湖相浊积砂岩单砂层厚度对碳酸盐胶结物及储层质量的控制——以渤海湾盆地惠民凹陷沙三上亚段为例

渤海湾盆地惠民凹陷商853区块沙三上亚段(E₂s₃^s)广泛发育深湖相浊积岩，砂泥岩薄互层发育，储层非均质性强。综合利用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜及图像分析、阴极发光和电子探针等测试手段对商853区块储层岩石学及矿物学、成岩作用和储层物性等进行研究。结果表明，商853区块沙三上亚段砂岩主要为灰、浅灰色或灰褐色长石岩屑砂岩、岩屑砂岩，以“贫长石、富岩屑”为特征，碳酸盐胶结物含量较高，发育含铁白云石、方解石、铁白云石。砂岩储层储集空间主要为粒间溶孔及岩屑粒内溶孔，孔隙度介于3.65%～18.09%,平均值为12.87%,主要分布于10%～15%,占比为43.9%;渗透率介于0.009×10^-3μm²～5.460×10^-3μm²,平均值为0.99×10^-3μm²,主要分布于0.1×10^-3μm²～1.0×10^-3μm²     

水泥胶结钙质砂导热系数的影响因素试验研究

为了探讨水泥掺量P_s、水灰比W/C(W为水质量,C为水泥质量)、含水率ω等因素对水泥胶结钙质砂导热系数λ的影响规律,基于热探针法测定了不同试验条件下水泥胶结钙质砂的导热系数,分析了各因素影响下导热系数的变化规律,运用电镜扫描技术阐释了上述变化趋势发生的微观机制;在此基础上,提出了考虑水泥掺量、水灰比、含水率3个因素共同影响的水泥胶结钙质砂导热系数计算模型。试验结果表明：(1)水泥胶结钙质砂的导热系数λ显著大于天然钙质砂的λ值,随着水泥掺量P_s的增加,λ值递增,但增长幅度依次递减;(2)水泥胶结钙质砂导热系数λ随含水率ω的增加而递增,呈正相关关系;水灰比W/C越大,λ反而越小;(3)水泥胶结钙质砂内微孔隙大小、数量的变化从本质上决定了其宏观热传导特性,凝胶状水化产物连续填充其内部孔隙,引起其孔隙率降低,改善砂样内部传热,宏观表现为其导热系数λ随着胶结程度的增加而递增;(4)综合考虑P_s、ω、W/C的3个因素共同影响的水泥胶结钙质砂导热系数计算模型具有很好的适用性,相关系数R~2=0.916 4。     

动态荷载下胶结充填体力学响应及能量损伤演化过程研究

为研究尾砂胶结充填体的动态力学性能及能量损伤演化过程,采用分离式霍普金森杆对尾砂胶结充填体进行了不同应变率下的冲击加载试验。试验结果表明：充填体的动态抗压强度和动态抗压强度增强因子随应变率的增加呈指数函数递增规律,且水泥含量越低的充填体应变率效应更显著;充填体的峰前能耗量密度、峰后能耗量密度、单位体积应变能及总能耗量密度随应变率的增加均呈指数函数递增规律,且动态抗压强度与峰后耗散能密度具有明显的正相关关系;冲击载荷作用下,充填体变形破坏主要经历了线弹性变形、屈服破坏及峰后破裂这3个阶段;在充填体的线弹性变形及屈服破坏阶段,能量以弹性应变能的形式储存在试样内部,而在峰后破裂阶段,能量以耗散能释放为主;冲击加载下,充填体的受荷能量损伤演化过程划分为损伤稳定发展阶段、损伤加速阶段及损伤破坏阶段3个阶段。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ⁽¹⁸⁾OPDB值为-22.5‰(18)OPDB值为-22.5‰^-19.4‰,大部分为-8.4‰-19.4‰,大部分为-8.4‰^-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃¹21℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca⁽²⁺⁾来源。     

南方湿热区新型产脲酶菌加固土体的效果研究

MICP技术可以通过生成的碳酸钙将松散土颗粒胶结为具有一定强度的结石体,而碳酸钙的形貌、尺寸、晶型等均会直接影响到碳酸钙的自身性能及其在土体中的填充、胶结作用效果,继而影响固化土体的力学性能。在MICP加固不良土体相关研究的基础上,将从南方湿热地区土壤中分离得到的产脲酶细菌的突变株YB7应用至4种土的MICP室内灌浆试验,并结合扫描电子显微镜、能谱仪对比分析了各试样中碳酸钙的结晶现象,最后对突变菌YB7的灌浆试样开展直剪及单轴压缩试验,结合宏观力学特性与碳酸钙的细观生长特征分析,系统研究了该细菌加固土体的作用效应。结果表明：南方湿热区新型产脲酶菌加固不良土体具有可行性,但土体结构会对碳酸钙的生成情况造成影响,颗粒级配、矿物形貌适宜的土体中碳酸钙的生成效果更好,相应灌浆试样的胶结效果也更好。试样的力学性能受土的结构、碳酸钙的生长情况以及碳酸钙与土颗粒间的胶结效果共同影响。研究成果可为该技术的进一步推广应用提供研究基础。     

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO_2。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5～0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5～5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO_2的流体。混合流体温度分为两个主要范围55～80℃、90～140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。     

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO2。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5~0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5~5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO2的流体。混合流体温度分为两个主要范围55~80℃、90~140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。     

热力学Eh-pH相图在大姚铜矿分带模式研究中的应用

滇中地区的中生代砂岩型铜矿具有辉铜矿-斑铜矿-黄铜矿-黄铁矿的分带顺序,经典理论认为这种分带顺序主要是由Eh值控制的。对大姚铜矿床的矿物分带的研究证实此分带是成立的,然该矿S同位素推演成矿温度(323.8 K),计算发现在还原条件下(Eh0.314),这个分带主要受pH值控制,以辉铜矿作为主要矿石矿物的富集带是在碱性(pH6.23)环境中形成的。此理论分析与实际矿物分带中的胶结物组分分析相吻合,即碱性胶结物(碳酸盐胶结)处可出现富矿,此规律对大姚铜矿的找矿有指导意义。     

地层条件下储集岩物性参数特征及影响因素

本文论述了储集岩在地层条件下孔隙度、渗透率的特征以及与地表条件下孔隙度、渗透率的关系。据此，归纳、总结出地层条例下孔隙度、渗透率变化的影响因素。并指出、孔隙度、渗透率的降低幅度主要是在围限压力为２０ＭＰａ范围内；孔隙度降低的幅度远远小于渗透率的降低幅度；孔隙度、渗透率降低的幅度与岩石的粒度、孔隙类型、胶结物等因素有关。