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沁水盆地南部煤储层孔渗特征及地质影响因素研究

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沁水盆地南部煤储层孔渗特征及地质影响因素研究

作者：胡咤咤中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

我国沁水盆地南部煤层气最早实现规模化商业性开发,打破了世界上在高煤阶地区开展煤层气勘探开发的禁区。沁水盆地南部主力煤层为山西组3号煤层和太原组15号煤层,但目前煤层气的开发主要集中在3号煤层,15号煤层在煤层气开发上还存在很... 详细信息

我国沁水盆地南部煤层气最早实现规模化商业性开发,打破了世界上在高煤阶地区开展煤层气勘探开发的禁区。沁水盆地南部主力煤层为山西组3号煤层和太原组15号煤层,但目前煤层气的开发主要集中在3号煤层,15号煤层在煤层气开发上还存在很多技术难题。为此,从煤储层孔渗特征角度出发,将3号和15号煤层进行对比,以及对影响煤储层孔渗性的地质因素进行系统研究尤为必要,从而为解决15号煤煤层气开发的技术问题提供科学依据。沁水盆地南部煤储层孔隙主要被高岭石、方解石、黄铁矿等矿物充填,且15号煤孔隙被矿物充填的程度较3号煤严重,这与两煤层的顶板岩性和沉积环境不同有关。3号煤孔隙以开放型微孔为主,对煤层气的吸附、解吸、扩散均有利,15号煤孔隙主要为一端封闭的微小孔,极容易导致煤层气渗流的“瓶颈“问题。15号煤的宏观裂隙和显微裂隙均较3号煤发育,但裂隙被矿物充填的程度较3号煤严重,且不同尺度的显微裂隙在配置上很不合理,对煤层气的扩散运移不利。煤储层孔隙系统发育特征主要受煤层埋深、变质程度、煤岩显微组分及煤中矿物的影响,裂隙系统发育特征的影响因素主要包括现今构造应力场、煤岩显微组分、变质程度及煤中矿物。沁水盆地南部3号煤层的渗透率大于15号煤层。煤储层孔隙系统对渗透率的贡献作用十分有限,渗透率随裂隙密度的增加而呈指数形式增大,矿物的充填作用可造成裂隙渗透率大大降低。煤储层渗透率随现今构造应力场主应力差的增大而呈指数形式增大,构造应力实质上是通过控制煤储层天然裂隙的开合程度进而影响煤储层原始渗透率。当埋深超过800m后,煤储层渗透率基本维持在一个低值范围内,煤储层渗透率与埋深之间的关系,实质上也是地应力对煤储层渗透率控制作用的结果。煤体结构对煤储层渗透性可造成一定程度的影响,其受构造作用的控制比较明显。由此可知,现今构造应力场是该盆地南部煤储层渗透性的主控地质因素,天然裂隙、矿物、煤体结构为次要影响因素。

关键词：沁水盆地煤储层孔渗特征地质影响因素

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漳州风化残积型高岭土矿床的矿物学特征

矿物学报 2016年第3期36卷 377-381页

作者：崔晓南黄文辉敖卫华胡咤咤中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

本文运用化学成分分析、X射线衍射、红外光谱、热重-热流和扫描电镜等方法对福建漳州地区某风化残积型高岭土矿床中的矿物组成和微观形貌进行了系统研究。结果表明:虽然该区风化残积型高岭土的矿物组成简单,主要为高岭石和石英,次为钾长... 详细信息

本文运用化学成分分析、X射线衍射、红外光谱、热重-热流和扫描电镜等方法对福建漳州地区某风化残积型高岭土矿床中的矿物组成和微观形貌进行了系统研究。结果表明:虽然该区风化残积型高岭土的矿物组成简单,主要为高岭石和石英,次为钾长石,但石英含量相对较高导致样品的化学成分呈现高硅低铝的特征,n(Si O_2)/n(Al_2O_3)在4左右。样品的w(K_2O)波动范围较大,w(Na_2O)、w(Mg O)和w(Ca O)低,而有害组分Fe、Ti含量相对较高。该风化残积型高岭土矿床风化不完全,高岭石结晶度较差,其X射线衍射峰峰形弥散,对称程度差。在扫描电镜下高岭石的六方片状晶形难以辨认,其形状不规则,呈片状、鳞片状集合体和团块状。此外,样品的热稳定性相对较差,其脱羟基温度≤500℃,进而说明该地区风化残积型高岭土结晶度较低。

关键词：高岭土风化残积型矿物组成化学成分结晶度

沁水盆地南部3号与15号煤层孔隙特征对比分析

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煤炭科学技术 2015年第S1期43卷 173-178页

作者：胡咤咤黄文辉陆小霞许启鲁张谦陈燕萍中国地质大学(北京)能源学院中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点试验室中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点试验室中原油田采油五厂

为了弄清沁水盆地南部3号和15号煤层开发效果差异较大的原因,对研究区35块煤岩样品进行扫描电镜观察、压汞试验测试、低温液氮吸附试验测试结果表明:3号和15号煤孔隙类型分为4大类,孔隙结构均以微小孔为主,占总孔隙含量的86.03%。15号... 详细信息

为了弄清沁水盆地南部3号和15号煤层开发效果差异较大的原因,对研究区35块煤岩样品进行扫描电镜观察、压汞试验测试、低温液氮吸附试验测试结果表明:3号和15号煤孔隙类型分为4大类,孔隙结构均以微小孔为主,占总孔隙含量的86.03%。15号煤层微小孔、中孔比例较3号煤层略高,大孔较3号煤层低得多,与矿物对煤层孔隙的充填作用有关,这种孔隙结构导致其孔隙度、渗透率15号煤层较3号煤层低。3号煤层吸附能力、渗流性能较15号煤层好,但储集能力较15号煤层差。3号煤层孔隙以开放型微孔为主,对煤层气的吸附、解吸、扩散均有利,15号煤煤层气孔隙主要为一端封闭的微小孔,极易导致渗流的'瓶颈'问题。矿物充填作用、孔隙结构和孔隙形态是导致3号和15号煤产能差异的重要因素。

关键词：沁水盆地南部孔隙特征矿物充填作用孔隙结构孔隙形态产能

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柿庄北区块3号煤含气量影响因素关联性分析

科技通报 2016年第7期32卷 36-42页

作者：胡咤咤黄文辉许启鲁冯小龙崔晓南张谦中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点实验室北京100083

为了确定沁水盆地柿庄北区块3号煤层含气量变化的主控因素，在综合选取了地质构造、顶板盖层、水文地质条件、埋深、煤变质程度、煤厚、孔隙特征、镜质组、水分、灰分这10个地质影响因素的基础上，运用灰色关联分析法，对各地质因素对... 详细信息

为了确定沁水盆地柿庄北区块3号煤层含气量变化的主控因素，在综合选取了地质构造、顶板盖层、水文地质条件、埋深、煤变质程度、煤厚、孔隙特征、镜质组、水分、灰分这10个地质影响因素的基础上，运用灰色关联分析法，对各地质因素对含气量的影响程度进行定量分析，计算了各地质影响因素与含气量之间的关联度。结果表明：各地质影响因素与含气量的关联度为0.5189~0.8513，均大于0.5，即各地质因素对含气量变化均有影响，其中地质构造与含气量之间的关联度最大，表现出褶皱控气的特点，而煤层厚度与含气量之间的关联性最差，水文地质条件对煤层气分布也具有一定的控制作用，其它几个地质因素与含气量的关联度较小且相互之间比较接近，对含气量变化的控制作用不是十分明显，因此认为地质构造是导致沁水盆地柿庄北区块3号煤层含气量变化的主控因素。

关键词：沁水盆地柿庄北区块煤层含气量灰色关联分析法地质影响因素

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沁水盆地南部煤储层显微裂隙发育的影响因素

煤田地质与勘探 2016年第5期44卷 63-70页

作者：胡咤咤黄文辉刘素平张谦许启鲁冯小龙中国地质大学(北京)能源学院海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点实验室北京100083 湖南省煤田地质局油气资源勘探队湖南长沙410014

为研究沁水盆地南部3号和15号煤储层显微裂隙的发育情况,借助扫描电镜显微裂隙分析、荧光显微镜显微裂隙统计、X射线衍射分析等手段,总结了地应力、煤岩显微组分、煤变质程度、煤中矿物质与显微裂隙发育的关系,探讨了影响煤储层显微裂... 详细信息

为研究沁水盆地南部3号和15号煤储层显微裂隙的发育情况,借助扫描电镜显微裂隙分析、荧光显微镜显微裂隙统计、X射线衍射分析等手段,总结了地应力、煤岩显微组分、煤变质程度、煤中矿物质与显微裂隙发育的关系,探讨了影响煤储层显微裂隙发育主要因素。结果表明,该区煤储层显微裂隙较为发育,显微裂隙密度一般为7~59条/9 cm^2,以C型和D型裂隙为主,扫描电镜下常见张性裂隙、剪性裂隙,对煤储层渗透性贡献较大,内生裂隙较少见。显微裂隙通常发育于镜质组中,裂隙密度随变质程度的升高表现出降低的趋势,煤中矿物的充填作用对于显微裂隙的发育影响较大,对煤样渗透性造成了直接破坏作用,地应力场的方向和大小控制着外生显微裂隙的开合程度,进而对煤储层的渗透性产生影响。因此认为,地应力和煤中矿物是影响该区煤储层显微裂隙发育的主要因素。

关键词：沁水盆地南部煤储层显微裂隙影响因素

沁水盆地南部3号煤层含气量主控地质因素分析

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科学技术与工程 2015年第13期35卷 13-19页

作者：张谦黄文辉郭立夫胡咤咤许启鲁陆小霞中国地质大学能源学院北京100083 中国地质大学海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 中国地质大学地质资源勘查国家级实验教学示范中心北京100083 中联煤层气有限责任公司北京100011

以沁水盆地南部四个矿区不同深度的3号煤岩样品为研究对象,采用压汞、低温液氮吸附、显微镜和扫描电镜等试验方法对煤样的孔径、裂缝和孔隙连通性、渗透性以及吸附性进行表征,结合研究区的构造特征、储层特征以及水动力特征,研究该地区... 详细信息

以沁水盆地南部四个矿区不同深度的3号煤岩样品为研究对象,采用压汞、低温液氮吸附、显微镜和扫描电镜等试验方法对煤样的孔径、裂缝和孔隙连通性、渗透性以及吸附性进行表征,结合研究区的构造特征、储层特征以及水动力特征,研究该地区3号煤层含气量的主控地质因素。研究区处于一个大型复式向斜构造上,3号煤层煤样总比表面积和总比孔容积与煤层埋深呈负向关系。煤岩类型以半亮煤为主,镜质组含量较高,生气能力较强,顶底板密封性较好。盆地接受大气降水,从向斜翼部流向轴部,有效阻止了煤层气的逸散。研究结果表明,该区3号煤层含气量主控地质因素包括:煤岩类型、孔裂隙结构、水动力特征以及顶底板封闭性,煤层气的富集是上述几项地质因素耦合作用的结果。

关键词：沁水盆地南 3号煤含气量地质因素耦合作用

恒流充电有限柱体电极浓度分布及扩散诱导应力解析分析

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物理学报 2024年第15期73卷 225-234页

作者：彭颖吒张锴郑百林同济大学航空航天与力学学院上海200092

常见的柱状电极模型中,在轴向方向一般采用无限长假设广义平面应变分析方法,本文考虑恒流充电下有限柱形电极模型,基于力-化耦合一般方程,推导出位移与扩散诱导应力解析解.有限柱体电极中浓度分布由仅考虑径向扩散和仅考虑轴向扩散两部... 详细信息

常见的柱状电极模型中,在轴向方向一般采用无限长假设广义平面应变分析方法,本文考虑恒流充电下有限柱形电极模型,基于力-化耦合一般方程,推导出位移与扩散诱导应力解析解.有限柱体电极中浓度分布由仅考虑径向扩散和仅考虑轴向扩散两部分叠加求解.将浓度函数代入力学方程,使用Boussinesq-Papkovich函数得到应力分量解析解.计算了表面自由柱状电极中浓度和应力场,并将其结果与有限元软件计算的结果进行对比计算.结果表明,理论解和数值解中浓度分布一致,应力分量趋势一致数值相差较小,在荷电状态为17.9%时径向应力在中心处相对误差最大约为4%.本文分析了不同长径比柱状电极中径向和轴向单向扩散对应力场的影响,结果表明,随着长径比的增大,轴向扩散对浓度分布影响下降,径向扩散对应力场影响上升.

关键词：锂离子电池有限柱体电极扩散诱导应力 Boussinesq-Papkovich 函数

基于测井信息对沁水盆地南部构造煤分布规律的研究

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中国煤炭地质 2016年第3期28卷 74-78页

作者：林堃琦黄文辉张谦胡咤咤陈晶陆小霞中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 页岩气勘查与评价国土资源部重点实验室北京100083

基于构造煤和原生结构煤在力学、电学及声学等岩石物理性质方面的差异,采用自然伽马、电阻率、井径及声波时差等测井曲线对沁水盆地南部15#煤层中的构造煤进行了识别。通过对比不同煤体结构煤层的测井响应特征,建立了研究区深部构造煤... 详细信息

基于构造煤和原生结构煤在力学、电学及声学等岩石物理性质方面的差异,采用自然伽马、电阻率、井径及声波时差等测井曲线对沁水盆地南部15#煤层中的构造煤进行了识别。通过对比不同煤体结构煤层的测井响应特征,建立了研究区深部构造煤识别图版。结果表明:构造煤电阻率呈低值,扩径较严重,自然伽马呈现负异常及声波时差正异常,局部出现"周波跳跃"的现象。研究该区15#煤层构造煤的分布规律发现:研究区构造煤分布呈东西厚、中部薄的特点,其分布主要受NE-NNE向的断裂及小规模的褶皱构造控制;西部断裂带内构造煤厚度可达5.25m,中部减薄以致尖灭;东部受局部构造变形影响,最大厚度达5.55 m。

关键词：构造煤煤体结构测井曲线分布规律

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数字化赋能柬埔寨各领域发展

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