页岩储层物性参数对CO2不同封存机制及封存量的影响

CO₂增强页岩气开采技术(CO₂-ESGR)一方面可提高CH4产量,另一方面又可实现CO₂地质封存。为了分析页岩储层物性参数对CO₂封存机制的影响,文章以鄂尔多斯盆地延长组页岩为研究对象,采用CMG-GEM软件建立双孔双渗均质模型,分析了CO₂-ESGR中页岩储层垂直渗透率与水平渗透率之比(Kv/Kh)、含水饱和度和孔隙度对不同CO₂封存机制封存量的影响;并设计了27组正交试验采用极差分析法比较了三种因素的影响程度。研究表明,Kv/Kh在0.1～1范围增大会增加不同CO₂封存机制的封存量,封存总量最大可增加69.96%,其中吸附封存量最大可增加97.96%,受到影响最大;含水饱和度在0～0.9范围增大引起CO₂封存总量先增加后减小,封存总量最大可减少67.12%,其中溶解封存量最大可减少83.35%,范围波动最大;页岩储层孔隙度在0.1～0.99范围增大会导致CO₂封存总量减少,封存总量最大...     

复杂性科学在页岩油气勘探和研究中的应用

复杂性科学是当今世界科学重要的前沿领域之一。为了促进复杂性科学的基本理论和方法在页岩油气勘探和研究领域的广泛应用,笔者等重点围绕地质系统复杂性的基本内涵,从地质系统构成单元的多重耦合和相互作用、地质作用的复杂时空结构、地质作用过程中的自组织临界过程动力学以及矿产资源形成在混沌边缘等方面,介绍了地质系统复杂性研究的基本理论和研究方法。将上述地质系统复杂性理论运用于页岩油气系统,探讨了利用复杂系统的总体特征通过局域组成单元相互作用的“涌现”机制,来解决目前页岩储层中存在的如何利用微观局域精细表征进行客观刻画宏观储层特征问题;分析了利用地质作用的时空结构理论,建立页岩储层非均质性的静态和分形时空结构的方法;在整体论思想指导下,根据地质系统在混沌边缘分形生长这一规律,探讨了页岩油气在自组织临界态的混沌边缘富集预测方法。复杂性科学的理论和方法,必将在页岩油气的勘探研究中发挥越来越重要的作用。     

浅水三角洲物源、砂体构型与储层特征研究——以准噶尔盆地永进—莫西庄地区侏罗系三工河组二段为例

针对准噶尔盆地腹部侏罗系三工河组物源、砂体构型及储层物性认识存在争议的问题,笔者等基于岩芯、录井、钻井等方面的资料,结合前人在准噶尔盆地周缘磷灰石及锆石年龄数据,运用沉积学、层序地层学、沉积盆地分析及储层沉积学的基本原理和方法对三工河组二段物源方向、远近和类型、沉积体系展布、砂体构型及储层物性之间的关系进行了系统的研究。研究表明,在敞流盆地快速抬升/缓慢沉降的构造背景下形成辫状河三角洲退积式沉积序列,在五级层序地层格架中,河道强冲刷叠置砂体见于第1、2砂组,三角洲退积,分支河道强烈冲刷,导致河道砂体叠置,微相类型单一,单砂体厚度向上变薄,砂体全区稳定分布,储集性较好。河道弱冲刷叠置砂体见于第3、5砂组,三角洲退积,分支河道冲刷不明显,形成河道“二元结构”,单砂体厚度向上变薄,粒度变细,储集性好;河口坝组合砂体见于第4砂组,在三角洲退积过程中,水下分流河道末端形成河口坝,总体岩性向上变细,砂体不连续,储集性好,远砂坝席状砂组合砂体见于第6、7砂组,砂体零星分布,储集性很差。在浅水、低可容纳空间、快速抬升/缓慢幕式沉降构造背景之下,浅水三角洲的物源的方向、远近及类型是影响沉积微相展布的关键因素,也是影响砂体构型及其储层物性的物质基础。     

基于深部地球物理信息的构造变形岩相分类研究

“构造变形岩相”填图方法的创立和应用为老矿区深部及外围的找矿工作指明了方向,在实践中取得了显著的效果,需要大力推广和深入研究。对于构造变形岩相带的深部结构认识,需要依靠地球物理信息的解译。与地球物理场性质相类似,构造变形岩相带也是一个现存的地质体;物探工作目的是要探测和揭示构造变形岩相带的埋深、轮廓、内部结构构造等特征,为确定其形成时间和演化过程提供依据。由于地质与地球物理的复杂时空关系,如果仅以新鲜岩石标本物性参数的差异作为判别标志,难以提高地球物理方法的分辨率和有效性。结合构造变形岩相进行综合解译,更能提高解释推断成果的多学科融合性。作为终极勘探目标,需要紧密结合构造控矿级序,建立构造变形岩相带的三级分类标准,提取对应的地球物理信息:一级构造变形岩相带为目标物所处的构造单元及构造应力场,及其所对应的区域地球物理场特征,如隆凹构造相间的伸展构造域;二级构造变形岩相带为目标物所处的控矿构造体系,及其所对应的矿田地球物理场特征,如岩浆核杂岩隆起-拆离构造系统;三级构造变形岩相带为目标物所在的有利成矿构造部位,及其所对应于关键剖面的地球物理特征,如侵入岩体与围岩的接触带或者含矿断裂带等。选择国际流行的典型金属矿床类型,介绍了三级构造变形岩相带的地球物理组合信息特征及其分级利用操作流程,为有效应用地球物理勘探方法开展深部找矿预测提供了范例。     

顺层岩质边坡溃屈变形机制及失稳判定方法

溃屈型破坏是一种常见的顺层岩质边坡破坏模式,溃屈变形发展机制及失稳破坏的定量研究对滑坡工程勘查和防治指导十分重要。本文根据边坡的地质环境和力学作用机制,建立了三维受压板简化模型,其能够考虑岩层自身重力、地震力、静水压力的共同作用和岩体材料塑性变形的影响。基于弹塑性受压板稳定理论,利用能量法推导得到了边坡溃屈变形破坏的临界方程。对于溃屈型边坡的结构失稳和滑动失稳分别提出了相应的稳定性判定方法,并针对不同状态的边坡提出了相应的防治措施建议。以四川省甘孜藏族自治州巴塘县下归哇边坡为例,对所提判定方法的正确性进行了验证。计算结果表明,边坡的临界溃屈长度（a1）为483.8 m,说明下归哇边坡能够发生溃屈变形;现场勘查得知边坡实际溃屈长度（a′）为530.0 m,a′＞a1,可知边坡是稳定的。这与实际情况相吻合,由此证明本文所提出的判定方法可行。     

新生代辉绿岩侵入对围岩物性的影响:以苏北盆地洋心次凹为例

传统观念认为岩浆活动区是油气勘探的禁区,但现今理论研究与实践勘探发现岩浆侵入作用能够显著改造围岩物性。目前岩浆侵入对围岩具体的影响认识不清,查明岩浆侵入影响围岩物性的机理对油气勘探具有重要意义。以苏北盆地洋心次凹的丰页1井为例,结合测井、地震及岩心等资料重点分析辉绿岩侵入对围岩储层物性与储集空间的改造,深入讨论其影响机制。苏北地区丰页1井的辉绿岩在吴堡运动期(约59 Ma)开始顺层侵入,侵入体中心相为辉长岩,侵入体边缘相为辉绿岩,变质相为板岩,上变质带厚度大于下变质带厚度。围岩由非渗透性泥岩转变为油气储层,储集空间为辉绿岩侵入和泥岩变质过程中产生的裂缝与孔隙。辉绿岩的侵入显著提高围岩储层物性,主要的机制有变质固结、热液破裂、冷凝收缩和溶蚀作用4种,其中热液破裂和溶蚀作用对储层的形成最为关键。     

马岭油田北三区延1021储层特征及其控制因素

利用薄片鉴定、扫描电镜、压汞实验及物性分析等资料,系统研究了马岭油田北三区延1021储层特征及其控制因素.结果表明,研究区延1021储集层以成分成熟度、结构成熟度中等或偏低的岩屑长石砂岩及长石石英砂岩为主,为典型的低孔、低渗储层;储层内部构型以泥质夹层为主.储集空间以粒间孔为主,孔隙结构微观非均质性强,较大喉道控制储层渗流能力.沉积相带的差异导致储层物性的差异,并影响成岩作用的类型和强度.压实、胶结作用是储层致密的主导因素,溶蚀作用在改善储集空间的同时,还增强了孔喉连通性.微观孔隙结构可有效反映储层品质特征.     

深部盐岩层绳索取心钻井液技术研究与应用

由于次生应力场的作用以及盐岩易溶于水的特性,深部盐岩层钻进存在岩层蠕动、钻井液易遭受盐钙侵等问题;钻进参数选择不合理易导致盐岩层取心效率低、岩心冲蚀严重。本文以河南省叶舞凹陷ZK3井为例,采用石油钻井与绳索取心相结合的措施,解决了普通固体矿产钻探设备在深部地层取心中效力不足的问题;通过阳离子交换容量测定、矿物组分鉴定、钻井液体系优选及性能测试等试验,确定了针对上部泥岩地层的聚合物钻井液体系,中部含膏泥岩的欠饱和盐水钻井液体系,下部盐岩层取心段的饱和盐水钻井液体系。通过确定合适的钻井液密度与临界环空返速,可以有效控制深部盐岩层蠕变与井壁冲蚀,适度提高排量以成倍提高钻进速度。钻进过程中钻井液性能稳定,体系转换顺利且性能易于调整,为取心任务的顺利完成提供了有力保证。     

绿泥石包壳对碎屑岩储层物性的影响及其形成环境--以鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界为例

以大牛地气田含绿泥石胶结物样品为研究对象,结合国内外研究现状,研究绿泥石包壳的成因及其对储层物性的影响,并探讨其环境指示意义.大牛地气田的绿泥石包壳形成于成岩作用早期,厚10~20 μm,由原生粒间孔的边缘向中心晶形渐好,颗粒渐大.据铁质来源绿泥石包壳可分为原地和异地成因,原地成因由先体黏土矿物和岩屑溶解未排出的富铁流体生成,一般以混层黏土和晶体较小的包壳形式存在;异地成因是富铁矿物及岩屑溶蚀、溶解形成的富铁流体通过河流异地絮凝沉淀生成,结晶充分、晶形好.绿泥石包壳的储层保护机理为:①抑制石英次生加大;②增加矿物颗粒间抗压实强度,抑制压溶作用;③抑制碳酸盐胶结,促进溶蚀作用.大牛地气田的绿泥石包壳主要发育于盒一段(63%)和山二段,当其含量在15%以下时,孔隙度随绿泥石含量的增高呈线性递增.绿泥石包壳可作为三角洲(辫状河三角洲)前缘水下分流河道(水下辫状河道)等强水动力条件的微观相标志.     

关于金刚石钻进规程参数合理配合的分析研究

机械钻速、钻头进尺和每米钻探成本通常称之为是钻探工程的主要技术经济指标。这些技术经济指标均与选用的钻头、所用钻进规程参数和操作技术紧密相关。选用的钻头应与所钻地层的硬度、研磨性（可钻性）相适应。操作技术主要取决于司钻人员的技术、经验和水平。而钻进规程参数的选取和确定及其合理配合则是非常重要的一个因素,不可忽视。提出了临界钻进规程的概念。临界规程是一条红线,不可逾越,否则就会发生事故。正常钻进规程时,钻压和钻头转速应该合理配合,冲洗液量宜保证岩粉处于正常规程状态,以得到理想的钻探工程技术经济指标。建议根据功率表读数变化来调整钻压和钻头转速的合理配合,利用流量计监控孔底的冲洗液数量,严格控制临界规程的形成,把经验打钻和科学打钻结合起来。