页岩孔隙系统研究实验方法

基于页岩孔隙系统的特殊性,讨论了FESEM-QEMSCAN、FIB-FESEM、NANO-CT、氮气吸附法、小角中子散射等几种页岩孔隙系统研究方法的特点和适用范围。指出场发射扫描电镜以及与之结合的能谱和矿物定量评价系统(FESEM-QEMSCAN)是研究页岩纳米级孔隙类型、大小、形态以及矿物分布的基础手段;聚焦离子束扫描电镜、微纳米CT可刻画页岩孔隙系统在三维空间的展布特征,利用获得的三维数据体进行数值模拟,可进一步计算孔隙度、渗透率等物性参数;氮气吸附法可对小于100nm的极微孔隙的孔径、形态进行求算;小角中子散射则可利用孔隙中存在的气体分子,获得孔隙系统连通性等重要参数。最后从页岩岩石组构的角度,探讨了页岩孔隙控制因素,指出有机质含量与成熟度,黏土矿物类型、含量,碎屑颗粒的含量以及成岩强度是影响页岩孔隙系统的主要因素。     

塔中地区奥陶系海相碳酸盐岩储层的溶解动力学特征

选取塔中地区奥陶系海相碳酸盐岩样品进行了模拟实验,以研究其在表生岩溶作用下的溶解动力学特征.实验分别在30,50℃下,用pH值为3～6的盐酸溶液,恒温水浴加热进行.结果表明:4种样品溶解速率的相对大小依次为:灰白色灰岩＞砂屑灰岩＞粗晶白云岩＞中粗-细晶白云岩,且溶解速率均随着温度的升高而增大,随着pH值的增大而减小.但随着外界环境的变化,溶解速率的变化略有差异.造成这种差异的原因可能是样品中的硅酸盐杂质、晶体颗粒的大小以及实验过程中产生的CO2的影响.由实验结果推测可知,对于塔中地区以表生岩溶作用为主形成的奥陶系海相碳酸盐岩储层,灰岩储层的储集性能可能优于白云岩储层;对于以埋藏岩溶作用为主形成的奥陶系海相碳酸盐岩储层,白云岩储层的储集性能可能优于灰岩储层.     

川东北下三叠统飞仙关组鲕粒白云岩孔喉的空间展布与刻画

孔喉特征是储集层研究的核心,厘清储集层孔喉在三维空间中的展布对油气勘探与开发意义重大。文中借助微纳米CT立体成像技术和数字岩心技术对川东北飞仙关组残余鲕粒白云岩的孔喉特征进行刻画与描述,建立了微纳米级的孔喉三维空间展布模型,并计算了孔喉半径、形状因子、空间连通性等表征参数。此外,结合扫描电镜、压汞曲线等传统方法,对所建立的模型进行了有益的探讨和补充。结果表明,川东北地区残余鲕粒白云岩孔隙类型主要有粒间孔、粒间溶孔（铸模孔）、晶间（溶）孔、晶间缝和微裂隙等。其中,晶间孔和微裂隙为连通的喉道,其最小值可达20～30 nm。样品重结晶强烈,受重结晶晶体的生长及后期压实等改造作用的影响,喉道堵塞,储集层渗透性差。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层微观孔喉结构研究?

通过微纳米 CT、FIB 双束扫描电镜等实验手段,对吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层进行详细的探讨。研究发现,吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组储层为中孔-低渗、特低渗、低孔特低渗储层,孔隙以微纳米级为主,类型多样,主要有粒间孔（缝）、粒间溶孔、晶间孔、层间缝及微裂隙等。不同类型储集段,储层物性和孔隙结构差异较大：上甜点区砂屑云岩孔隙以粒间孔（缝）和溶孔为主,多为微米级;下甜点区灰质粉砂岩以粒间孔和晶间孔为主,孔隙多为纳米级,0.05～0.1μm;非甜点区的灰质炭质泥岩主要发育晶间孔、层间缝和微裂隙,裂隙宽约5～6μm。     

页岩孔隙系统研究实验方法

基于页岩孔隙系统的特殊性,讨论了FESEM QEMSCAN 、FIB FESEM、NANO CT、氮气吸附法、小角中子散射等几种页岩孔隙系统研究方法的特点和适用范围。指出场发射扫描电镜以及与之结合的能谱和矿物定量评价系统(FESEM QEMSCAN)是研究页岩纳米级孔隙类型、大小、形态以及矿物分布的基础手段;聚焦离子束扫描电镜、微纳米CT可刻画页岩孔隙系统在三维空间的展布特征,利用获得的三维数据体进行数值模拟,可进一步计算孔隙度、渗透率等物性参数;氮气吸附法可对小于100 nm的极微孔隙的孔径、形态进行求算;小角中子散射则可利用孔隙中存在的气体分子,获得孔隙系统连通性等重要参数。最后从页岩岩石组构的角度,探讨了页岩孔隙控制因素,指出有机质含量与成熟度,黏土矿物类型、含量,碎屑颗粒的含量以及成岩强度是影响页岩孔隙系统的主要因素。      

塔里木盆地奥陶系蓬莱坝组碳酸盐岩缓坡沉积特征及油气勘探意义

塔里木盆地奥陶系蓬莱坝组广泛发育的白云岩是油气勘探的主要目标之一,储层的分布受沉积相控制作用明显,普遍认为蓬莱坝组沉积模式是弱镶边-局限台地的沉积模式。本文基于地震资料精细解释,结合野外露头与钻井岩相类型及发育特征分析,对沉积模式与相带展布特征进行研究,首次提出了蓬莱坝组为碳酸盐岩缓坡沉积的新认识,并探讨了其油气勘探意义。依据地震地层结构、地层厚度变化特征,以及岩相发育规律体现的颗粒滩普遍发育特征、岩性的分区性揭示的岩性变化受古地貌明显控制的特征,认为蓬莱坝组沉积时期为缓坡沉积环境,可分为内缓坡相、中缓坡相和外缓坡相,且具有中缓坡和内缓坡两种成滩背景。其中中缓坡高能颗粒滩平面上呈条带状在塔中北斜坡-顺南-古城地区及塔北南缘地区规模发育,是蓬莱坝组颗粒滩储层勘探的优选区。碳酸盐岩缓坡沉积新认识改变了传统的台缘礁滩勘探思路,拓展了勘探领域,对推动蓬莱坝组勘探具有重要的参考价值。     

基于镁同位素的规模埋藏白云岩形成过程——以塔里木盆地蓬莱坝组为例

地下富镁流体运移机制问题,制约着规模埋藏白云岩形成过程的认识,一直是白云岩成因中地质学家争论的焦点。以塔里木盆地蓬莱坝组埋藏白云岩为研究对象,在岩石学和碳氧同位素、锶同位素与锶元素含量等常规地球化学分析的基础上,通过镁同位素分析,认识了规模埋藏白云岩的形成过程。分析显示,蓬莱坝组不同类型白云岩的镁同位素分布虽有重叠,但是差异明显,藻纹层白云岩镁同位素为2. 34‰~2. 02‰;细中晶残余颗粒白云岩的镁同位素分布范围较广,为2. 24‰~1. 66‰,平均为2. 04‰;粗晶白云岩的镁同位素主要集中在2. 24‰~1. 89,平均为2. 05‰;蓬莱坝组灰岩镁同位素为3. 63‰和2. 82‰,较白云岩明显更偏负。镁同位素与氧同位素、锶同位素和锶元素含量在高频旋回中表现出规律性的旋回变化,对应三种白云岩形成过程：向上变轻- 渗透回流叠加埋藏云化、向上变重- 蒸发泵叠加埋藏云化和向上变重- 埋藏云化模式。进一步,通过白云石晶体变化与锶元素含量变化明确了埋藏云化流体的侧向运移和白云石晶体响应规律。认识到厚层白云岩是由多期白云石化作用叠加而成,既有层内云化流体也受源外云化流体影响,受沉积相和构造埋藏演化史共同控制,海平面波动下大量叠置发育的准同生白云岩是规模埋藏白云岩形成的关键。特别是,基质孔发育的渗透回流型准同生白云岩,在高频层序格架下占比越高、越频繁,越有利于埋藏云化的顺层渗透扩散,进而形成规模埋藏白云岩。     

华北地台东部奥陶系蠕虫状灰岩的结构特征及成因探讨北大核心CSCD

蠕虫状灰岩是一种岩石表面具有"蠕虫体"的含云或白云质灰岩,其"蠕虫体"的成因一直存在多种解释。以华北奥陶系蠕虫状灰岩为例,通过观测野外露头剖面、分析典型样品的岩石矿物和地球化学组成,刻画蠕虫状灰岩的空间展布和蠕虫体的个体形态,对比蠕虫体和基质的主元素、微量元素、稀土元素、同位素(δ^(13)C、δ^(18)O、^(87)Sr/^(86)Sr、δ^(26)Mg)等特征。结果表明:(1)蠕虫状灰岩与白云岩地层密切相关,往往下伏于同层系白云岩地层;(2)外形上,"蠕虫体"有渗透型、充填型和浸染型三种类型。渗透型蠕虫状灰岩白云石沿裂缝、粒间缝等发育,连通性好,充填型受生物潜穴和疏松的生物碎片影响,浸染型主要与上覆地层载荷作用有关;(3)蠕虫体和基质均有较低的Sr、Fe、Mn等微量元素含量。相对基质,蠕虫体具有较高的白云石、石英、Sr同位素组成和更为分散的稀土元素特征。蠕虫体的Al_2O_3、Fe_2O_3等含量与Sr同位素呈正相关关系,与Sr含量呈负相关关系;(4)蠕虫体的δ^(26)Mg与原生或准同生成因白云石较为一致,如混合水成因白云石、湖相白云石,而与生物成因白云石δ^(26)Mg差异较大。宏观和微观证据指示,蠕虫状灰岩白云石质蠕虫体以渗透-回流为主:富镁流体渗透流经多孔灰泥质灰岩层,并在前期存在的生物钻孔、微裂缝、未固结的塑性空间内浓缩沉淀形成白云石组分,后期抬升出地表后经差异风化作用形成蠕虫体。     

五大连池玄武岩三维孔隙组构的多重分形特征

通过CT扫描,获得了黑龙江省五大连池火山群中第4层玄武岩样本的1 423张高精度图像,利用数字图像分析方法识别出了玄武岩三维孔隙组构,基于二维切片序列重构了三维孔隙柱体,计算了孔隙的基本统计参数。结合分形与多重分形技术,利用多重分形分析矩方法对三维孔隙结构作了定量研究分析。分析可知,所取玄武岩样品几何结构复杂,非均质性强。多重分形维数谱函数f(α)呈连续分布,f(α)均为不对称的上凸曲线,表明岩石孔隙分布不均匀,具有明显的多重分形特征。三维孔隙结构的多重分形分析及三维重构技术可望进一步为岩心孔隙结构的定量化研究提供微观尺度上的证据。