国家科技重大专项(2011ZX05008-002-20)
- 作品数：11 被引量：187H指数：7
- 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：国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球更多>>
- 煤、油页岩和页岩微观孔隙差异及其储集机理被引量：10
- 2015年
- 运用氮气吸附、压汞、扫描电镜和甲烷吸附实验研究煤、油页岩和页岩的孔隙结构特征、分析了煤、油页岩和页岩的储集机理。结果表明:1煤、油页岩和页岩的孔隙大小及分布特征有显著的差异,与成熟度、黏土矿物孔隙和有机质流体产生的矿物溶蚀孔等有关;2低成熟干酪根微观孔隙不发育,含有少量微孔和相对多的中孔;高过成熟干酪根发育有大量的微孔及少量中孔,其比表面积和孔体积远高于低成熟干酪根,是页岩比表面积和孔体积的重要贡献者;3煤、油页岩和页岩甲烷吸附容量与其比表面积大小不匹配,具有较低比表面积的煤其甲烷吸附容量最高,煤的这种超量赋存可能是以"填充"甚至是以"固溶态"方式存在;油页岩的甲烷吸附容量中可能包含一定量的沥青溶解气;高过成熟页岩甲烷吸附容量明显高于低成熟页岩甲烷吸附容量。
- 曹涛涛宋之光罗厚勇刘光祥
- 关键词：微观孔隙结构成熟度油页岩页岩煤
- 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：47
- 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
- 页岩干燥温度对甲烷吸附的影响被引量：1
- 2014年
- 同一样品在不同干燥温度处理后的对比实验显示,在110℃干燥条件下页岩的失水率高于60℃的失水率;而110℃干燥的页岩样品甲烷吸附量也显著高于60℃干燥条件下的甲烷吸附量。可见,干燥温度显然是影响页岩甲烷吸附的一个重要因素。尽管页岩的甲烷吸附量受干燥温度的影响,但同一个样品的甲烷吸附曲线形态基本相似,显示干燥温度主要影响到页岩吸附量,但并不影响页岩吸附机理,这表明,较高干燥温度下由于水分的驱除增加了页岩吸附的孔隙。
- 曹涛涛王思波宋叙宋之光
- 关键词：页岩气干燥温度失水率
- 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：19
- 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：6
- 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
- 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：44
- 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
- 扬子地台下寒武统页岩微观孔隙及吸附性能被引量：2
- 2016年
- 扬子地台下寒武统发育一套富有机质泥页岩,是中国页岩气勘探开发的重点层位之一。通过扫描电镜、低温氮气吸附和高压CH4吸附实验对遵义牛蹄塘组、南京幕府山组和池州黄柏岭组3套同一层系的下寒武统页岩微观孔隙和CH4吸附特征进行分析,并结合有机质特征、矿物组成等研究页岩孔隙及含气性能的影响因素,结果表明：（1）下寒武统页岩微观孔隙类型众多,以有机孔、黏土矿物层间孔和微裂缝为主,亦含有一定量的矿物晶间孔、黄铁矿溶蚀脱落后形成的蜂窝状孔隙以及溶蚀印模等;（2）DFT孔径分布显示下寒武统页岩和干酪根以小于4nm孔隙为主,页岩中同时含有一定量的4nm以上的孔隙,可能是来自蒙脱石;（3）所研究的下寒武统页岩比表面积、孔体积和Langmuir CH4吸附容量分别为5.58-31.96m^2/g、0.026-0.088mL/g和1.36-5.3mL/g,总体上受控于有机碳含量和蒙脱石含量,但TOC和蒙脱石对不同地区下寒武统页岩物性和含气性的影响具有明显分异的现象;（4）2个牛蹄塘组干酪根的比表面积是其页岩的7.08和7.92倍,CH4吸附容量是其页岩的5.81和7.09倍,显示出干酪根是CH4吸附气赋存的主要载体之一。
- 曹清古曹涛涛刘光祥宋之光宋叙王思波
- 关键词：孔隙类型扬子地台
- 下扬子地台二叠系页岩储集物性特征及控制因素被引量：19
- 2015年
- 对选自下扬子芜湖地区昌参1井二叠系的页岩样品进行氮气吸附实验和压汞实验来研究其储集物性特征,并结合地球化学数据分析影响页岩储集物性的因素。研究结果表明页岩比表面积介于4.70~21.86m2/g之间,平均为12.60m2/g,其中81.80%的比表面积是来自微孔的贡献;页岩孔隙度介于1.18%~4.95%之间,多数页岩样品孔隙度低于4%,其中中大孔（或裂隙孔）贡献了66.38%的孔隙度;渗透率介于（0.001~15.56）×10-3μm2之间。通过对页岩储集物性影响因素分析,可以得出：1TOC含量是页岩比表面积主要的控制因素,随着TOC含量的增加,比表面积明显增加;2孔隙度随TOC含量增加有明显降低的趋势,可能与孤立分散的有机质粒内孔与裂缝连通性较差以及有机质充填矿物孔隙有关,这说明了有机质主要是贡献比表面积而非孔隙度;微孔和过渡孔体积与黏土矿物有一定的正相关性,中大孔（或裂隙孔）体积与脆性矿物含量有一定的正相关性,说明脆性矿物和黏土矿物可能共同影响页岩的孔隙度;3渗透率与排驱压力呈极好的指数负相关性,排驱压力越小,渗透率越高,就越有利于页岩气的开采。
- 曹涛涛宋之光王思波夏嘉
- 关键词：比表面积孔隙度渗透率
