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彬长矿区典型顶板水害矿井洛河组砂岩微观孔隙特征研究

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煤炭科学技术 2023年第8期51卷 208-218页

作者：冯龙飞王双明王海李超峰张跃宏煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710054 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

黄陇煤田开采面临巨厚洛河组砂岩顶板水害的威胁。针对彬长矿区高家堡煤矿洛河组砂岩骨架的微观孔隙特征展开实验室研究,综合运用XRD衍射,铸体薄片、扫描电镜研究了砂岩骨架颗粒的孔隙类型,采用覆压孔渗探究其不同压力下的孔隙率和渗透... 详细信息

黄陇煤田开采面临巨厚洛河组砂岩顶板水害的威胁。针对彬长矿区高家堡煤矿洛河组砂岩骨架的微观孔隙特征展开实验室研究,综合运用XRD衍射,铸体薄片、扫描电镜研究了砂岩骨架颗粒的孔隙类型,采用覆压孔渗探究其不同压力下的孔隙率和渗透率变化特征,联合高压压汞和核磁共振手段表征了砂岩岩心的孔喉半径大小,结合X射线三维CT扫描对砂岩内部大于9μm的孔隙进行精细定量化表征,结果表明:①中粒砂岩骨架颗粒大,孔隙类型主要以剩余粒间孔为主,少量粒间溶孔,而细粒砂岩骨架颗粒小,颗粒间多由黏土矿物填充,为次生溶蚀粒间孔,少量粒内溶孔,孔隙发育较小;②中粒砂岩中的大孔孔喉半径介于0.61~4.94μm,累积分布频率达到48%,而细粒砂岩中的大孔孔喉半径介于0.188~0.683μm,累积分布频率达到47%,说明中粒砂岩的孔喉半径较大,更有利于地下水存储和运移;③CT显示中粒砂岩平均面孔隙率为7.081%,细粒砂岩平均面孔隙率为2.032%,中粒砂岩内高度发育的大孔(等效孔隙直径>180μm)和微孔贡献了较高的面孔隙率,结合较大的孔喉半径,宏观表现较高的渗透性,两者的微观孔隙特征与现场对应含水层的富水层评价相一致。研究成果可为洛河组砂岩顶板水害防治提供基础参考。

关键词：洛河组砂岩微观孔隙含水层压汞核磁共振渗透性

元坝地区吴家坪组沉凝灰岩及凝灰质泥岩储层微观孔隙结构特征研究

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矿物岩石 2022年第4期42卷 83-93页

作者：曾韬俞凌杰夏文谦林良彪中国石油化工股份有限公司勘探分公司四川成都610041 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126 中国石化油气成藏重点实验室江苏无锡214126 成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059

以元坝地区吴家坪组沉凝灰岩和凝灰质泥岩储层样品为研究对象,运用氩离子抛光扫描电镜、聚焦离子束扫描电镜、氮气吸附等手段开展了微观孔隙结构特征描述及主控因素分析。研究结果表明:(1)储层样品孔隙发育,平均孔隙度达到了6%以上;(2)... 详细信息

以元坝地区吴家坪组沉凝灰岩和凝灰质泥岩储层样品为研究对象,运用氩离子抛光扫描电镜、聚焦离子束扫描电镜、氮气吸附等手段开展了微观孔隙结构特征描述及主控因素分析。研究结果表明:(1)储层样品孔隙发育,平均孔隙度达到了6%以上;(2)三元线性方法定量结果显示孔隙发育主要受控于黏土含量,孔隙以黏土孔为主,平均占比达到82%;(3)有机质热演化程度普遍高于3.5%,有机显微组分以Ⅲ型为主,导致有机孔欠发育,仅占约10%;(4)三维重构及数字岩心分析对比揭示,黏土孔隙无显著喉道约束效应,孔隙和喉道直径主体分布范围基本一致;(5)孔隙结构以介孔和微孔为主,大孔不发育;(6)干燥和含水样品储集空间对比表明,吴家坪组沉凝灰岩和凝灰质泥岩储层样品在埋藏条件下由于孔隙水赋存的影响,将导致储集空间有效性显著降低,统计表明含水样品总孔体积仅为干燥样品的约28%,其储集有效性需要格外关注。本次研究客观描述沉凝灰岩和凝灰质泥岩储层微观孔隙结构特征,对该领域油气勘探具有重要意义。

关键词：吴家坪组沉凝灰岩凝灰质泥岩微观孔隙火山灰脱玻化储层

玛页1井风城组页岩微观孔隙特征及其影响因素

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新疆石油地质 2022年第1期43卷 1-10页

作者：杨帆孟鑫王先虎余佩蓉邵广辉陈火红中国石油集团测井有限公司地质研究院西安710077 中国石油新疆油田分公司开发公司新疆克拉玛依834000 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 中国石油集团测井有限公司新疆分公司新疆克拉玛依834000

玛湖凹陷风城组页岩微观孔隙特征的相关研究较薄弱,为确定孔隙对页岩油赋存和富集的影响,以玛湖凹陷北斜坡区玛页1井为对象,利用X射线衍射、扫描电镜、低温液氮吸附、高压压汞等,分析陆相页岩纳米级孔隙的发育特征及其影响因素。风城组... 详细信息

玛湖凹陷风城组页岩微观孔隙特征的相关研究较薄弱,为确定孔隙对页岩油赋存和富集的影响,以玛湖凹陷北斜坡区玛页1井为对象,利用X射线衍射、扫描电镜、低温液氮吸附、高压压汞等,分析陆相页岩纳米级孔隙的发育特征及其影响因素。风城组页岩主要为长英质岩和碳酸盐岩,2类岩相的孔隙类型、形态及孔径分布基本一致,孔隙类型有无机孔、有机质孔和微裂缝,主要为溶蚀孔和微裂缝,发育平行板状狭缝、楔状孔隙及墨水瓶状孔等多种形态;孔隙以小孔为主,孔径分布为三峰型,主峰位于30~60 nm,孔隙连通性差。长英质岩的孔隙度及大孔隙发育程度高于碳酸盐岩,是相对优势岩相。石英、长石和白云石是孔隙发育程度的主控因素,对各尺度的孔隙具有均势贡献;黏土矿物促进微孔和小孔的发育,对中孔的影响较弱;有机质对孔隙发育的影响较小;无机矿物和有机质均是页岩孔隙度增大的有利因素。

关键词：玛湖凹陷玛页1井风城组页岩微观孔隙影响因素岩相矿物组分

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微观孔隙导电等效路径的分形表征研究

微观孔隙导电等效路径的分形表征研究

作者：修欧阳东北石油大学

学位级别：硕士

油田开发中后期,剩余油以非常规方式零散地分布于油藏之中,严重受制于岩层微观非均质特征。探寻微观控油孔隙结构参数及宏观电性表征的映射关系,利于实现油藏剩余油精准评价。本文以大庆油田密闭取芯井中25块典型样品为基础,采用纳米CT... 详细信息

油田开发中后期,剩余油以非常规方式零散地分布于油藏之中,严重受制于岩层微观非均质特征。探寻微观控油孔隙结构参数及宏观电性表征的映射关系,利于实现油藏剩余油精准评价。本文以大庆油田密闭取芯井中25块典型样品为基础,采用纳米CT扫描实验获得孔喉参数和岩心切片,对岩心切片分别进行边缘保留滤波处理、大津阈值二值化并提取各岩心切片分形维数。针对现场密闭取心井岩样荧光显微扫描图像对孔隙内部油水分布进行分析,发现内部油水乳化态及注入水多次冲刷对电阻率影响突出,基于高孔高渗岩层数据以及驱油效率和剩余油饱和度均来自同一口井、同一原生及开发环境的前提下,发现分形维与驱油效率、实测电阻率、含水饱和度具有非常好的影响关系,分形维参数综合概括了流体运移以及岩层渗流通道性质,可以更好地反映出电阻率及剩余油分布,同时阿尔奇公式反算进一步印证了分形对剩余油饱和度及电阻率的影响关系。从实验角度出发,研究砂岩导电理论,进行两相流体电阻率动态驱替实验,对地层混合水矿化度及电阻率测量;采用油饱和后,再用混合液驱替,给出饱和度与电阻率变化曲线,发现注入水驱替开发过程中,地层水变化及分布状态密切相关。最后,依据多孔介质运动理论建立基于分形表征的微观孔隙导电模型,对含水饱和度和地层电阻率之间的关系进行分析,对微观孔隙导电分形模型测算的地层水饱和度和岩心测得的含水饱和度进行比较,吻合情况较好,同时可以推算其注水开发时期,形成针对不同等效模型的井中电阻率响应模式,以达到理论和规模应用上的创新,为老油田的低成本、高效率、科学开采创造条件。

关键词：数字岩心分形维数微观孔隙电阻率等效模型

冻融循环下有机质水泥土的抗压强度与微观孔隙特征

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林业工程学报 2022年第5期7卷 169-176页

作者：刘欣赵记领杨平南京林业大学土木工程学院南京210037 常州地铁集团有限公司常州213000

基于采用水泥深层搅拌工艺对季冻区有机质土进行加固治理为背景,选取南京地区粉质黏土,通过采用富里酸人工配制有机质土,再掺入水泥与粉煤灰改良有机质土,开展了有机质水泥土抗压强度试验与压汞试验,研究不同水泥-粉煤灰掺比(水泥掺入比... 详细信息

基于采用水泥深层搅拌工艺对季冻区有机质土进行加固治理为背景,选取南京地区粉质黏土,通过采用富里酸人工配制有机质土,再掺入水泥与粉煤灰改良有机质土,开展了有机质水泥土抗压强度试验与压汞试验,研究不同水泥-粉煤灰掺比(水泥掺入比-粉煤灰掺量)、冻融循环次数和龄期对强度及孔隙分布特征的影响,分析了抗压强度与微观孔隙特征间关系。结果表明:抗压强度随龄期延长呈对数规律增长;随冻融循环次数增加,不同掺比下强度均呈指数规律不断减小;随粉煤灰掺量增加,强度呈先增大后减小趋势,存在一临界粉煤灰掺量(5%);1次冻融后大、中孔分布比例显著上升,小、微孔分布比例下降明显;由1次到12次冻融,大中孔及小微孔分布比例均分别上升与下降,呈“此长彼消”;24次冻融后大、中孔分布比例呈下降趋势,而小、微孔呈上升趋势;孔隙率随冻融循环次数增加呈对数规律增长,随水泥掺入比增加而降低,随粉煤灰掺量增加呈先降低后增长规律;抗压强度随孔隙率增加、微孔分布比例减小、中孔分布比例增加而减小,且最终趋于稳定。

关键词：有机质水泥土冻融循环水泥-粉煤灰掺比抗压强度微观孔隙

水胶比和矿物掺合料对硬化水泥浆体微观孔隙特征参数的影响

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内蒙古大学学报（自然科学版） 2022年第4期53卷 412-420页

作者：随春娥乔丹杨文军内蒙古大学交通学院呼和浩特010070 天津石一城市建筑设计有限公司天津300000

通过将粉煤灰、硅灰和磨细矿渣按不同比例掺配替代同质量的水泥,测试分析水胶比和矿物掺合料对硬化水泥浆体微观孔结构的影响作用。结果表明:较大的水胶比减小了各浆体的含气量、平均气泡直径和气泡间隔系数,增大了气泡个数和气泡比表面... 详细信息

通过将粉煤灰、硅灰和磨细矿渣按不同比例掺配替代同质量的水泥,测试分析水胶比和矿物掺合料对硬化水泥浆体微观孔结构的影响作用。结果表明:较大的水胶比减小了各浆体的含气量、平均气泡直径和气泡间隔系数,增大了气泡个数和气泡比表面积,尤其是含硅粉的试样增加最多,水胶比的变化对累计气泡面积的影响不大。随着粉煤灰或磨细矿渣掺量的增加,含气量和平均气泡直径均有降低的趋势,且掺量越多,降低越多,硅灰刚好相反;粉煤灰对优化气泡孔隙结构有有利作用;硅灰的加入和掺量上升显著增加了气泡个数和累计气泡面积;气泡小但数量少的矿渣浆体比表面积最大;矿物掺和料的加入有利于水泥混凝土的气泡间隔系数的降低,与气泡个数趋势相反。

关键词：水胶比矿物掺合料水泥浆体微观孔隙

微观孔隙分形表征新方法及其在页岩储层中的应用

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天然气工业 2015年第5期35卷 52-59页

作者：李菊花郑斌 "油气资源与勘探技术"教育部重点实验室.长江大学长江大学石油工程学院

油气储层微观孔隙结构定量研究对储层评价及微观渗流具有重要意义。为此,运用分形几何原理对10组岩样CT扫描的微观孔隙结构进行定量描述,采用最小二乘法确定了微观孔隙结构的分形维数及自相似区间,指出微观孔隙结构分布具有多重分形特征... 详细信息

油气储层微观孔隙结构定量研究对储层评价及微观渗流具有重要意义。为此,运用分形几何原理对10组岩样CT扫描的微观孔隙结构进行定量描述,采用最小二乘法确定了微观孔隙结构的分形维数及自相似区间,指出微观孔隙结构分布具有多重分形特征,据此推导了微观孔隙结构的多重分形概率分布函数,并验证随机分形表征的有效性,最后应用该分形定量表征新方法研究页岩纳米孔隙微观结构,建立了页岩三维纳米微观孔隙网络模型。计算结果表明:①与单一分形描述方法相比,多重分形法将复杂微观孔隙结构分成不同自相似区间并能精确地定量表征;②与其他统计方法相比,采用建立的分形概率分布新函数随机计算产生的孔隙数据与真实储层数据吻合度高,使微观分布特征研究可以从传统描述转变为定量化计算。结论认为,该研究成果补充了传统页岩纳米孔隙的定量表征方法,为精细定量化表征微观储层结构以及三维微观孔隙网络模型的构建奠定了理论基础。

关键词：微观孔隙纳米级结构多重分形随机分布定量描述页岩方法

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铁尾矿砂水泥土强度特性及微观孔隙研究

建筑科学 2023年第3期39卷 74-80页

作者：胡建林高鹏飞崔宏环张玉龙郑瑞海河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075000 河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室河北张家口075000 河北省沥青路面工程固废综合利用技术创新中心河北张家口075000

为了提高固体废料的二次利用率,改善水泥土的力学性能,采用无侧限抗压强度试验和氮气吸附试验等试验方法,探究了铁尾矿砂对水泥土力学特性及微观孔隙的影响,试验结果表明:随着铁尾矿砂掺量的增加,水泥土的无侧限抗压强度呈先增加后减小... 详细信息

为了提高固体废料的二次利用率,改善水泥土的力学性能,采用无侧限抗压强度试验和氮气吸附试验等试验方法,探究了铁尾矿砂对水泥土力学特性及微观孔隙的影响,试验结果表明:随着铁尾矿砂掺量的增加,水泥土的无侧限抗压强度呈先增加后减小的趋势,在铁尾矿砂20%~30%时抗压强度达到最大值;相同水泥掺量下,铁尾矿砂水泥土的比表面积随铁尾矿砂掺量的增加呈先增大后减小的趋势,在铁尾矿砂20%时,比表面积最大;铁尾矿砂水泥土的孔隙组成为:少量的微孔、大量的中孔以及一定数量的大孔;随着铁尾矿砂掺量和水泥掺量的增加,水泥土孔隙中的有害孔持续减小,少害孔持续增加,平均孔径减小。

关键词：水泥土无侧限抗压强度铁尾矿砂微观孔隙

页岩微观孔隙模型构建——以滇黔北地区志留系龙马溪组页岩为例

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石油勘探与开发 2018年第3期45卷 396-405页

作者：陈科洛张廷山陈晓慧何映颉梁兴西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 四川省地质矿产勘查开发局测绘队成都610017 中国石油浙江油田公司杭州310023

基于扫描电镜、低温氮气吸附实验分析,对滇黔北地区志留系龙马溪组页岩孔隙类型与孔隙结构进行分析,并开展分子模型搭建,利用数理统计理论将模型验证问题转变为数学问题进行求证。通过镜下分析发现页岩孔隙类型以黏土矿物层间孔和有机... 详细信息

基于扫描电镜、低温氮气吸附实验分析,对滇黔北地区志留系龙马溪组页岩孔隙类型与孔隙结构进行分析,并开展分子模型搭建,利用数理统计理论将模型验证问题转变为数学问题进行求证。通过镜下分析发现页岩孔隙类型以黏土矿物层间孔和有机质孔为主,氮气吸附实验指示孔隙以似片状颗粒组成的槽状孔与微孔为主要类型,二者具有良好的一致性。利用伊利石分子模型与石墨烯分子模型对页岩进行分子模型搭建并基于分形理论与分形Frenkel-Halsey-Hill公式,提出Modified Frenkel-Halsey-Hill公式的模型验证方法。通过对分形维数、置换率、分形修正系数的求取与数学计算,验证模型基本可靠。模型验证方法的提出为页岩储集层定量化研究提供了理论依据。

关键词：滇黔北地区页岩志留系龙马溪组微观孔隙孔隙模型模型验证