针对黏性土胶质联结特征的SEM-EDS试验研究

采用 “整区→微区→胶结点”的逐步分区测试方法,对湛江原状黏土与重塑土开展SEM-EDS试验研究,观察土体微观结构的胶质联结特征,确定胶结物质的元素组分及其空间分布状态,建立微观结构-化学物质-宏观力学行为的相互关系与灵敏性分析。结果表明,土的基本性质很大程度上取决于微观层面的颗粒联结特征。湛江黏土的结构单元实际上是以许多黏土矿物薄片堆叠而成的黏土畴,开放式的絮凝结构加上以游离氧化铁为主要成分的胶质联结特征是导致湛江黏土具有高灵敏性、强结构性的根本原因。当应力水平超过土体的结构屈服应力后,力学性能迅速劣化,结构单元体逐步转为联结强度弱,分散性强的凝聚体或叠聚体。研究还表明,土的颗粒联结强度、结构形态特征及其对结构强度的贡献是导致原状土与重塑土性质差异的本质,天然状态下的湛江黏土土性受控于微观结构特征,而重塑土土性受控于黏土矿物颗粒本性。     

陆相页岩储层特征及其影响因素:以四川盆地上三叠统须家河组页岩为例

以我国四川盆地上三叠统须家河组页岩为重点研究对象,在大量岩心、露头样品分析化验基础上,开展陆相页岩储层孔隙特征研究。采用高压压汞法、液氮吸附法、脉冲式渗透率法等多种手段相结合测定页岩储集物性,表明须家河组具有一定的储集性能,孔隙度为0.95%~4.77%,平均为2.73%。运用岩心观察、薄片观察、场发射扫描电镜等直接观察手段与高压压汞、氮气等温吸附等实验系统研究须家河组页岩的储集空间特征,明确纳米级基质孔隙是须家河组储集空间的主体,包括原生残余孔、颗粒间孔、溶蚀孔和有机质孔,孔径2~100nm,50nm的孔隙占83.9%,有机质孔隙局部发育。影响须家河组页岩储层特征的主要控制因素包括TOC含量、黏土矿物含量以及有机质热演化程度。     

不同固结压力下强结构性黏土孔隙分布试验研究

为探讨结构性土变形的微观机制,以湛江地区结构性黏土为研究对象,对原状土和压缩试验后土样进行压汞试验,分析不同固结压力下土的孔隙分布、孔径大小以及孔隙结构特征参数的变化规律,辅以SEM图像进行孔隙形态的定性分析,并从分形理论角度对此解释与验证。结果表明,湛江黏土各孔隙组对外力的敏感度与孔隙体积含量正相关。由于压汞过程存在瓶颈效应以及边-面-角的空间接触形式,其结果可能会夸大真实小孔隙的分布密度而低估大孔隙的分布密度。结构性对压缩过程中孔隙分布影响较大,当固结压力增大至结构屈服压力后,孔径为0.01～0.50 μm的孔隙组变化明显,孔隙的连通性变差,孔径分布向小孔径范围移动,孤立式孔隙增多,大、中孔隙的界限变得不明显。湛江黏土孔隙具有多重分形特征,据此确定微裂隙、粒间孔隙和孤立孔隙孔径的分界点为0.01 μm与0.50 μm,同时给出了湛江黏土的孔径界定标准。     

不同压应力作用下黏土体积变形的微观特征

为了研究黏土体积变形的微观结构变化特征,选取上海第4层淤泥质黏土为研究对象,分别采用各向等压和K0压缩两种方法制备体积变化率相同的土样,经冷冻真空干燥后对土样进行压汞试验并测定土中孔隙大小分布状况。压汞试验结果表明：试验黏土中孔隙可分为大孔隙、中孔隙、小孔隙和微孔隙,小孔隙占据土中孔隙的大部分空间,且其变化能够反映微观结构的主要特性;在各向等压应力状态下,随着压应力增高、体积压缩量增大,黏土颗粒发生空间平移使颗粒间变得更为紧密,孔隙分布曲线变化以孔隙波峰往孔隙变小方向偏移为主要特征,孔隙尺寸变小而孔隙形态基本不变;在K0压缩应力状态下,随着压应力增高,黏土颗粒发生旋转使孔隙变得扁平,表现为孔隙波峰位置基本不发生偏移,而以峰值降低为主要特征,孔隙结构形态明显改变     

疏浚淤泥流动固化土的压汞试验研究

采用压汞法对疏浚淤泥流动固化土进行了微观孔隙结构的研究,分析了固化土的孔隙体积及入口孔径分布特征与固化材料掺量及固化土龄期的关系,并将微观试验结果与固化土的物理指标和强度特性进行了比较。结果表明,采用压汞法研究疏浚淤泥流动固化土的微观孔隙空间分布是成功的,压汞试验得到的微观孔隙特征与众多学者通过宏观力学试验得出的强度规律是一致的,微观结构试验能够很好地解释宏观物理力学性状。随着固化材料掺量的增加和龄期的增长,淤泥固化土的孔隙体积和D50孔径明显减小,入口孔径分布特征亦发生了相应变化。所得流动固化土的入口孔径主要分布在0.01～10 ?m之间,最大分布孔径在0.5～2 ?m之间。     

基于低温氮气吸附和高压压汞表征潜江凹陷盐间页岩油储层孔隙结构特征

为了更全面地表征潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙结构特征,系统选取了距物源不同距离的A井和B井多块页岩样品进行了分析测试,通过场发射扫描电镜、低温氮气吸附和高压压汞实验综合分析了页岩孔隙结构特征;通过对比抽提前后场发射扫描电镜图像、低温氮气吸附和高压压汞实验数据,进一步研究了页岩中滞留烃的赋存空间特征;通过对典型页岩样品的二次压汞实验,探讨了页岩中连通孔隙的孔径分布特征。结果显示:潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙大小为纳米-微米级,孔径2～180 nm的黏土矿物层间孔和白云石晶间孔是该区发育最主要的两种孔隙类型;A井页岩中的滞留烃主要赋存在孔径2～20 nm的黏土矿物层间孔中,滞留烃含量较低,连通孔径主要集中在3～15 nm范围内,B井页岩中的滞留烃赋存在孔径8～100 nm的白云石晶间孔中,滞留烃含量多,连通孔径主要分布在10～130 nm范围内;白云石和黏土矿物的存在都有利于页岩储层储集空间的发育,但远离物源的生物成因的白云石更有利于滞留烃的赋存和可动性。研究成果可以为潜江凹陷页岩油的勘探和开发提供一定的理论支撑。     

垃圾填埋场污泥灰改性黏土衬垫的强度特性及微观结构

为评价污泥灰改性黏土作为填埋场衬垫防渗材料的可行性,分析污泥灰改性黏土强度特性及孔隙结构,针对受垃圾渗沥液腐蚀的纯黏土与污泥灰掺量为1%～5%的改性黏土,采用直接剪切试验分析其抗剪强度变化规律,采用低温氮气吸附试验分析剪切变形后试样的孔隙结构组成。结果表明,改性黏土属于VI型等温线,并存在H3型滞后环,且2～6 nm介孔的数量占比较大。受垃圾渗沥液腐蚀后,黏土抗剪强度大幅下降,黏聚力与内摩擦角分别下降60.12%和19.17%;黏土的最大氮气吸附量降低16.19%,且孔隙分布双肩峰发育不完全;随污泥灰添加量的增加,改性黏土抗剪强度增大,且孔隙分布逐渐恢复双肩峰形式,总孔容增大。     

滇东北龙马溪组页岩储层微观孔隙特征研究

基于扫描电镜、氮气吸附实验、高压压汞实验等方法,研究滇东北龙马溪组页岩储层孔隙类型、微孔形态、连通性、孔径分布及比表面积等微观孔隙特征。结果表明：主要发育有机质生烃孔、粒内孔、粒间孔及微裂缝等5种孔隙类型,其中有机质生烃孔和矿物粒间孔最发育;孔隙结构以两端开放圆柱形孔和平板孔等开放透气孔为主,含少量不透气孔影响页岩气渗流;孔径主要集中在过渡孔和微孔,贡献了大部分孔比表面积,为页岩储层的主要孔隙类型。     

红层微观结构与工程地质特性研究

本文应用扫描电镜，Ｘ－衍射，压汞试验及力学强度试验等方法，研究了兖州及徐州地区红层的物质组成，孔隙结构，力学强度及膨胀和崩解特性，初步探讨了红层对煤矿建井与煤层开采的影响。     

湿干循环作用对压实黏土干裂特性的影响

开展了湿干循环作用下压实黏土的开裂试验和微观结构特性研究,分析了湿干循环作用对黏土开裂和孔隙结构的影响,将压汞试验(MIP)和扫描电镜(SEM)的结果与宏观开裂进行比较。结果表明:湿干循环作用显著影响了压实黏土的开裂,用开裂因子表征黏土的开裂程度,开裂因子随含水率减小而增大并明显大于湿干循环作用前; 随湿干循环次数的增加,黏土孔隙的总体积、中间孔径、平均孔径、平均孔隙率和团粒内孔隙均在增加,而黏土的颗粒内孔隙、颗粒间孔隙和团粒间孔隙却在减小。湿干循环作用使黏土体从大团粒逐渐转化为小颗粒,并增大了土颗粒的凸凹性,分析SEM二值化图像得知土体孔隙率均在增加; 用压汞法和扫描电镜法分析和解释土体开裂是可行的,所得的微观孔隙特征与宏观开裂规律基本相符。     

三角洲前缘厚层砂岩孔隙结构及微观渗流特征——以吴仓堡地区长6储层为例

依据薄片、压汞、扫描电镜、物性分析及油水驱替实验资料,对吴仓堡地区三角洲前缘亚相长6厚层砂岩储层的岩石学特征、孔渗特征、孔隙结构特征、成岩作用、微观渗流特征等进行深入研究,分析影响储层储集性能的主控因素。结果表明,受东北物源控制的长6厚层砂岩储层具有成分成熟度中等、结构成熟度较好的特点,储集空间主要为残余粒间孔和粒间溶孔、粒内溶孔,为典型中低孔、特低渗储集层;储层储集性能主要受沉积微相和成岩作用控制。对储层发育影响最大的成岩期位于中成岩A期,中等压实－粘土膜胶结残余粒间孔发育成岩相和弱压实-残余粒间孔+溶蚀孔隙发育成岩相是最有利储层发育的成岩相带。根据微观渗流特征,可划分出4种驱油类型,微观孔隙结构比宏观物性更能反映储层的本质特征。     

阿尔及利亚X区块泥盆系Siegenian组储层微观特征及成岩作用对其影响

通过岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、压汞分析及粘土矿物X衍射分析等资料,从储层的岩性、成岩作用、孔隙类型及影响孔隙结构的因素方面,对阿尔及利亚三叠盆地泥盆系Siegenian组储层的微观特征及成岩作用对其影响进行了研究。研究结果表明,该储层以石英细砂岩、粉砂岩为主,成分成熟度高。储集空间主要有原生粒间孔、粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔、胶结物内溶孔及构造裂缝6种,主要以次生溶蚀孔隙为主,且首次在研究区发现了石英溶蚀孔,并研究了碱性流体的来源。孔隙结构以细孔、细喉-微喉型为主,少量中孔细喉型和微孔微喉型。成岩作用类型多样,在区内发现了碱性溶蚀作用。成岩作用对储层发育具有重要的影响,压实、胶结作用是导致孔隙度和渗透率降低的主要因素,溶蚀作用是区内储层改善的最重要的成岩作用类型。X区块勘探程度低,明确其储层微观特征有利于X区块的进一步勘探开发。     

Pore Connectivity of Deep Lacustrine Shale and its Effect on Gas-bearing Characteristics in the Songliao Basin:Implications from Continental Scientific Drilling

The lacustrine shale of deep Shahezi Formation in the Songliao basin has great gas potential,but its pore evolution,heterogeneity,and connectivity characteristics remain unclear.In this work,total organic carbon analysis,rock pyrolysis,X-ray diffraction field emission scanning electron microscopy,the particle and crack analysis system software,low-temperature nitrogen adsorption experiment,fractal theory,high-pressure mercury injection experiment and nuclear magnetic resonance experiment were us...     

滇东曲靖地区下寒武统筇竹寺组泥页岩储层特征研究

下寒武统筇竹寺组页岩是南方页岩气勘查开发重点关注的层位之一,但滇东地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩储层研究程度较低。样品采自2014年新钻的曲页1井,对下寒武统筇竹寺组黑色泥页岩进行全岩和粘土矿物X衍射分析、TOC、岩石物性、比表面积等测试和扫描电镜实验,综合分析了滇东曲靖地区筇竹寺组泥页岩储层特征及孔隙类型。结果表明:滇东曲靖地区下寒武统筇竹寺组泥页岩矿物组成主要是石英(44.75%)、粘土矿物(25.47%)、长石(16.44%);发育粒间孔、粒内孔和有机孔3种类型孔隙;有机质孔隙发育,以中孔为主,具有一定的页岩气勘探开发潜力;页岩储层自上而下孔隙体积有逐渐变小的趋势,但在井深400 m~500 m发育高孔隙体积;泥页岩储集性能的重要指标——孔隙度主要受有机质含量及发育程度的制约。     

Depositional and Diagenetic Controls on Pore Structure of Tight Gas Sandstone Reservoirs: Evidence from Lower Cretaceous Bashijiqike Formation in Kelasu Thrust Belts,Kuqa Depression in Tarim Basin of West China

Deeply buried Lower Cretaceous Bashijiqike sandstones are important gas exploration targets in the Kelasu thrust belt, Kuqa Depression of Tarim Basin in China. The sandstones are characterized by low porosity, low permeability and strong microscopic heterogeneity due to diagenesis during their geologic history. Mineralogical, petrographic, and geochemical analyses combined with high‐pressure mercury injection analysis have been used to investigate the diagenesis, diagenetic minerals, and their impact on reservoir quality. This article addresses the controls exerted by depositional parameters and diagenetic modifications on pore‐network characteristics (porosity, pore types, sizes, shapes, and distribution), with the aim to unravel the formation mechanisms of this complex pore structures, and to improve the characterization and classification evaluation for the Bashijiqike sandstone reservoirs. The Bashijiqike sandstones are dominated by lithic arkoses and feldspathic litharenite. The pore system consists of intergranular macropores, intergranular micropores, and intragranular pores. Framework grains are generally heavily compacted. Authigenic quartz, authigenic feldspar, clay minerals and carbonates are the major pore‐filling constituents. The pore structure is characterized by small pore radius and poor interconnectivity. Entry pressure reflects the microscopic pore network and macroscopic reservoir property characteristics. Pore structure characteristics are linked to the depositional parameters, type and degree of diagenesis. Clays do not control reservoir pore networks alone, and pores and pore throats are wider in coarser grained sandstones. Entry pressure decreases with the content of the rigid quartz. Compaction and cementation continue to decrease the pore‐throat size, while dissolution enlarges pores and pore‐throats radius. Considerable amounts of microporosity associated with clay minerals and altered grains contribute to the high entry pressure. Comprehensive Coefficient of Diagenesis (CCD), which considers the integrative effect of diagenesis, shows strong statistical correlations with entry pressure. CCD is an integrative modulus of diagenesis and physical property, and generally the higher the values are, the better the pore structure. It is suitable for quantitatively characterizing pore structure in tight gas sandstones. The results of this work can help assess pore‐network characteristics like the Bashijiqike sandstones which had experienced strong diagenetic modifications during their geological history.     

大牛地气田大18井上古生界致密砂岩储层物性及其成岩主控因素

以大牛地气田大18井上古生界致密砂岩储层为研究对象,利用微观镜下研究手段和储层物性数据等资料,研究了大18井上古生界储层的岩石学特征、孔隙及物性演化特征、致密化成因及优质储层主控因素。分析结果表明:大18井上古生界储层孔隙以次生孔隙为主,包括石英颗粒溶解所形成的粒间溶孔和粒内溶孔、晶间孔,偶见铸模孔和超大孔;储层平均孔隙度为7.1%,平均渗透率为0.34×10-3 μm2,属于低孔低渗储层;压实作用是本区储层致密化的大背景,硅质、钙质及黏土矿物胶结充填孔隙、堵塞孔喉是致密化的主要原因;溶解作用是大18井优质储层形成的主控因素,特别是石英溶解最为发育,而绿泥石环边胶结作用通过增强岩石的抗压实强度、抑制石英次生加大保护原生孔隙,但不能增加储层物性。     

鄂尔多斯盆地马岭油田长8_1储层不同成岩相类型可动流体赋存特征分析

针对鄂尔多斯盆地马岭油田长8_1储层微观非均质性强、微观孔隙结构复杂、流体分布特征差异性明显等问题,利用核磁共振技术对不同成岩相类型储层可动流体进行定量评价,辅助以常规物性、图像孔隙、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞和恒速压汞等微观实验,分析不同类型的成岩相可动流体赋存特征差异性及其主控因素。研究结果表明,研究区主要分成四种成岩相,分别为绿泥石+伊利石胶结-粒间孔相、伊利石+高岭石胶结-粒间孔+溶蚀相、绿泥石+伊利石胶结-溶蚀相和碳酸盐胶结致密相。四种不同成岩相类型的微观孔隙结构有着明显的差异,微观孔隙结构差异是造成可动流体饱和度差异的主要因素。不同成岩相类型的储层渗透率与可动流体参数的相关性较强,储层物性越好,可动流体参数变化幅度越大;孔喉半径大小、孔喉半径比、分选系数、孔喉进汞饱和度以及粘土矿物的充填是影响不同成岩相类型可动流体赋存特征差异的主控因素。其中有效喉道半径、孔喉进汞饱和度、孔喉半径比是影响可动流体饱和度的主要因素,分选系数对可动流体饱和度影响较明显,储层物性对可动流体饱和度的影响较小。     

博兴洼陷沙四上亚段滩坝砂岩次生孔隙形成机制

根据砂岩铸体薄片、扫描电镜、地层压力分析,研究了博兴洼陷沙四上亚段滩坝砂岩次生孔隙的形成机制.研究表明博兴洼陷地层中的上升流为滩坝砂岩次生孔隙的形成创造了条件,硅酸盐和碳酸盐矿物在CO2和有机酸作用下的溶蚀是次生孔隙形成的主要因素,黏土矿物的转化也为次生孔隙的发育做出了贡献.在构造高部位碳酸盐胶结程度较低或断层较发育的区域次生孔隙较发育,在构造高部位侧翼的厚层滩坝砂岩次生孔隙也较发育.依据次生孔隙的结构特征、胶结物的性质和产状、碎屑颗粒的性质将博兴洼陷滩坝砂岩划分为4种成岩相:其中不稳定碎屑溶蚀成岩相控制的区域次生孔隙最为发育,可成为较好的油气聚集区;碳酸盐胶结和压实-溶蚀成岩相控制的地区次生孔隙发育次之,但也可以成为油气聚集区;压实成岩相基本不具储集性能.     

济阳坳陷古近系成岩作用及其对储层质量的影响?

大量的储层分析化验资料研究表明，济阳坳陷古近系砂岩储层经历了压实、胶结等多种成岩作用。压实作用以机械压实为主，压溶作用较少。胶结作用主要有十分普遍的石英次生加大胶结、碳酸盐胶结、粘土矿物胶结。碳酸盐胶结物有早、晚两期，早期泥晶方解石主要分布在浅层，连晶方解石充填的深度分布范围大，中深部最为发育。溶蚀作用主要有碳酸盐胶结物、长石颗粒和少量岩屑溶蚀。储层孔隙经历了由原生到次生的演化过程，在成岩演化过程中，长石的溶蚀作用、碳酸盐矿物的沉淀与溶解作用是影响孔隙大小的关键因素，早期方解石的胶结有利于后期次生孔隙的发育。不同凹陷次生孔隙发育的深度不同。在济阳坳陷西部的惠民凹陷次生孔隙主要发育于1500-2400m深度，向东至东营凹陷则主要发育于1650-2450m，再向东到沾化凹陷为2300-3500m，车镇凹陷为2200-2700m。从西向东、由南向北次生孔隙的发育深度逐步增大是受盆地沉积沉降中心的迁移规律控制的。