不同页岩及干酪根比表面积和孔隙结构的比较研究

运用氮气吸附和扫描电子显微镜实验研究了中国南方古生界不同页岩及其干酪根孔隙发育形态及影响因素.结果显示:二叠系大隆组页岩比表面积介于2.22~3.52 m2 g-1,比表面积与TOC含量之间没有相关性;干酪根纳米孔隙不发育,比表面积为20.35~27.49m2 g-1;志留系龙马溪组页岩比表面积介于17.83~29.49 m2 g-1,比表面积与TOC含量之间有极好的正相关性;干酪根纳米孔隙发育很好,比表面积高达279.84~300.3 m2 g-1;寒武系牛蹄塘组页岩比表面积介于20.12~29.49 m2 g-1,比表面积随TOC含量和蒙脱石含量增加而增加;干酪根发育有一定量的纳米孔隙,比表面积为161.2 m2 g-1.作为比对样品,油柑窝组油页岩比表面积为19.99 m2 g-1;干酪根孔隙极不发育,比表面积仅为5.54 m2 g-1,说明了油页岩的比表面积可能主要是来自蒙脱石等粘土矿物的贡献.页岩比表面积的高低及孔隙的多少与有机质含量、类型、成熟度和蒙脱石含量等因素密切相关.低成熟干酪根基本没有孔隙发育而显示出极低的比表面积;高过成熟干酪根具有较好的孔隙发育及较高的比表面积.龙马溪组干酪根比牛蹄塘组干酪根具有更为发育的纳米孔隙和更高的比表面积,这可能与它们的干酪根类型及显微组分等因素有关.较高的蒙脱石含量也会对页岩比表面积有一定的贡献.低成熟干酪根的孔容和比表面积主要是来自大于10 nm孔的贡献,高过成熟干酪根的孔容主要是大于10 nm孔的贡献,但4 nm左右孔也有一定的贡献,比表面积则主要是来自小于4 nm孔的贡献.通过对比研究不同页岩及干酪根的比表面积与孔隙结构可以得出龙马溪组和牛蹄塘组页岩比大隆组页岩具有更强的吸附能力.     

湘中HJC铀矿区黑色页岩土壤重金属污染地球化学分析

本文以湘中HJC铀矿区黑色页岩土壤为研究对象,对黑色页岩土壤重金属污染进行了地球化学分析。通过测制A、B、C、D等土壤剖面并系统取样,借助ICPMS等分析技术,对土壤、成土母岩、玉米等进行了系统的主量元素、重金属和其他微量元素（稀土元素）分析。结果表明,矿区黑色页岩土壤具富Al2O3、Fe2O3,而贫CaO、Na2O的化学组成特征,其化学风化指数CIA值在79~84之间。土壤因继承成土母岩的元素富集特征而富集V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Sn、Sb、Tl、Pb、Th、U等多种重金属,其中Mo、Cd、Sb、U的富集最强。土壤重金属综合富集指数（EI值）在3~9之间,各剖面EI值大小顺序是：D>A>B>C, 以D剖面土壤重金属综合富集最强。土壤重金属污染富集因子（F）评价结果显示：矿区土壤普遍存在Cd、Mo、Sn、Sb、U等重金属污染,其中Mo、Cd、Sb等的污染最强,达显著（3级,2 < F < 20）污染程度以上。重金属污染效应既表现为Sc、Cd、Sn、Sb、U、Tl、Pb等生物毒性重金属在玉米中的富集,又表现为Mo、Co、Ni、Cu、Zn等生物有用金属在玉米中的明显亏损。黑色页岩即为土壤重金属污染的污染源。土壤重金属污染与重金属在成土母岩和土壤中的富集程度(Ks、EI、F)、重金属的活动性（Change%）等多种因素有关。重金属污染主影响因子的Pearson相关系数分析显示：Cd对土壤构成持久性污染,Mo、Sn、Sb、U等的污染程度可随土壤风化的进行因淋失而趋于降低,而Zn、Mn、Ba、Co、Ni、Th等目前未达到污染水平的重金属则可因次生富集而在未来引发污染。     

贵州遵义松林寒武系底部热液喷口及与喷口相关生物群特征

贵州遵义寒武系底部黑色页岩中含Mo、Ni、U等重金属的富集层，它们一直被认为与热水沉积作用有关。本文通过对贵州遵义松林小竹一带的寒武系底部地层的系统的岩石、矿物、地球化学研究，认为遵义松林小竹一带寒武系底部黑色页岩中富含Mo、Ni、U等重金属层属于热液（水）喷流沉积，主要依据有：①含大量的黄铁矿、针镍矿、硫钼矿及较多的锑硫镍矿、黄铜矿、闪锌矿、重晶石、石英、石膏等矿物；②具有大量的同生砾屑，砾屑成分为黑色碳质体和碎屑状黄铁矿、针镍矿、硫钼矿等矿石，它们堆积成层状结构，碎屑呈被撕裂状、棱角状、熔蚀港湾状等结构，球状、脸盆状、枕头状等构造，它们类似海底喷流沉积；③硅同位素、锶同位素、Re／Os值、Th／Sc值、Th／U值都表明有深部物质加入；④黑色岩系中夹碳酸盐岩透镜体，碳同位素具有强烈负异常特征，表明有热液作用；⑤超强富集元素Mo、As、Se、Re和T1都属于典型的气相迁移元素，而钼是典型的高温气相迁移元素，暗示了可能存在火山射气作用；而强富集的Ni、U、Au、Ag、PGE元素组合是超基性岩浆活动的产物，表明有热液活动。研究发现在热液（水）喷流沉积形成的富集Mo、Ni、U等重金属硫化物层之上，产出丰度大、分异度低、含大型海绵类、双壳类、菌藻类和少量大型蠕虫化石的生物群，它的特征与现代太平洋海底热喷口附近的生物群类似，因此认为遵义小竹一带寒武系底部生物群属于与海底热喷口相关生物群，这一新发现对研究寒武纪生态和生物爆发具有重要意义。     

兰坪-思茅盆地砂页岩中铜矿床同位素地球化学

兰坪－思茅中新生代盆地中的铜矿床,主要产于同砂岩、粉砂岩和页岩组成的含盐红色碎屑岩建造中。对矿床的同位素组成研究表明：成矿溶液主要来自大气降水,矿蚀变作用是在水／岩比值较低的体系中进行的;铅来自赋矿的沉积与基底岩石的混合;硫、碳和硅则具有多来源的特性。矿床地质特征和同位素组成特点表明,所研究的铜矿床与典型砂页岩型铜矿床存在显著差异,而与一些地热区的矿化作用相似。说明研究区砂页岩中的铜矿床具有特殊的     

海陆过渡相页岩低阻成因分析及饱和度计算——以川东南A地区龙潭组为例

以川东南A地区龙潭组海陆过渡相页岩为研究对象,总结岩石物理实验和测井响应规律,分析储层低阻成因;结合页岩组分特征,建立页岩储层导电模型,筛选有效总有机碳质量分数数据,推导考虑低阻影响因素的改进并联导电饱和度计算模型。结果表明：川东南A地区龙潭组海陆过渡相页岩黏土质量分数较高、孔隙类型及结构复杂、黄铁矿质量分数较高及炭化页岩和煤发育,具有低阻特征,采用Archie模型及其衍生公式计算饱和度结果精确度较低,采用改进并联导电饱和度计算模型能够提高饱和度预测效果。该结果为川东南龙潭组低阻页岩饱和度评价提供参考。     

海陆过渡相煤系页岩孔隙结构特征及其对含气性的影响

本次研究以四川盆地南部(川南地区)上二叠统龙潭组煤系页岩为例,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)对页岩孔隙进行定性观察分析,联用高压压汞实验、N₂与CO₂吸附-脱附实验,以及CH₄等温吸附实验开展海陆过渡相煤系页岩全孔径孔隙结构特征的定量表征,并探讨孔隙结构对含气性的影响。海陆过渡相煤系页岩粒间孔、粒内孔和有机质孔等基质孔隙较为发育,微裂缝较少。孔隙形态以平板狭缝状和墨水瓶状为主,具有较好的开放性特征。页岩全孔径孔容分布曲线呈两极化分布,孔径小于30nm和大于5μm的孔隙大量发育。宏孔(>50 nm)、介孔(2～50 nm)和微孔(<2 nm)的孔容贡献率依次降低,分别占42.2%、36.3%和21.4%。页岩孔比表面积分布曲线呈单峰型分布,随着孔径增大,孔比表面积减小,微孔尤其是孔径值小于8 nm的孔隙提供较大的孔比表面积。微孔、介孔和宏孔的孔比表面积贡献率依次降低,分别占72.7%、25.0%和2.3%。龙潭组页岩总含气量为2.61～6.02 m³/t,其中吸附气比例占优势,含量为1...     

四川盆地公山庙油田大安寨段湖相灰岩-页岩裂缝特征与测井识别

四川盆地公山庙油田大安寨段同时发育湖相灰岩和页岩储层,裂缝是否发育成为大安寨段储层形成的关键。首先基于岩心观察、CT扫描、扫描电镜等分析了灰岩和页岩的裂缝特征,然后在分析沉积相、矿物含量、w(TOC)、断层对裂缝发育影响的基础上,建立了湖相灰岩和页岩裂缝的识别图版。结果表明：(1)大安寨段湖相灰岩主要发育构造缝与层间缝,湖相页岩主要发育成岩页理缝,两者裂缝产状均以水平和低角度为主;(2)湖相灰岩中,大三亚段和大一亚段的厚层灰岩、厚层灰岩夹单一薄页岩条带、厚层灰岩夹多个薄页岩条带,这3种岩性组合最容易发育裂缝;湖相页岩中,大二a段的薄页岩与薄灰岩互层裂缝发育程度最高;(3)湖相灰岩裂缝识别优先采用ΔGR～ΔlogRT交会图,湖相页岩裂缝依据声波值增大和深浅双侧向电阻率“负差异”现象来识别。研究结果可为湖相灰岩-页岩裂缝评价提供思路与参考。     

中、上扬子龙马溪组层序划分及对页岩储层发育的控制

以详细的岩相研究为基础,利用岩相的垂向叠置关系,结合测井、有机地球化学、沉积特征、矿物学特征、元素地球化学等分析,将中、上扬子下志留统龙马溪组划分为2个具有完整海侵和海退的三级层序,即SQ1～SQ2,平均延时约为2.5Ma。龙马溪组页岩储层主要发育7种成因类型的微米—纳米级微观储集空间,裂缝储集空间为构造剪裂缝和页理缝2类。通过不同孔径孔隙体积与有机碳含量的关系以及页岩对甲烷吸附能力分析,页岩储层孔隙发育主要受有机碳含量控制。富有机质页岩发育受控于有机质生产力、有机质聚集及有机质保存,最大海泛面附近的δ¹³C_org介于-31‰～-30‰之间,高活性铁含量介于1.0%～1.56%之间,δ¹³C_org负漂移及高活性铁含量最大,指示了最高的古生产力;沉积速率在最大海泛面附近约为7.5m/Ma,较低的沉积速率有利于有机碳聚集,其有机碳含量高达2%～6%;最大海泛面附近Th/U比值一般为0.24～0.54,V/Cr比值为5.26～8.27,表现出强缺氧还原环境,有利于有机质保存。因此,最大海泛面附近为富有机质...     

川南地区龙马溪页岩气体滑脱效应实验研究

针对页岩储层气体滑脱效应特征及其影响机制不清问题，选取四川盆地长宁地区志留系龙马溪组页岩样品，开展了低温氮气吸附孔隙结构表征实验，并利用非稳态脉冲衰竭方法测量了不同围压下氦气、氮气在页岩岩心上的气体渗透率，分析了平均孔隙压力、气体类型、围压对滑脱效应的影响，建立了滑脱因子的预测关系式。结果表明:压力低于2.5 MPa时，页岩气体滑脱效应不能忽略。由于“分子筛效应”的影响，页岩克氏渗透率与测试流体介质类型有关，以氦气为流动介质测试得到的克氏渗透率大于以氮气为流动介质的测试结果。滑脱效应与气体类型有关，龙马溪组页岩的氦气滑脱因子约为氮气滑脱因子的1.7倍。利用滑脱因子计算得到围压为10~40 MPa时，氦气在页岩上的有效渗流孔径为113~166 nm，氮气的有效渗流孔径为66~99 nm，均远大于液氮吸附法测试的平均孔径。建立了龙马溪组页岩气体滑脱因子与克氏渗透率的幂函数关系，为页岩气流动模型的建立提供了基础。      

陆相泥页岩层系岩相测井识别与预测:以南堡凹陷拾场次洼为例

泥页岩层系岩相研究是页岩油勘探的基础工作，由于钻井取心较为困难且陆相湖盆范围小，相变快，使岩相精细识别与预测较为困难。测井曲线精确度高，纵向连续性好，可以准确识别与预测岩相。利用全岩X衍射（XRD）、薄片鉴定及地球化学分析测试等实验数据，将岩相按"三级次-三单元"划分方案进行划分，将测井曲线与TOC值、矿物含量等参数进行拟合，综合识别岩相，最后在高分辨率层序格架下建立岩相旋回叠加模式，从而进行岩相展布研究。结果表明该地区为一套以Ⅰ型和Ⅱ₁型干酪根为主生油湖相烃源岩，可划分为18种岩相，其中富有机质黏土质层状泥岩、富有机质混合质纹层状泥岩、页岩为页岩油优势岩相。岩相各评价指标可通过测井曲线计算与预测。岩相与层序存在耦合关系，在等时地层格架下具可预测性。沙三4亚段泥页岩层系岩相在此格架下，形成了MSC1中部与MSC2两个有机质富集层，以及SQ5~SQ8上升半旋回4个沉积构造发育带。