共沉淀法制备含Zn水滑石及光催化性能

以共沉淀法制备Zn~(2+)和M~(3+)(M为Al、Cr、Fe)摩尔比为3:1,CO_3~(2-)为层间阴离子的含Zn水滑石(Zn_3M-CO_3-LDHs)。分别采用粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和热重-差热分析(TG-DTA)等技术对3种含Zn水滑石的结构和性质进行表征。结果表明合成的3种含Zn水滑石都具有碳酸根柱撑水滑石的典型层状结构,且结构规整、晶相单一。Zn_3Cr-CO_3-LDHs在可见光区域的吸收范围最宽。热稳定性顺序为Zn_3Cr-CO_3-LDHsZn_3Al-CO_3-LDHsZn_3Fe-CO_3-LDHs。测试了3种含Zn水滑石的光催化降解罗丹明B溶液性能,结果表明:3种含Zn水滑石均能有效光催化降解罗丹明B,Zn_3Cr-CO_3-LDHs光催化罗丹明B 70 min的降解率达到95.8%,光催化效果最好;Zn_3Al-CO_3-LDHs和Zn_3Fe-CO_3-LDHs的光催化降解率超过84%,光催化效果相近。动力学研究表明3种含Zn水滑石光催化降解罗丹明B过程符合一级反应动力学模型,反应速率常数大小顺序为:Zn_3Cr-CO_3-LDHsZn_3Al-CO_3-LDHsZn_3Fe-CO_3-LDHs。     

基于粒间状态变量的含细粒砂土力学性状分析

在探讨含细粒砂土内部结构和粒间相互作用的基础上,引入粒间状态变量概念,对含细粒砂土力学性状随细粒含量的变化进行了预测分析:当D_rs >>0时含细粒砂土类似于e=e_c时均质砂的不排水性状,具有较高的强度;当D_rs→0时含细粒砂土最终性状具有不确定性;当D_rs < 0时含细粒砂土表现为剪缩性状。将南京砂中粗粒和细粒进行重新配制获得含不同细粒的砂土,对它们进行不排水剪试验;在利用粒间状态变量对试验结果进行分析的基础上,将试验结果与预测分析进行比对,两者的吻合性较高。在e_c-logS_us空间内稳态线随粉粒的增加而向上移动,且各稳态线间呈平行状。因此,粒间状态变量能较好地反映无黏性土力链的变化,是描述砂土微观结构的新途径。     

沁水盆地安泽区块煤储层含气性特征及其构造控制

基于安泽地区的二维地震资料、测井数据和完井数据,分析了该地区煤储层含气性特征及构造对含气量的影响,分别从剥蚀量、上覆有效地层厚度、断层三个方面进行研究。结果表明:安泽地区经历印支期、燕山期、喜马拉雅期三个时期构造运动,总剥蚀量为2 200~3 300m。安泽地区剥蚀量西部小、保存条件较好,对应含气量较高。剥蚀量东部大、保存条件较差,对应含气量较低。在构造影响较弱区,煤层含气量随上覆有效地层厚度的增加而逐渐增高。断层的控制范围在500m,距离断层500m以内的地区含气量低于距离断层超过500m的地区。同一条断层下降盘较上升盘有更好的封盖能力,含气量相对高。安泽地区的断层构造样式中地堑、掀斜断块和逆断层是较好的储气环境,而地垒不利于煤层气保存。     

白云石与富硅流体的水—岩反应实验及其储层地质意义

含硅热液是影响深层白云岩储层的一种重要的流体类型,其如何与白云岩相互作用以及能否促使深层有效白云岩储层发育,是当前流体地质学与碳酸盐储层地质学研究需要进一步揭示的科学问题。本文以CaMg(CO_3)_2—SiO_2—H_2O体系为例,应用熔融毛细硅管合成包裹体技术和原位激光拉曼光谱分析技术,结合淬火微区X衍射、扫描电镜观察及能谱分析等手段,研究了富硅流体与白云石的水岩反应机理。结果表明,白云石与富硅流体在100℃以上即可发生脱碳反应产生CO_2,200℃时的反应机理为:3CaMg(CO_3)_2(白云石)+4SiO_2+H_2O=Mg_3(Si_4O_(10))(OH)_2(滑石)+3CaCO_3+3CO_2。据此,认为滑石这类富镁硅酸盐矿物可以作为白云岩储层含硅热流体作用的证据。深部富硅热液沿断裂向上运移,与白云岩反应后沉淀滑石等富镁硅酸盐矿物,继而导致储集空间的减少,但是气相产物CO_2是重要的酸性气体,可以在合适的地质条件下溶蚀碳酸盐矿物,有利于深埋条件下储集空间的形成与保存。     

页岩孔隙空间的形成与演化及孔隙对含气性的影响

虽然页岩气的勘探已经在北美以及中国取得了突破,但是对页岩中孔隙空间的形成与发育仍然存在较大的争议,页岩中是否存在有效的孔隙,这些孔隙与气体的赋存有何联系都需要解答。本文对不同地区、不同岩石类型以及不同热成熟度的页岩进行微观分析,对比前人的研究,同时结合四川盆地龙马溪组页岩的实际分析数据,将页岩划分为富有机质页岩和含粉砂质泥页岩。富有机质页岩中有机质纳米孔是主要的孔隙类型,同时也是气体聚集与吸附的主要空间,有机质孔隙度与有机质含量、热成熟度密切相关;含粉砂质泥页岩中以粒间、粒内溶蚀孔为主,由于有机质含量较少,因而受热成熟影响很小。对页岩的孔隙形成机理分析发现,富有机质页岩孔隙度与有机质含量呈正相关,特别是与初始有机碳含量密切相关,因此恢复初始有机碳的含量是评价页岩含气量与含气性的关键。在热演化程度较低时（Ro < 0.6%）,页岩中有机质孔隙不发育,页岩几乎不含气;随着热演化程度升高（Ro = 0.8%）,页岩微孔隙发育,此时页岩以吸附气为主;随着热演化程度增大（Ro > 1.2%）,微孔逐渐向中孔和宏观孔转化,总的比表面积减小,页岩中游离气含量开始增加,吸附气含量减少。     

罗布泊盐湖地下含钾卤水动态特征及其影响因素研究

在对矿区内的地下水进行全面监测的基础上,利用罗北凹地钾盐矿区近十年来地下水水文观测资料,结合钾盐矿区水文地质条件,分析罗北凹地钾盐年矿区地下水水位变化的动态特征及成因,对区内多年的地下水动态特征进行了综合分析研究,研究显示了罗北凹地钾盐矿区地下水位动态变化主要受人工开采、气象、水文等因素的影响。     

纯化油田湖相滩坝薄储层含油性差异及控制因素

纯化油田滩坝储层岩性复杂,泥岩、砂岩和碳酸盐岩呈薄层状频繁互层,不同储层的物性差异明显。综合运用岩心、测井、扫描电镜、物性实验和生产动态等资料,对储层含油性差异及控制因素进行了研究。结果表明:研究区发育坝、砂质滩、颗粒滩、泥晶滩及浅湖泥5种微相,物源、成岩作用、沉积微相和储层厚度均对储层含油性有控制作用。优质储层在垂向上有分层性,纯上砂层组砂岩储层优于纯下砂层组碳酸盐岩储层,其中成岩作用改造作用明显,钙质胶结使砂岩物性变差,溶蚀作用使鲕粒灰岩孔渗性优于泥晶灰岩;平面上有分区性,与沉积微相密切相关,坝、砂质滩最好,颗粒滩次之,泥晶滩最差;同一相带内又受储层厚度影响,厚度越大产油越好。     

孔隙介质弹性波频散—衰减理论模型

储层地球物理学中,孔隙介质的各类弹性波模型常用于了解地层岩石物理性质.本文介绍了含油、气、水等物质的多相孔隙介质弹性波频散和衰减研究进展,给出了流体饱和与部分饱和孔隙介质中波传播的物理模型综述.根据孔隙介质中的固、流体分布情况,从相关基础理论和实验研究工作等方面出发,在宏观、微观和介观尺度上对流体替换、Biot孔隙力学、喷射流、Biot喷射流(BISQ)、等效球体癍块饱和、双重孔隙介质局部流动等现有主要合流体孔隙介质速度频散和衰减理论进行了回顾.研究表明,应力松弛过程是弹性波频散和衰减的基本机理,该过程由平衡特征时间刻画.该特征时间与孔隙介质的渗透率、流体粘性和体积模量紧密相关.当波频较低时,特征时间小于波周期,压力平衡得以发生,可以用等效流体模型描述波速;反之,当波频较高时,局部压差始终保持较高水平。整个骨架体积模量升高,等效模型面临困难,发展出斑块饱和模型.在分析了各类模型理论框架适用性以及所面临困难后,我们对未来研究方向给出了一些有意义的探讨.     

含砾黏土压实及强度特性的实验研究

采用室内重型击实实验对含砾黏土的压实特性进行分析,结合CT断层扫描研究材料整体干密度、最优含水率及黏土的压实程度与掺砾量、含水率等因素之间的关系。根据无侧限抗压强度实验结果,比较不同掺砾量和不同含水率下的无侧限抗压强度大小。结果表明:掺砾量较低时砾粒与黏土之间就已出现粒间空隙;含水率较高时,这些空隙及黏土孔隙中的水在击实过程中难以排出,同时水还阻碍了封闭气泡的逸出,造成黏土的压实效果明显降低;随着含砾量的增加砾粒逐渐起到骨架作用,减小了作用在黏土上的击实能量,也造成黏土的压实程度差于纯黏土。含砾黏土的无侧限抗压强度主要由黏土成分的密实程度控制,因而受到砾粒含量和含水率的影响,整体上随着含砾量的增加而降低,含水率较高时的下降幅度更明显。     

成都地区含膏红层软岩溶蚀特性研究

针对成都地区红层软岩溶蚀空洞现象,以成都半岛城邦项目场地的红层软岩为例,选取不同深度的岩样进行室内浸水试验、淋滤试验和溶蚀试验,观察岩样在不同类型环境水下的作用性状和溶蚀特征,分析经历不同作用的含膏红层软岩 可溶成分的流失程度及其对环境水的影响。结果表明,红层软岩中的石膏含量随着深度的增加而增加,含膏红层及其环境水的腐蚀性显著增强;遇水后,红层软岩中的可溶成分逐渐溶解、流失,随着时间的积累;红层软岩孔隙增大,渗透性增强,红层的完整性丧失,强度衰减;在酸性环境水的作用下红层软岩中的钙质胶结物流失加剧,结构连接破坏严重,对红层的结构强度影响较大。对浸泡、淋滤和溶蚀作用后的试样,重点测试了抗压强度、波速等参数。试验结果表明,红层软岩经硫 酸溶液腐蚀后岩样的结构被破坏,单轴抗压强度从8.5 MPa降低到2 MPa,降低了76%;波速明显减小,从2 204 m/s减小至1 355 m/s,减小了40%;红层试样的pH与电导率变化也比较显著,pH值从8.77减小至7.29;电导率从55 ?s/cm增加到1 100 ?s/cm。