深层海相页岩脆性特征分析与表征

针对中国南方深层海相页岩气开发尚未突破的现实,以四川盆地五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,聚焦深层海相页岩的脆性表征,建立了基于全应力—应变曲线的脆性定量评价指标,以峰值应变和峰后坡降陡度分别表示页岩发生脆性破坏的难易程度和充分程度。在此基础上,通过对硅质页岩、钙质硅质页岩、钙质页岩和黏土质硅质页岩开展高围压三轴压缩岩石力学实验,明确了围压对页岩脆性的影响,建立了适用于研究区深层海相页岩的脆性评价方法,开展了深浅层页岩脆性对比。结果表明,低围压时,围压主要表现为对页岩抗压强度的强化,脆性随围压增加而增强,高围压时,围压则主要表现为对裂缝产生与扩展的抑制,脆性随围压增加而减弱;以弹性参数为岩性指示因子,以断裂韧性为围压指示因子,建立了力学脆性指数,可作为矿物法和弹性参数法的补充,有效应用于3 500 m以深页岩储集层的脆性评价;硅质页岩和钙质硅质页岩在4 500～5 000 m仍具有优质储集层的潜力,但是深层海相页岩脆性的弱化使得优质储集层厚度减小。     

海相页岩有机质炭化的热成熟度下限及勘探风险

以四川盆地及周缘志留系龙马溪组钻井资料为基础,利用激光拉曼、电阻率测井和物性分析等页岩源储表征技术,开展了高过成熟海相页岩有机质炭化的R_o值下限和基本特征研究。研究认为:(1)海相页岩Ⅰ—Ⅱ_1型有机质炭化的R_o值下限为3.5%。在R_o值小于3.4%阶段,一般不会出现有机质炭化现象;在R_o值为3.4%~3.5%阶段,可能出现有机质弱炭化与未炭化两种情况并存;在R_o值大于3.5%阶段,出现有机质炭化的可能性很大。(2)进入炭化阶段的富有机质页岩具有电阻率测井曲线普遍呈"细脖子型"(低—超低电阻率响应)、激光拉曼谱出现石墨峰、物性差(基质孔隙度仅为正常水平一半以下)等3个基本特征。(3)有机质炭化阶段导致页岩源储品质的损害巨大,主要表现为页岩的生烃能力衰竭、有机质孔隙和黏土矿物晶间孔的大量减少甚至消失、对天然气的吸附能力降低等。由此认为,Ⅰ—Ⅱ_1型固体有机质炭化的R_o值下限应成为古老海相地层页岩气勘探不可逾越的红线;在选区评价工作中,需加强低—超低电阻率富有机质页岩的有效性评价,排除由有机质炭化造成的高风险区;在勘探开发过程中,对钻遇的低—超低电阻率目的层应高度重视有机质炭化评价,及时调整部署方案。     

川东北地区下志留统龙马溪组上升洋流相页岩沉积特征

上升洋流相是海相富有机质页岩的重要沉积模式。依据川东北巫溪地区下志留统龙马溪组露头和钻井资料,对埃隆阶富有机质页岩开展了精细表征,初步认为巫溪地区埃隆阶显示出具有受上升洋流控制的沉积建造特征,并形成了4点认识：①岩性组合多样,自下而上出现厚层状碳质页岩夹硅质页岩、碳质页岩夹高自然伽马（GR为185~203 cps）砂岩层、碳质页岩和黏土质页岩夹重晶石团块、黏土质页岩与高自然伽马砂岩层韵律层、厚层-块状黏土质页岩等多种深水岩相组合,较五峰组-鲁丹阶复杂。②具有低S/C值、高Mo含量,显示埃隆阶沉积期巫溪海域拥有低盐度、弱封闭的大陆边缘特征。③P、Fe、Ba等营养物质含量丰富,显示巫溪海域古生产力在奥陶纪和志留纪之交普遍较高,并在埃隆阶沉积期达到高峰,且明显高于同期台盆区。④沉积速率总体较快,大致呈现初期慢、中晚期快的特点,在埃隆阶沉积中期以后达到25.24~149.42m/Ma,并控制形成厚18~50 m、TOC为2%~4%的富有机质页岩。由此判断,扬子海盆龙马溪组富有机质页岩除主体为静水陆棚相缓慢沉积外,在台盆区北缘埃隆阶及以上存在上升洋流相沉积。     

扩散控制无皂乳液聚合法制备纳米聚合物微球

在不添加任何乳化剂的条件下,将甲基丙烯酸(MAA)和苯乙烯(St)单体进行无皂乳液聚合,制备纳米聚合物微球。由于采用的搅拌速率较低,单体相和水相呈现层状分布,聚合反应速率由单体扩散速率控制。跟传统的动力学控制乳液聚合法相比,扩散控制所得产物粒径较小,最小可达35nm,且乳液稳定性较好。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、动态激光光散射(DLS)、核磁(1 HNMR)、扫描电镜(SEM)对其进行表征。并研究了反应温度、引发剂用量、单体摩尔配比对乳液稳定性和微球粒径的影响,发现反应温度在80℃,引发剂的占单体质量百分数为25%,单体摩尔配比1:2.5的时候乳液稳定,微球最小粒径35nm,57.7%的粒子小于100nm。     

四川盆地东部上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组斑脱岩发育特征及地质意义

基于重庆石柱漆辽上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组剖面,系统研究四川盆地东部斑脱岩发育特征,并分析其地质意义和科学价值。研究得到5点认识:①石柱漆辽剖面共发现6个斑脱岩密集段,主要赋存于凯迪阶、鲁丹阶和埃隆阶的6个笔石带,大部分斑脱岩密集段显示出黏土矿物明显增加、自然伽马曲线出现峰值响应、火山灰与有机碳含量关系不明显等典型特征;②龙马溪组斑脱岩密集段在川东及邻区广泛分布,自然伽马曲线普遍显示尖峰特征,可以成为川东—鄂西地区Coronograptus cyphus笔石带底界和鲁丹阶顶界划分的重要参考界面;③以斑脱岩密集段作为鲁丹阶和埃隆阶分层依据,以此确定鲁丹阶在川东坳陷区沉积厚度为10～40 m,但在宜昌上升区的腹部仅沉积Coronograptus cyphus笔石带上段,厚度仅为3～7 m;④在宜昌上升区的腹部,五峰组—鲁丹阶缺失至少5.5个笔石带,鲁丹阶沉积时间不足0.4 Ma;⑤斑脱岩密集段是奥陶纪-志留纪之交扬子海盆强烈挠曲的重要沉积响应,反映川东坳陷存在拗陷初期、拗陷中晚期、前陆挠曲初期和前陆挠曲发展期等4个构造活动期次,优质页岩主要发育于拗陷初期—拗陷中晚期。图9表3参21     

中上扬子地区埃隆阶最厚斑脱岩层分布特征及地质意义

以野外露头和重点探井资料为基础,对中上扬子地区埃隆阶最厚斑脱岩层的分布特征及其在页岩气地质评价和"甜点层"预测中的独特作用进行了研究,初步获得3点认识:(1)埃隆阶最厚斑脱岩层在中上扬子地区大面积稳定分布,厚度为5~40cm,在大部分探区电性特征明显且易于识别,自然伽马值一般为188~235cps(或API),在川南、渝东等页岩气主要探区呈尖峰响应特征,在川中、川东北和中扬子等地区富有机质页岩段尖峰特征不明显或显低谷特征。(2)此斑脱岩层可以成为龙马溪组重点层段划分与区域对比的关键标志层。在野外和现场研究工作中,以此脱岩层为界向下搜寻半耙笔石的首现位置或其下方的首个伽马曲线低谷处,是确定鲁丹阶顶界的有效方法。(3)埃隆阶最厚斑脱岩层的出现,是扬子台盆区主体进入前陆挠曲强烈活动期和沉积速率显著加快期的重要标志,也是龙马溪组由富有机质、富硅质的岩相组合全面转向富黏土质岩相组合和富钙质岩相组合的沉积转折期,对五峰组—龙马溪组优质页岩的形成和分布具有重要控制作用。因此认为,该斑脱岩层出现以前是富有机质、富硅质页岩的主要形成期;在预测五峰组—龙马溪组"甜点层"空间展布时,必须考虑此斑脱岩层的控制作用;在中上扬子大部分地区,优质储层顶界的确定以不超过埃隆阶最厚斑脱岩层为宜。     

纸基吸附-分离材料的制备及其应用性能

以杨木化机浆为原料,以柠檬酸（多元酸）为改性剂,基于造纸工艺技术,制备了低成本、易回收、高重金属离子吸附容量和高效油水分离的木质纤维纸基吸附-分离材料。柠檬酸改性可同时提高木质纤维之间的交联程度和羧基含量,进而提高纸基吸附-分离材料的湿强度和增加重金属离子吸附位点。研究结果显示,纸基吸附-分离材料的湿抗张指数可达其干抗张指数的40%~50%,羧基含量最高可达0.66 mmol/g。随柠檬酸浓度提高,纸基吸附-分离材料对重金属离子的吸附容量显著提高,其吸附动力学和热力学均很好地拟合了准二级方程和Langmuir模型（相关系数R²≥0.998）,对Cu²⁺和Pb²⁺的理论最大吸附容量分别达到44.29和132.1 mg/g。此外,高羧基含量使纸基吸附-分离材料亲水性显著增强,并赋予其优良的油水分离性能,最大水下油接触角可达155°以上,油水分离效率可达99.8%以上。该多功能纸基吸附-分离材料克服了传统吸附剂和油水分离材料的缺点,可同时进行高效的重金属离子吸附去除和油水分离,并且具备了大规模生产的潜力,在工业废水处理领域具有重要的应用前景。     

铝型材加工废水处理探讨

目前国内处理铝型材加工废水普遍采用混凝沉淀法,由于铝型材加工废水的ss较高、质轻,采用沉淀法处理占地面积大,PAM投加量大,污泥含水率高。针对该现状提出溶气气浮法处理该污水,经过试验,溶气气浮处理该污水ss去除率达到95％以上,ss能从3000mg／L降到70mg／L以下。污泥烘干后可作为生产PAC的原料。     

老厂改造并粗工艺设备的选择问题

本文对国产几种型号并粗设备和立达并粗设备作了三种工艺流程在同一梳条供应条件下比较全面的对比试验,试出国产并粗与立达并粗设备的质量差距,为选用并粗设备提供参考。