮游有孔虫壳体重量指标为探索海洋碳循环演化提供了有力工具。     

致密砂岩油运聚动力学机制及含油饱和度预测的数值模拟

定量刻画致密砂岩油运聚是油气勘探领域的研究前沿.本文设计了包含多种基本地质要素的概念模型,构建了致密砂岩油运聚的非线性渗流数值模型.研究了滑移效应、超压驱动力、浮力、毛管力对致密油运聚的影响规律,模拟结果表明:(1)致密储层和常规储层的石油运聚差异体现在饱和度的增长方式、油水分布特征、地层倾角影响等方面;(2)平均孔喉半径小于150nm时滑移效应影响较大,超压驱动力和毛管力是控制致密砂岩油运聚的主要力学机制,浮力、毛管力和超压驱动力耦合作用控制致密砂岩含油饱和度上限和下限.最终,本文形成了快速预测致密砂岩含油饱和度的有量纲和无量纲图版,并通过实测数据进行了检验.研究结果为分析致密砂岩油运聚机理提供了基础,并且为其含油饱和度预测提供了一种新的途径.此外,本文还发展了运聚结果的数字化和可视化分析方法,充实了油气成藏动力学的表达方式.     

甲基叔丁基醚污染黏土的Archie电阻率模型修正方法

通过引入污染物影响系数及修正孔隙率，提出了一种挥发性有机物污染黏土的Archie电阻率修正模型，并通过米勒土盒单元试验结果给出了模型中的4个参数（胶结指数、饱和度指数、污染物影响系数和孔隙微观分布不均匀性系数）的确定方法。结果表明，黏土的地层因子与孔隙率呈正相关关系，与砂土的相应关系相反，这是黏土颗粒表面电荷对电阻率的影响所致。饱和度指数随体积含湿率的增加呈抛物线变化，随孔隙率的增加呈线性增加，据此提出了同时考虑两种因素的饱和度指数经验公式。综合土体电阻率与体积含水率之间的幂函数关系及与体积含污率之间的线性关系，得到了污染物影响系数的确定方法。孔隙微观分布不均匀性系数a随体积含水率的变化可分为陡降、趋平和缓升3个阶段，土中孔隙水的赋存状态是主要影响因素。