国家自然科学基金(41273058)
- 作品数：11 被引量：213H指数：8
- 相关作者：宋之光曹涛涛王思波夏嘉罗厚勇更多>>
- 相关机构：中国科学院中国石化石油勘探开发研究院南京大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球更多>>
- 氮气吸附法—压汞法分析页岩孔隙、分形特征及其影响因素被引量：48
- 2016年
- 利用氮气吸附法和压汞法联合表征下扬子皖南地区二叠系页岩的孔隙分布、孔隙度及分形特征.结果表明,研究区二叠系页岩中发育的孔隙以微孔和大孔为主,其中微孔的体积占页岩总孔隙体积的33.63%～81.08%,平均为56.45%;联孔孔隙度明显高于压汞孔隙度,平均增加96.06%;页岩在微孔和过渡孔-大孔区间均具有明显的分形特征,且微孔的分形维数比过渡孔-大孔更加分散,说明页岩中微孔的非均质性和复杂程度要高于过渡孔-大孔;微孔的孔隙度和分形维数与总有机碳含量、比表面积和生烃潜量呈正相关关系,与石英含量呈负相关关系;过渡孔-大孔的孔隙度和分形维数与总有机碳含量、石英含量呈负相关性,与比表面积和粘土矿物含量之间没有明显的相关性.随着埋深的增加,微孔的孔隙度和分形维数变化较小,过渡孔-大孔的孔隙度和分形维数明显降低,且分形维数对埋深的敏感性高于孔隙度.
- 曹涛涛宋之光刘光祥尹琴罗厚勇
- 关键词：二叠系页岩分形维数压汞法
- 中国南方古生界页岩吸附特征及控制因素被引量：13
- 2014年
- 通过对中国南方古生界上扬子和下扬子地区的页岩甲烷吸附量、有机质丰度、矿物组成和 Tmax 等的分析，研究了总有机碳（TOC）含量、黏土矿物组成和有机质成熟度与页岩甲烷吸附量的相关性。结果显示：（1）中国南方古生界页岩样品甲烷吸附量在1.29~4.26 mL/g之间，变化较大，但多数样品吸附量在2.5~3.0 mL/g之间；（2）泥页岩的 TOC 与甲烷吸附量具有正相关关系，显示有机质及其含量是控制页岩吸附的主要因素；但在高过成熟阶段，随成熟度的升高，页岩的甲烷吸附量有下降的趋势；（3）黏土矿物含量与页岩吸附量没有相关关系，尽管个别黏土矿物如蒙脱石显示了一定的吸附能力。
- 王思波宋之光曹涛涛夏嘉
- 关键词：总有机碳有机质成熟度黏土矿物
- 页岩有机质特征对有机孔发育及储层的影响被引量：35
- 2016年
- 已有的勘探证实有机孔是页岩主要的储集空间,研究有机孔的发育特征及影响因素是页岩气勘探的重要内容。通过对相关文献进行系统分析,探讨了有机孔演化的过程及控制因素,并进一步总结了有机质对页岩储层的溶蚀性、含水性和脆性的影响。研究表明:有机孔的发育是高成熟度、较好类型的有机质和易生烃的显微组分共同作用的结果;已形成的有机孔受压实、过成熟碳化以及基质沥青充填等作用的破坏,不利于有机孔的保存;有机质对页岩储层的改造体现在有机质热演化过程中产生的酸性流体溶蚀长石、白云石等矿物形成溶蚀孔,有机孔吸纳水分降低吸附能力,以及高有机质含量造成页岩韧性增强不利于压裂改造等方面。提出了研究方向:根据中国复杂的陆相、海陆过渡相、海相页岩气储层及成藏条件的差异,在今后的研究中应加强不同沉积相页岩有机质类型和显微组成的研究,分析其对有机孔发育的影响,定量化研究有机孔对页岩储集物性的贡献,以及明确有机孔的主要赋存载体。
- 曹涛涛宋之光
- 关键词：有机质特征
- 下扬子地区二叠系海陆过渡相页岩孔隙体系特征被引量：20
- 2016年
- 下扬子地区二叠系发育一套海陆过渡相泥页岩,是目前页岩气勘探的重点层位之一。针对其微观孔隙体系及影响因素研究较少的现状,对皖南地区野外露头和岩心样品开展扫描电镜、氩离子抛光扫描电镜、压汞及氮气吸附实验分析。结果表明:二叠系页岩主要组分为有机质、石英、伊利石、方解石和黄铁矿,其中黄铁矿多呈草莓体形态与有机质共存,有机质则呈填隙状、薄膜状、条带状和壳体状分布在页岩中。二叠系页岩基本孔隙类型为无机矿物孔(晶间孔、粒间边缘孔、粒内孔和黏土矿物层间孔)、有机孔和微裂缝,其中有机孔和微裂缝是优势孔隙类型。不同有机质颗粒中孔隙发育情况差异很大,可能与有机质类型及显微组成有关;在构造应力作用下,有机质与黏土矿物充分混合产生縻棱化而形成与有机质相关的晶间孔和微裂缝。压汞法测试结果显示以微孔和过渡孔为主的页岩具有较高的孔隙度,孔隙连通性好、退汞效率高;而以大孔为主的页岩具有较低的孔隙度,孔隙连通性差、退汞效率低。中大孔的体积百分比随着石英含量的增加而增加;微孔和过渡孔的体积百分比随可溶有机质增加(S1)呈现降低的趋势;縻棱化有机质是页岩比表面积的主要贡献者;黏土矿物含量的增加可能会抑制页岩微孔隙的发育和比表面积的大小,与黏土矿物主要由伊利石和绿泥石组成有关。
- 曹涛涛宋之光罗厚勇周圆圆王思波
- 关键词：孔隙度比表面积二叠系
- 上扬子区古生界页岩的微观孔隙结构特征及其勘探启示被引量：7
- 2015年
- 页岩的微观孔隙是评价页岩气资源潜力以及是否具有开采价值的重要指标。对上扬子区遵义、通江、广元等地下寒武统牛蹄塘组、下志留统龙马溪组和上二叠统大隆组的页岩进行采样，运用扫描电镜、氮气吸附和压汞实验对这些页岩的孔隙结构特征及其影响因素进行了研究。结果表明，大隆组页岩具有很低的比表面积和孔隙度，其中孔径小于100mm的孔对孔隙度的贡献率在10％左右，主要孔隙类型为草莓体黄铁矿晶间孔：龙马溪组和牛蹄塘组页岩则具有较高的比表面积和孔隙度，50％～80％以上的孔隙度来自小于100mm的贡献，主要孔隙类型是干酪根孔隙和溶蚀孔隙。认为页岩微观孔隙的发育与页岩的类型、溶蚀作用以及成熟度等因素有关。
- 曹涛涛宋之光王思波夏嘉
- 关键词：古生界孔隙结构孔隙度
- 黔北地区下寒武统页岩孔隙结构特征及其含气性能被引量：11
- 2015年
- 通过对黔北地区下寒武统牛蹄塘组和杷榔组页岩岩心样品的有机碳含量、矿物组成、孔隙结构及甲烷等温吸附容量等分析,探讨了页岩孔隙结构的发育特征、影响因素以及有机质对页岩甲烷吸附容量的影响。研究表明,下寒武统页岩具有低孔低渗的特征,页岩比表面积介于5.64～28.29cm2/g之间,NLDFT微孔及中孔体积分别为0.02～0.54cm3/100g及0.53～3.38cm3/100g。孔隙度、BET比表面积以及微孔体积与TOC含量均呈正相关,显示了页岩有机质对孔隙的控制作用;而过高的TOC含量对页岩有机质孔隙可能有一定的抑制作用。此外,黏土矿物对孔隙也有一定贡献。下寒武统页岩吸附量为0.30～3.71cm3/g（12MPa）,Langmuir最大吸附量介于0.41～4.22cm3/g之间,吸附量与有机碳含量之间大体呈正相关,但高有机碳含量的页岩样品由于具有低的微孔体积及比表面积而表现出相对低的甲烷吸附量。
- 夏嘉王思波曹涛涛杨金朝宋之光
- 关键词：孔隙度TOC
- 过成熟页岩孔隙结构变化的石英管热模拟研究被引量：8
- 2016年
- 对上扬子区寒武系牛蹄塘组和志留系龙马溪组两套过成熟页岩开展了系列温度点石英管热模拟实验,在应用氦孔隙度测试法、高压压汞实验和氮气吸附法等测试技术分析模拟样品孔隙结构参数的基础上,研究了页岩孔隙结构随温度的变化特征。结果表明:(1)两组页岩孔隙度、成熟度随热模拟温度的升高有增加的趋势,热模拟后牛蹄塘组页岩孔隙度变化范围介于4.2%?12.2%之间,成熟度介于3.04%?3.46%之间,龙马溪组页岩孔隙度介于5.8%?11.1%之间,成熟度介于2.87%?3.38%之间。页岩孔容的增加主要源于介孔、矿物微裂缝以及基质微裂缝的显著增多;(2)牛蹄塘组页岩热模拟后孔体积和比表面积变化范围分别为0.0031?0.031 cm^3/g和0.47?2.93 m^2/g,而龙马溪组页岩的变化范围分别为0.015?0.054 cm^3/g和3.62?13.93 m^2/g;两组页岩原样的比表面积均来自孔径小于10 nm的纳米孔的贡献,而热模拟后的页岩比表面积则主要来自大于10 nm的孔隙贡献。(3)热模拟后的牛蹄塘组页岩和龙马溪组页岩比表面积与有机碳(TOC)含量减少量成一定的正相关性,与脆性矿物变化量和黏土矿物含量之间的相关性较小,显示比表面积的变化主要与有机质热演化导致的有机纳米孔的增加有关,而黏土矿物在过成熟阶段趋于稳定,对比表面积变化影响较小。
- 杨金朝夏嘉王思波宋之光
- 关键词：孔隙度孔径分布比表面积热模拟
- 扬子地台寒武系泥页岩甲烷吸附特征被引量：31
- 2013年
- 对采自扬子地区寒武系黄柏岭组、幕府山组和牛蹄塘组的泥页岩进行了甲烷吸附性能及影响因素研究。所分析页岩的TOC含量在1.08%～4.16%之间;粘土矿物含量在36.7%～62.3%之间。页岩样品甲烷吸附量测定结果显示,寒武系页岩甲烷最大理论吸附量与页岩TOC含量之间总体上呈正相关性,表明有机质丰度是控制页岩甲烷吸附能力的重要因素。而粘土矿物总含量与页岩甲烷最大理论吸附量之间缺乏相关性,仅蒙脱石含量与页岩甲烷最大理论吸附量呈正相关性,显示个别粘土矿物具有较强的甲烷吸附及影响页岩吸附性能的作用。寒武系不同地区页岩吸附性能存在显著差异,遵义牛蹄塘组页岩甲烷最大理论吸附量在2.76～5.30mL/g之间;南京幕府山组页岩甲烷最大理论吸附量在1.36～4.35mL/g之间;池州黄柏岭组泥页岩甲烷最大理论吸附量在1.63～2.72mL/g之间。此外,寒武系不同地区页岩有机碳含量与甲烷吸附量之间关系变化很大,显示页岩吸附量不仅受有机质丰度类型的影响,而且受有机质成熟度、区域地质演化以及粘土矿物吸附等多种因素制约。
- 宋叙王思波曹涛涛宋之光
- 关键词：有机碳含量粘土矿
- 皖南地区二叠系页岩储层微观孔隙特征及影响因素被引量：6
- 2016年
- 皖南地区二叠系发育一定规模的富有机质泥页岩。为了深入研究该套泥页岩储层的微观孔隙特征,选取两口钻井岩芯样品进行了氮气吸附、压汞、氩离子抛光扫描电镜试验,结合泥页岩地球化学、有机岩石学和矿物组成特征探讨了微观孔隙发育的影响因素。结果表明：龙潭组和孤峰组泥页岩总体厚度大,总有机碳高,成熟度适中,矿物成分以石英、伊利石、长石和黄铁矿为主;龙潭组泥页岩有机质以固体沥青和镜质组为主,类型为Ⅱ-Ⅲ型,其形态表现为片层状、条带状或块状,优势孔隙类型为晶间孔和微裂缝,有机孔发育较差,页岩比表面积和孔隙度分别介于6.80~41.62m2·g-1和0.68%~4.44%,主要来自中孔;孤峰组泥页岩有机质以腐泥组和固体沥青为主,类型为Ⅱ型,其形态主要为薄膜状或填隙状,优势孔隙类型为有机孔,也发育一定的晶间孔和微裂缝,页岩比表面积介于3.12~49.45m2·g-1,主要来自微孔,孔隙度介于0.86%~21.08%,主要来自中孔和大孔;总有机碳是这两套泥页岩比表面积的主要影响因素,但是对孔隙度起着明显的抑制作用;伊利石含量与比表面积之间存在一定的负相关性,与孔隙度之间无明显相关性。
- 曹涛涛宋之光王思波夏嘉曹清古
- 关键词：孔隙类型页岩比表面积孔隙度总有机碳二叠系
- 不同页岩及干酪根比表面积和孔隙结构的比较研究被引量：46
- 2015年
- 运用氮气吸附和扫描电子显微镜实验研究了中国南方古生界不同页岩及其干酪根孔隙发育形态及影响因素.结果显示：二叠系大隆组页岩比表面积介于2.22~3.52 m2 g-1,比表面积与TOC含量之间没有相关性;干酪根纳米孔隙不发育,比表面积为20.35~27.49m2 g-1;志留系龙马溪组页岩比表面积介于17.83~29.49 m2 g-1,比表面积与TOC含量之间有极好的正相关性;干酪根纳米孔隙发育很好,比表面积高达279.84~300.3 m2 g-1;寒武系牛蹄塘组页岩比表面积介于20.12~29.49 m2 g-1,比表面积随TOC含量和蒙脱石含量增加而增加;干酪根发育有一定量的纳米孔隙,比表面积为161.2 m2 g-1.作为比对样品,油柑窝组油页岩比表面积为19.99 m2 g-1;干酪根孔隙极不发育,比表面积仅为5.54 m2 g-1,说明了油页岩的比表面积可能主要是来自蒙脱石等粘土矿物的贡献.页岩比表面积的高低及孔隙的多少与有机质含量、类型、成熟度和蒙脱石含量等因素密切相关.低成熟干酪根基本没有孔隙发育而显示出极低的比表面积;高过成熟干酪根具有较好的孔隙发育及较高的比表面积.龙马溪组干酪根比牛蹄塘组干酪根具有更为发育的纳米孔隙和更高的比表面积,这可能与它们的干酪根类型及显微组分等因素有关.较高的蒙脱石含量也会对页岩比表面积有一定的贡献.低成熟干酪根的孔容和比表面积主要是来自大于10 nm孔的贡献,高过成熟干酪根的孔容主要是大于10 nm孔的贡献,但4 nm左右孔也有一定的贡献,比表面积则主要是来自小于4 nm孔的贡献.通过对比研究不同页岩及干酪根的比表面积与孔隙结构可以得出龙马溪组和牛蹄塘组页岩比大隆组页岩具有更强的吸附能力.
- 曹涛涛宋之光王思波夏嘉
- 关键词：干酪根比表面积成熟度
