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钠基蒙脱石狭缝中CH_(4)-CO_(2)竞争吸附与CO_(2)埋存

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第2期54卷 470-478页

作者：龚凤鸣侯大力强贤宇向雪妮黄思婧韩鑫余洋阳顾康福成都理工大学能源学院成都610059 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

页岩主要由有机质干酪根和无机质黏土矿物等组成,其中干酪根和黏土矿物对CH_(4)的吸附作用是页岩吸附气的主要来源。为了研究无机质黏土矿物中CH_(4)吸附行为、CH_(4)-CO_(2)竞争吸附行为和CO_(2)埋存规律,利用钠基蒙脱石来表征页岩中... 详细信息

页岩主要由有机质干酪根和无机质黏土矿物等组成,其中干酪根和黏土矿物对CH_(4)的吸附作用是页岩吸附气的主要来源。为了研究无机质黏土矿物中CH_(4)吸附行为、CH_(4)-CO_(2)竞争吸附行为和CO_(2)埋存规律,利用钠基蒙脱石来表征页岩中的黏土矿物,基于巨正则蒙特卡洛方法,利用Lammps软件开展不同压力、温度和孔径下的流体吸附模拟。结果表明:随着压力增大,各孔径下CH_(4)超额吸附量先增加后减少,并在11~12 MPa间达到峰值;随着温度升高,各孔径下CH_(4)超额吸附量逐渐减少;随着孔径的增大,CH_(4)超额吸附量逐渐减少。小孔径下,CH_(4)在钠基蒙脱石中主要以吸附态赋存,随着孔径的增大,CH_(4)在钠基蒙脱石中处于吸附态和游离态共存的状态,并且钠基蒙脱石对CH_(4)的作用类型为物理吸附。CO_(2)的驱替效率随CO_(2)初始压力的升高而增大,随孔径的增大而增大。CO_(2)埋存量随温度的升高而降低,随注入压力的升高而升高,随孔径的增大而降低。CO_(2)与CH_(4)竞争吸附比随压力的增大而降低,随孔径的增大而升高。

关键词：钠基蒙脱石狭缝巨正则蒙特卡洛法竞争吸附 CO_(2)埋存

假泥裂:上扬子地区下三叠统飞仙关组灰岩薄层中的网纹沉积构造

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沉积学报 2024年第4期42卷 1200-1211页

作者：时志强彭深远王美玲乔丹成都理工大学沉积地质研究院成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610059

【目的】上扬子地区西北缘下三叠统飞仙关组二段薄层灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,由于前人对其成因和沉积环境存在误解,因此订正该沉积构造的特征及其环境意义很有必要。【方法和结果】通过野外调查及显微薄片观察发现该套灰岩单层厚... 详细信息

【目的】上扬子地区西北缘下三叠统飞仙关组二段薄层灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,由于前人对其成因和沉积环境存在误解,因此订正该沉积构造的特征及其环境意义很有必要。【方法和结果】通过野外调查及显微薄片观察发现该套灰岩单层厚度一般介于2~10 cm,呈薄板状或者渠槽状,显微薄片显示其为微晶颗粒灰岩,含大量腹足类、介形类、双壳类化石和粪球粒。槽模及渠模构造显示灰岩为频繁的风暴所致,薄板状灰岩中发育的假泥裂沉积构造在岩层顶底面呈不规则四边形或五边形,实为压溶作用形成的方解石脉分割所致,成岩期压实作用及构造作用是假泥裂构造形成的动力学诱因。【结论】飞仙关组中网纹构造的普遍存在预示着灰岩沉积于较深水环境,假泥裂的识别对奥陶系宝塔组网纹灰岩的成因具有借鉴意义。

关键词：假泥裂下三叠统风暴沉积沉积构造介壳灰岩

川中北部地区二叠系茅三段—吴一段铁白云岩成因机制研究

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沉积学报 2024年

作者：李跃杰袁海锋徐国盛肖钦仁匡明志徐婷叶子旭油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)成都理工大学能源学院

【目的】目前川中北部地区茅三段—吴一段铁白云石成因机制尚不明确。【方法】基于茅三段—吴一段岩矿特征，结合岩石TIMA扫描、全岩X射线衍射分析、微区原位主微量元素、锶同位素流体包裹体均一温度以及铁白云石原位U-Pb年代学等手段... 详细信息

【目的】目前川中北部地区茅三段—吴一段铁白云石成因机制尚不明确。【方法】基于茅三段—吴一段岩矿特征，结合岩石TIMA扫描、全岩X射线衍射分析、微区原位主微量元素、锶同位素流体包裹体均一温度以及铁白云石原位U-Pb年代学等手段，对铁白云岩成因机制展开研究。【结果】（1）茅三段与吴一段岩石类型为灰岩类、白云岩类以及沉凝灰岩类。灰岩类岩相主要包括泥晶生屑灰岩、亮晶生屑灰岩及云质灰岩；白云岩类岩相为半自形—自形粉—细晶白云岩；沉凝灰岩类岩石主要由火山碎屑、炭质、钙镁质、砂级碎屑以及金属矿物等组成，其中火山碎屑为玻屑、玄武岩等碎屑，钙镁质主要成分为白云石与方解石。（2）茅三段与吴一段顶部白云石微量元素平均值表现为具极高的Fe含量(1 0678.40×10-6)，较高的Mn含量(822.95×10-6)、Si含量(1 929.81×10-6)、Al含量(394.11×10-6)及高（Na+K）含量(362.38×10-6)，指示封闭环境下成岩流体具有高盐度、高碱性金属含量的特征。铁白云石与泥晶生屑灰岩中基质部分的87Sr/86Sr介于茅口组—吴家坪组同时期海水范围内，同时∑REE值的偏低，LREE的亏损与海水的LREE亏损模式一致，指示白云石化成岩流体与同时期海水具有相似特征。（3）茅三段与吴一段中粉—细晶白云石U-Pb年龄为（245.36±1.08） Ma，白云石化作用主要发生于晚二叠世—早三叠世。【结论】茅三段与吴一段粉—细晶白云石的白云石化流体为上覆吴一段、吴二段泥质沉凝灰岩、凝灰质泥岩中黏土矿物发生脱水作用产生。此过程中析出大量Mg2+、Fe2+、Al3+、Si4+等离子，以同期茅口组—吴家坪组残余海水为载体，运移至吴一段、茅三段顶部的颗粒灰岩进而发生交代形成铁白云石。

关键词：铁白云石二叠系茅三段吴一段川中北部地区

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基于结构稳定剂的支撑剂高效铺置技术

石油勘探与开发 2024年第3期51卷 616-623页

作者：郭建春任山张绍彬刁素卢杨张涛西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 成都劳恩普斯科技有限公司成都610000

针对纤维在常规滑溜水中逸出量较高,难以与支撑剂形成纤维-支撑剂簇、作用效果有限等问题,开发出一种结构稳定剂,基于微观结构观察和性能评价室内实验,分析结构稳定剂作用下支撑剂的铺置机理及结构稳定剂对支撑剂铺置规模、裂缝导流能... 详细信息

针对纤维在常规滑溜水中逸出量较高,难以与支撑剂形成纤维-支撑剂簇、作用效果有限等问题,开发出一种结构稳定剂,基于微观结构观察和性能评价室内实验,分析结构稳定剂作用下支撑剂的铺置机理及结构稳定剂对支撑剂铺置规模、裂缝导流能力等的影响。研究表明:结构稳定剂与聚合物、纤维、石英砂之间可形成稳定的纤维-支撑剂团簇,与单纯支撑剂相比,密度降低,体积增大,沉降过程中与液体的接触面积增大,浮力与曳力增加,沉降速度变缓,更易被流体携带进裂缝深处。将纤维及结构稳定剂随支撑剂一起泵入储层可降低纤维逸出率、增加支撑剂在滑溜水中占据的体积,大幅提高支撑剂铺置高度、输送距离及裂缝导流能力,降低支撑剂返排率。实验结果表明,结构稳定剂最佳质量分数为0.3%。致密气、页岩油、页岩气80井次的应用效果证实,结构稳定剂具有较好的适应性,基本能满足该类油气井的提产、降本和防砂需求。

关键词：水力压裂支撑剂结构稳定剂铺置机理导流能力支撑剂返排率

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CO_(2)增强页岩气开采及地质埋存的三维数值模拟

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天然气工业 2024年第4期44卷 104-114页

作者：赵鹏朱海燕张丰收地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室·成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室·成都理工大学成都理工大学能源学院同济大学土木工程学院

将CO_(2)注入页岩储层中,既可以提高气藏天然气采收率,又可以达到CO_(2)地质埋存的目的,是实现减少碳排放的有效途径之一。页岩储层非均质性强,将CO_(2)注入页岩储层后,储层纵向非均质性对于CO_(2)增强CH_(4)开采效果的影响机理研究还... 详细信息

将CO_(2)注入页岩储层中,既可以提高气藏天然气采收率,又可以达到CO_(2)地质埋存的目的,是实现减少碳排放的有效途径之一。页岩储层非均质性强,将CO_(2)注入页岩储层后,储层纵向非均质性对于CO_(2)增强CH_(4)开采效果的影响机理研究还存在不足。为此以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩储层为对象,以考虑CO_(2)和CH_(4)竞争吸附的热—流—固多场耦合数值模拟方法为基础,建立了页岩非均质储层CO_(2)增强CH_(4)开采及地质埋存一体化三维数值模型,最后通过CO_(2)驱替CH_(4)室内实验结果验证该数值模拟方法的可靠性。研究结果表明:①当注入井所在层位保持不变时,随着开采井埋深增加,各小层内CH_(4)剩余量呈增加趋势,CO_(2)埋存量表现出逐渐减小的趋势;②当开采井所在层位保持不变时,各小层内CH_(4)的剩余量随注入井埋深的增加而减小,各小层内CO_(2)的埋存量随注采井纵向间距的增加而提高;③增加注采井纵向距离能够提高CH_(4)增产量和CO_(2)埋存量。结论认为,页岩对CO_(2)和CH_(4)有较强的竞争吸附特性,相关过程是一个复杂的热—流—固耦合过程,该基础理论模拟研究对注CO_(2)置换CH_(4)提高页岩气采收率并实现碳封存具有现实意义,且研究认识对今后相关技术的现场应用提供了理论支撑。

关键词： CO_(2)增强页岩气开采 CO_(2)地质埋存储层非均质性热—流—固多场耦合三维模型

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四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段岩溶古地貌与控储模式

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石油与天然气地质 2024年第1期45卷 200-214页

作者：张自力乔艳萍豆霜李堃宇钟原武鲁亚张宝收戴鑫金鑫王斌宋金民中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610041 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059

基于钻井岩心描述、薄片鉴定、测井资料以及三维地震资料,对四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段(灯二段)表生岩溶古地貌与储层发育规律进行系统研究。结果表明:(1)蓬莱气区灯二段垂向上可划分为地表岩溶带、垂直渗流带、叠合带、水平潜... 详细信息

基于钻井岩心描述、薄片鉴定、测井资料以及三维地震资料,对四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段(灯二段)表生岩溶古地貌与储层发育规律进行系统研究。结果表明:(1)蓬莱气区灯二段垂向上可划分为地表岩溶带、垂直渗流带、叠合带、水平潜流带和深部缓流带,其中水平潜流带发育储层厚度最大。(2)采用双界面法恢复了蓬莱气区灯二段岩溶古地貌,划分为4个一级古地貌单元:岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶洼地和岩溶盆地,整体表现为“一高、一斜、两洼”的古地貌特征。(3)东部高石梯—磨溪地区为岩溶高地,中部发育岩溶斜坡,西北侧及西南侧为岩溶洼地。岩溶高地主要发育垂直渗流带,岩溶斜坡主要发育水平潜流带。蓬莱气区灯二段储层的发育由岩溶古地貌与沉积相联合控制。(4)表生岩溶储层是四川盆地蓬莱气区灯二段的主要储层类型,岩溶斜坡叠合丘滩体微相形成了优质储层。

关键词：表生岩溶岩溶分带岩溶古地貌灯二段震旦系蓬莱气区四川盆地

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云南保山红岩剖面诺利期牙形石Mockina slovakensis的发现及其对沉积环境的指示

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古地理学报 2024年第2期26卷 373-386页

作者：郭豹杜怡星时志强金鑫成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059

Mockina slovakensis是晚三叠世诺利期一个重要的牙形石属种,除了具有重要的地层学作用之外,它还能够指示特殊的沉积环境。本次研究在云南保山红岩剖面上三叠统大水塘组下段灰岩中发现了大量牙形石***,其在地层中占据统治地位,据此将研... 详细信息

Mockina slovakensis是晚三叠世诺利期一个重要的牙形石属种,除了具有重要的地层学作用之外,它还能够指示特殊的沉积环境。本次研究在云南保山红岩剖面上三叠统大水塘组下段灰岩中发现了大量牙形石***,其在地层中占据统治地位,据此将研究层位的时代限定为晚三叠世诺利期Alaunian晚期。有记录表明,当***在地层中占据统治地位时,往往指示出一种较为局限的沉积环境。综合此次研究在保山红岩剖面发现的大量占统治地位的***牙形石以及前人对保山地块大水塘组沉积环境研究的结果,推测在诺利期Alaunian晚期,保山地区应为拉张背景下形成的较为局限的沉积盆地。该研究成果有助于进一步了解晚三叠世特提斯东部的沉积环境演化。

关键词：诺利期晚三叠世牙形石大水塘组局限盆地

多级界面约束下构型对储层非均质性控制作用——以川西沙溪庙组曲流河为例

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沉积学报 2024年第4期42卷 1384-1400页

作者：张小菊邓虎成伏美燕凌灿徐争启吴冬成都理工大学地球科学学院成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610059 成都理工大学能源学院成都610059

【目的】川西坳陷侏罗系沙溪庙组油气资源潜力大,单砂体内部结构制约了优质储层预测,进而影响了该区天然气富集规律评价。研究区内河道砂体构型界面级次、构型单元及其组合尚不明确,不同级次构型界面约束下的构型单元及其组合如何控制... 详细信息

【目的】川西坳陷侏罗系沙溪庙组油气资源潜力大,单砂体内部结构制约了优质储层预测,进而影响了该区天然气富集规律评价。研究区内河道砂体构型界面级次、构型单元及其组合尚不明确,不同级次构型界面约束下的构型单元及其组合如何控制储层非均质性尚缺乏相关认识。【方法】基于野外露头、岩心、测井以及分析测试等资料,在沉积相研究基础上,详细开展了川西沙溪庙组曲流河砂体构型类型及特征研究,探讨了多级界面约束下构型对储层非均质性控制作用。【结果与结论】研究区构型单元划分为边滩构型单元(H_(PB))、河道充填沉积构型单元(H_(CH))、决口扇构型单元(M_(CS))、天然堤构型单元(M_(CL))、废弃河道构型单元(M_(CA))和洪泛平原构型单元(M_(FM))6类,基于构型单元垂向叠置样式,结合垂向序列沉积特征,将构型单元组合划分为均一型组合(Type Ⅰ)、均一+复合型组合(Type Ⅱ)、复合型组合(Type Ⅲ)3大类。研究区中江—回龙地区整体Type I型组合相对最发育,且沙三段整体上Type Ⅰ型组合和Type Ⅱ型组合相对最发育,其储层非均质性相对较弱。基于上述砂体构型类型及特征研究、不同级次构型界面控制下的储层非均质性特征分析以及不同级次构型界面下构型对储层非均质性控制因素探讨,总结了3~5级界面约束下构型对储层非均质性的控制模式。其中5级构型界面控制下的储层平面非均质性受控于基准面上升和构造沉降;4级构型界面控制下的储层层间非均质性受控于地形坡度和侵蚀作用;3级构型界面控制下的储层层内非均质性受控于水动力条件、河道弯度、河道迁移程度、沉积载荷、流量及成岩作用。

关键词：川西坳陷沙溪庙组构型界面构型单元组合储层非均质性

上奥陶统五峰组海底麻坑沉积的首次识别及其地质意义

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古地理学报 2024年第2期26卷 255-268页

作者：时志强彭深远赵子腾成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059

尽管海底麻坑普遍发育在现代海洋的多种环境,但关于深时、特别是古生代麻坑沉积的研究却极为罕见,研究者对其特征、成因、鉴别标志所知甚少。本次研究在重庆石柱地区柑子坪及歇步头剖面识别了发育在上奥陶统五峰组暗色细粒岩中的海底麻... 详细信息

尽管海底麻坑普遍发育在现代海洋的多种环境,但关于深时、特别是古生代麻坑沉积的研究却极为罕见,研究者对其特征、成因、鉴别标志所知甚少。本次研究在重庆石柱地区柑子坪及歇步头剖面识别了发育在上奥陶统五峰组暗色细粒岩中的海底麻坑沉积,在野外观察、采样的基础上,利用显微薄片及扫描电镜观察了其微观特征,并测试了麻坑与围岩的主量元素和微量元素。研究显示麻坑沉积总体呈楔状或顶平底凹的透镜状,麻坑内岩层紊乱并发育上拱的岩层,被硅质脉分割的角砾普遍发育,麻坑沉积中常见重晶石、沥青及赤铁矿,主量及稀土元素测试结果显示麻坑的形成可能与热液及冷泉无关,推测五峰组自生的低熟油气是麻坑形成的基础。总结认为深时麻坑的识别标志有:地震剖面的负地形形态、碳同位素负偏明显的不规则形态的碳酸盐岩岩体、楔状或透镜状宏观形态、麻坑内杂乱的沉积填充、局部地层的上拱形态及古生物化石显示的沉积间断或时序混乱等。五峰组海底麻坑沉积具岩石学、地层学、古环境及油气地质学意义。

关键词：海底麻坑细粒岩五峰组奥陶系四川盆地