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鄂尔多斯盆地长7_(3)亚段页岩有机质含量非均质性分布及成因
1
作者 刘伟 刘江艳 +5 位作者 李继宏 董劲 高阳 张岩 刘婷婷 柴世龙 《地质科学》 北大核心 2025年第2期484-496,共13页
延长组长7_(3)亚段是鄂尔多斯盆地重要的烃源岩层系和页岩油勘探领域,研究其形成过程不仅有助于了解盆地演化,对页岩油精细勘探也有借鉴意义。前期重点关注了长7_(3)在延长组内的特殊性,但忽略了其自身的非均质性。本次研究选取深湖相区... 延长组长7_(3)亚段是鄂尔多斯盆地重要的烃源岩层系和页岩油勘探领域,研究其形成过程不仅有助于了解盆地演化,对页岩油精细勘探也有借鉴意义。前期重点关注了长7_(3)在延长组内的特殊性,但忽略了其自身的非均质性。本次研究选取深湖相区G135井为研究对象,基于岩石学、地球化学等分析,探讨了目的层段有机质含量非均质性特征及成因。研究表明,长7_(3)亚段可以分为3部分,中段有机质含量最高,下段次之,上段最低,古湖泊演化是导致有机质非均质分布的主要原因。长7_(3)亚段经历了早期快速湖侵、中期最大湖泛和晚期缓慢湖退的演化过程。在总体温暖湿润气候背景下,早-中期火山活动带来的营养物质导致生物勃发,同时硫酸根离子进入水体,加强了淡水湖盆的BSR反应,增强水体的还原性,引起有机质超量富集。(Fe+Mn)/Ti和碳酸盐矿物含量表明,中期发生的强烈热液活动加剧了这一过程,湖盆底部水体表现为强还原环境,更加有利于有机质保存。晚期随着火山和热液活动减弱,水体环境逐渐恢复正常,湖退背景下,泥岩比例增加,因此有机质含量总体偏低。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 长7_(3)亚段 页岩 非均质性 沉积演化
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混凝土非均质性对RC梁冲击响应尺度效应的影响机制
2
作者 金浏 吴少雄 +2 位作者 张仁波 李健 杜修力 《含能材料》 北大核心 2025年第7期751-765,共15页
钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构在服役过程中常遭受冲击荷载作用,导致其动力响应十分复杂,往往难以预测。为了系统分析混凝土非均质性这一特征对几何相似RC梁冲击响应及尺度效应的影响,基于对照分析的方法,建立了均质RC梁(Homo... 钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构在服役过程中常遭受冲击荷载作用,导致其动力响应十分复杂,往往难以预测。为了系统分析混凝土非均质性这一特征对几何相似RC梁冲击响应及尺度效应的影响,基于对照分析的方法,建立了均质RC梁(Homogeneity,HMG)与两种非均质RC梁(Heterogeneity⁃Ⅰ,HTG⁃Ⅰ和Heterogeneity⁃Ⅱ,HTG⁃Ⅱ)模型。在冲击荷载作用下分别对比分析位移、冲击力及支反力响应,并进一步从损伤模式、挠度曲线及能量吸收角度探讨其尺度效应的内在机理。研究结果表明,混凝土非均质性这一特征是导致几何相似RC梁位移响应产生尺度效应的原因之一,但其对冲击力和支反力响应的影响较小。造成上述现象的内在机理可能是非均质性会引起不同的损伤路径,结合挠度曲线和能量吸收角度分析,进而发现非均质性增强了RC梁的局部响应。同时,冲击速度在3.6~7.4 m·s^(-1)内,冲击速度越大,位移响应的尺度效应会越显著。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 非均质性 尺度效应 冲击荷载 损伤模式
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黏土矿物类型对煤力学非均质性影响的分子机制
3
作者 张彬 孙蓓蕾 +7 位作者 王德璋 康天合 冯智杰 李立功 李昊洋 梁晓敏 朱文庆 张俊爽 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2567-2580,共14页
煤层气是我国重要的非常规天然气资源,但无机矿物影响下的煤储层具有强烈的力学非均质性,存在已成功使用的工程技术在其他煤层气井不适用的情况,深入研究煤中无机矿物与有机质的相互作用及其对煤力学非均质性的影响机制具有重要的意义... 煤层气是我国重要的非常规天然气资源,但无机矿物影响下的煤储层具有强烈的力学非均质性,存在已成功使用的工程技术在其他煤层气井不适用的情况,深入研究煤中无机矿物与有机质的相互作用及其对煤力学非均质性的影响机制具有重要的意义。利用分子模拟对比分析了高岭石、伊利石和蒙脱石3种典型黏土矿物与无烟煤有机质的相互作用范围、位置和强度及差异性,阐明了不同黏土矿物对煤孔隙率的影响规律,揭示了煤力学非均质对黏土矿物类型的响应特征。结果表明:高岭石或伊利石与煤有机质的径向分布函数呈双峰特性,同时存在氢键作用和范德华力,而蒙脱石的径向分布函数呈单峰分布,相互作用以范德华力为主,占总能量变化的89.36%,不存在氢键作用;矿物分子进入到煤有机质后会相互堆叠填充,形成具有一定的非均质性且形状不规则的纳米孔隙结构,相同矿物含量下,含不同矿物类型煤的孔隙率大小顺序为:蒙脱石>伊利石>高岭石;黏土矿物与煤有机质的相互作用强度主要取决于黏土矿物分子的尺寸,呈反比例关系;不同高岭石含量下,无烟煤的体积模量、弹性模量和剪切模量非均质性可分为5个部分,存在变异性极高的区域,而含伊利石和含蒙脱石无烟煤除了剪切模量存在高变异区域,其他力学参数均处于低变异范围以下,高岭石对无烟煤力学非均质的影响程度要大于伊利石和蒙脱石的影响。研究成果将为预测煤储层力学性质的变化规律且根据煤中不同黏土矿物特征有针对性的制定储层改造措施和开发方案提供力学依据。 展开更多
关键词 无烟煤 黏土矿物类型 力学性质 非均质性 分子模拟
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高含水油藏流动非均质性的表征及应用
4
作者 张敏 金忠康 冯绪波 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第2期274-283,共10页
注水开发油藏随着开发的深入,水驱矛盾愈加突出,地下渗流场、压力场和剩余油饱和度场差异较大,开展定量化流场差异性评价研究,可以有效地指导地下流场优化调控,动用挖掘不同类型剩余油,提高油藏水驱采收率。该研究对流动非均质性的动静... 注水开发油藏随着开发的深入,水驱矛盾愈加突出,地下渗流场、压力场和剩余油饱和度场差异较大,开展定量化流场差异性评价研究,可以有效地指导地下流场优化调控,动用挖掘不同类型剩余油,提高油藏水驱采收率。该研究对流动非均质性的动静态影响因素进行了分析,指出了考虑各种因素作用下评价流动非均质性的复杂性,以及开展量化评价研究的重要性。对比了多种不同的非均质性表征方式,最终优选洛伦兹系数进行评价。该系数适用于非正态分布对象,且分布介于0~1,可以进行流动差异性的定量表征。另外,选取流场最直观的表现流速作为计算指标来建立流动非均质性评价方法。为使计算更加快捷、方便、直观,建立平板模型解决裂缝内流动表征的问题,减少数值模拟中压裂缝的模拟工作,结合数值模拟与MATLAB编程技术,将模拟得到的压力数据转化为流速,计算得到以流速为评价对象的洛伦兹系数,实现了参数计算程序化问题,从而建立渗流差异表征方法。考虑有无高渗条带、有无裂缝、裂缝角度、高渗条带渗透率等因素,利用该方法对三角形井网、半反七点井网设计方案,研究洛伦兹系数与采收率的关系。分析发现对于三角形井网,洛伦兹系数小于0.94时,二者呈线性关系;而当洛伦兹系数大于0.94时,随着洛伦兹系数增大采收率呈指数下降,半反七点井网则在洛伦兹系数为0.96时发生这一变化。因而得到三角形井网和半反七点井网下流场差异性强弱界限值,分别为0.94和0.96。进而对G7断块开展现场应用,评价得到该区块有2个渗流差异较强的砂体,并对评价后渗流差异性强砂体制定调整对策,分别是井网优化+细分注水改善平面及纵向渗流差异,流场调整均衡平面渗流差异,开展周期注水降低流动非均质性。进而开展数值模拟对调整前后相应指标进行了对比,洛伦兹系数降至临界值以下,10 a采收率提高1个百分点,起到了控水稳油的效果。该研究切实可靠,可以指导油藏流场描述、剩余油挖潜,对油藏提高采收率具有重要意义。同时,主要研究对象为苏北断块油藏常见井网,在实际推广应用中应针对具体井网形式重新评价确定界限值。 展开更多
关键词 高含水油藏 流动非均质性评价 裂缝内流动表征 降低渗流差异调整对策 剩余油挖潜
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吉林某低渗透油藏CO_(2)驱沥青质沉淀对储层非均质性的影响
5
作者 文士豪 李忠诚 +4 位作者 李明义 陈栗 李金龙 陈伟 黄文奎 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第15期6290-6296,共7页
CO_(2)驱是提高低渗透油藏采收率最有效的技术手段之一,但注入的CO_(2)会引发原油中沥青质沉淀,导致储层渗透率下降并改变储层的非均质性。为明确不同压力条件下沥青质差异化沉淀对低渗透储层非均质性的影响,以吉林油田某低渗透油藏为... CO_(2)驱是提高低渗透油藏采收率最有效的技术手段之一,但注入的CO_(2)会引发原油中沥青质沉淀,导致储层渗透率下降并改变储层的非均质性。为明确不同压力条件下沥青质差异化沉淀对低渗透储层非均质性的影响,以吉林油田某低渗透油藏为研究对象,通过CO_(2)长岩心驱替实验,明确了不同压力下的CO_(2)驱替特征,同时结合原油及岩心性质测试结果,分析不同压力条件下驱替前后原油沥青质含量及储层性质变化,进一步明确了沥青质沉淀的分布规律。结果表明:非混相条件下,原油采出程度较低,仅为55.11%,沥青质沉淀随驱替距离的增加呈现先增加后减小的趋势,CO_(2)主要驱替大孔喉原油,沥青质沉淀也主要发生在高渗区域内,从而抑制了储层非均质性;混相条件下,原油采出程度较高,达81.84%,沥青质沉淀随驱替距离的增加而增加,CO_(2)能够驱替小孔喉原油,沥青质沉淀发生在高渗及低渗区域,但低渗区域受到的影响大,储层非均质性进一步加强。 展开更多
关键词 CO_(2)驱 沥青质沉淀 采出程度 原油组分 储层非均质性
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平面非均质性对热储回灌量影响研究——以保定市馆陶组为例
6
作者 王腾 胡景宏 +2 位作者 刘常源 高志前 唐玄 《地质与勘探》 北大核心 2025年第2期431-440,共10页
在地热回灌过程中,部分地热田因回灌水流量远小于设计回灌流量,常导致地热田面临关停的情况。本文以保定市某区块馆陶组热储为研究对象,针对回灌过程中注水效果不佳的问题,分析储层的平面非均质性。利用数值模拟方法,对热力场与流体力... 在地热回灌过程中,部分地热田因回灌水流量远小于设计回灌流量,常导致地热田面临关停的情况。本文以保定市某区块馆陶组热储为研究对象,针对回灌过程中注水效果不佳的问题,分析储层的平面非均质性。利用数值模拟方法,对热力场与流体力场进行耦合,分析四种不同非均质地层对热储回灌量的影响,并建立出最大回灌流量评价方法。模拟结果表明,随着平面非均质性的增强,回灌水流量减小,回灌效果最低可降至均质地层的35%;回灌井与开采井所处区域的平面非均质性对回灌效果影响为20%~65%。该方法能够对平面非均质性与回灌流量进行合理调整,有效保证回灌效果,可拓展到其他地质条件相似的储层使用。 展开更多
关键词 平面非均质性 地热回灌 砂岩热储 数值模拟 馆陶组 保定市
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不同煤级煤孔隙结构的非均质性及其影响因素
7
作者 朱悦雯 尚福华 +6 位作者 麻书玮 张寒 朱炎铭 王猛 马莹莹 李威青 付文鼎 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期173-182,共10页
为研究不同煤级煤孔隙结构的非均质性及其影响因素,通过低温氮气和二氧化碳吸附实验测试了8组不同煤级煤样孔隙结构,利用Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型计算了不同煤级煤分形维数,并分析了分形维数在煤化作用中的演化规律;结合煤样煤质特... 为研究不同煤级煤孔隙结构的非均质性及其影响因素,通过低温氮气和二氧化碳吸附实验测试了8组不同煤级煤样孔隙结构,利用Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型计算了不同煤级煤分形维数,并分析了分形维数在煤化作用中的演化规律;结合煤样煤质特征,研究了煤质对于孔隙结构分形特征的影响。研究结果表明:(1)在煤化作用过程中,煤中水分和挥发分逐渐减少,固定碳含量逐渐增加,而灰分产率与煤化作用并没有显著的相关性;(2)煤中介孔参数与成熟度不具有明显的相关性,而微孔参数随着成熟度的增大呈现出“U”型变化,即开始逐渐减小,在第2次煤化跃迁后逐渐增大;(3)不同煤级煤分形维数D_(1)、D_(2)和D_(c)普遍与煤化作用密切相关,其中微孔分形维数D_(c)相关性最高(R^(2)=0.7092),这主要与热演化过程中形成了大量次生孔隙有关;(4)分形维数D_(1)、D_(2)和D_(c)与水分含量和灰分产率之间不存在明显的相关性,而与挥发分和固定碳含量之间存在相反的相关性,这与煤化作用过程中煤质的变化密切相关。本次研究可以为不同煤级煤层气资源评价提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 不同煤级煤 孔隙结构 非均质性 煤化作用 影响因素
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四川盆地铁山坡飞仙关组膏盐层控气非均质性三维表征
8
作者 彭先 欧成华 +5 位作者 肖富润 王蓓 郭培培 和宇博 彭仕轩 刘俊延 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期193-203,共11页
膏岩层控气是重要的天然气富集成藏模式,现有膏岩层控气研究集中于实验测试与定性描述,缺乏对膏盐层分布的三维表征。为此,研发了膏盐层与气水层井震结合相控三维建模新技术,具体包括膏盐层测井解释及相控三维建模、膏盐层地震遗传反演... 膏岩层控气是重要的天然气富集成藏模式,现有膏岩层控气研究集中于实验测试与定性描述,缺乏对膏盐层分布的三维表征。为此,研发了膏盐层与气水层井震结合相控三维建模新技术,具体包括膏盐层测井解释及相控三维建模、膏盐层地震遗传反演三维建模、膏盐层井震结合三维建模、沉积微相控制的气水层三维建模及膏盐层与气水层三维融合建模5个关键技术环节,应用于分析四川盆地铁山坡飞仙关组膏盐层的控气性,建立了膏盐层与气水层井震结合相控三维模型,定量刻画了研究区内膏盐层的控气非均质性,实现了对膏盐层控气的三维可视化定量表征。结果表明:铁山坡飞仙关组膏盐层平面上除Ⅰ区和Ⅱ区中部局部范围外,其余大部分区域呈连续片状分布,纵向上具有多层、薄层、厚度强非均质分布等特征;呈现出封盖控气性、降储控气性和使气藏复杂化3类控气特征模式,显示了研究区膏盐层控气的强非均质性。研究成果为研究区天然气非均衡规模高效开发提供了可靠的模型基础与地质认识。 展开更多
关键词 膏盐层控气非均质性 井震结合 相控建模 铁山坡飞仙关组 三维表征 四川盆地
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桂中坳陷柳城斜坡北部下石炭统鹿寨组一段黑色页岩非均质性特征及主控因素
9
作者 林益飞 覃英伦 +5 位作者 陆永潮 卓色强 王川 陆文师 崔钦宇 岑文攀 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第4期17-30,共14页
桂中坳陷柳城斜坡北部下石炭统鹿寨组黑色页岩在纵向上具有很强的非均质性,严重制约页岩储层评价以及后期的可压裂性。综合运用测井、岩心描述、薄片观察、有机碳测试、X射线衍射矿物测试以及XRF元素扫描等手段,建立了研究区页岩等时地... 桂中坳陷柳城斜坡北部下石炭统鹿寨组黑色页岩在纵向上具有很强的非均质性,严重制约页岩储层评价以及后期的可压裂性。综合运用测井、岩心描述、薄片观察、有机碳测试、X射线衍射矿物测试以及XRF元素扫描等手段,建立了研究区页岩等时地层层序格架,在格架内剖析了储层非均质性特征,结合恢复的古环境信息,揭示了储层非均质性的主控因素。结果表明:鹿寨组一段共识别出3个三级层序,鹿寨组一段1亚段识别出7个准层序组(即7个小层)。总有机碳含量、矿物组分含量以及页岩岩相的分布在垂向上具有较强的非均质性,不同小层具有明显的差异,总有机碳含量高值主要发育在①小层中上部和③小层底部。研究区主要发育富泥硅质页岩相、混合质页岩相以及富硅灰质页岩相,结合总有机碳含量认为富泥硅质页岩相为优质岩相,主要发育在③小层底部。鹿寨组一段1亚段页岩非均质性受控于古生产力、氧化还原环境以及陆源输入,①小层沉积中期和③小层沉积初期,较高的古生产力和缺氧的沉积环境有利于有机质的富集和保存,陆源输入可以携带适量的营养物质,提高有机质丰度,使其发育富有机碳的富泥硅质页岩。 展开更多
关键词 鹿寨组 非均质性 页岩岩相 沉积古环境 有机质富集
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边界条件和参数非均质性对矿区涌水量模拟预测的影响
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作者 吉强 吴镇江 姚莹莹 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期46-57,共12页
【背景】准确预测煤矿涌水量是实现矿井安全开采的重要基础。三维地下水数值模型可用于刻画矿区水文地质条件、模拟涌水动态过程,为科学预测开采涌水量提供了理论依据。然而,目前对于地表水-地下水交互的边界条件和含水层渗透系数非均... 【背景】准确预测煤矿涌水量是实现矿井安全开采的重要基础。三维地下水数值模型可用于刻画矿区水文地质条件、模拟涌水动态过程,为科学预测开采涌水量提供了理论依据。然而,目前对于地表水-地下水交互的边界条件和含水层渗透系数非均质性对煤矿开采过程中的涌水量模拟预测的影响程度尚不清楚。【方法】选取典型煤矿作为研究对象,首先构建三维非稳态地下水数值模型,通过开展多情景模拟试验,定量分析降雨入渗补给、非饱和带入渗过程及河流边界设置对模拟的影响,然后通过地质统计学方法构建三维非均质渗透系数场,探讨参数异质性的影响。【结果和结论】在初始模型基础上,仅考虑降雨入渗补给的非均质性时,矿区平均涌水量降低25.48%,加上非饱和带垂向动力波入渗的影响后,矿区平均涌水量对比初始模型上升18.68%,且涌水量更易呈现周期性波动;当考虑河道与隔水层通过构造破碎带连通时,工作面平均涌水量对比初始模型上升7.51%,且涌水量增长趋势更快;当渗透系数非均质性升高时,涌水量加速增长,同时工作面平均涌水量占矿区平均涌水量的比例逐渐增加到85%~88%,导致矿区集中化涌水,而极端非均质性则使涌水趋于分散,随机非均质渗透系数分布对比均质概化参数,涌水增长趋势更加平缓。所有情景中,考虑河道位于潜水含水层的情景对涌水量影响最小,而河道穿过局部破碎的隔水层、低非均质性参数和考虑非饱和带垂向入渗过程等情景,涌水量与初始模型存在更大差异。研究成果为精准模拟复杂情况下矿区开采时地下水动态变化提供了参考。 展开更多
关键词 煤矿涌水 数值模拟 边界条件 非均质性 影响规律 MODFLOW
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“组分混合”沉积的储层非均质性及形成机理——以渤海海域古近系沙河街组一、二段为例
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作者 叶茂松 解习农 +2 位作者 杜学斌 赵珂 吴峰 《沉积学报》 北大核心 2025年第2期635-652,共18页
【目的】混合沉积储层是具有重要勘探潜力的油气储层类型,但存在极强的非均质性。前人对“层系混合”型储层的非均质性问题开展了诸多探索,然而对“组分型混合”沉积储层却缺少系统认识。近年来,渤海海域中—深层古近纪地层发现典型的... 【目的】混合沉积储层是具有重要勘探潜力的油气储层类型,但存在极强的非均质性。前人对“层系混合”型储层的非均质性问题开展了诸多探索,然而对“组分型混合”沉积储层却缺少系统认识。近年来,渤海海域中—深层古近纪地层发现典型的“组分混合”沉积并在其中获得了重大油气突破,这为探讨此类储层非均质性的成因机理提供了理想的研究材料。【方法】利用渤海海域丰富的钻井资料,系统开展了“组分混合”沉积非均质性特征与成因机制的研究。【结果】研究区“组分混合”沉积的储层类型包括原生生物混积滩和混积型碎屑流块体。不同储层类型组分特征和空间分布上具有显著差异,这受控于不同因素影响:受古气候与物源影响,原生生物混积滩易分布于碎屑沉积侧翼或构造高部位;湖平面变化控制不同成因相的叠置差异。混积型碎屑流块体受古地貌与水深的约束,主要分布于凸起斜坡近端;水动力差异导致成因相垂向样式的频繁变化。其次,两类储层均呈现复杂的储层物性与孔隙结构非均质性,主要受陆源碎屑组分、选择性溶蚀量、白云岩化、胶结物产状与数量等因素的综合影响。【结论】构建的“组分混合”沉积的储层非均质性形成模式对混合沉积的分布预测与有利储层评价具有重要的启示意义。 展开更多
关键词 组分混合储层 非均质性 沉积分布 储集性能 沙河街组 渤海海域
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鄂尔多斯盆地中、东部石炭系本溪组煤储层纵向非均质性特征及成因——以M172井为例 被引量：4
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作者 牛小兵 张辉 +4 位作者 王怀厂 虎建玲 吴陈君 赵伟波 潘博 《石油与天然气地质》 CSCD 北大核心 2024年第6期1577-1589,共13页
鄂尔多斯盆地石炭系本溪组8^(#)煤储层厚度大、分布范围广、发育稳定,是该区深层煤岩气有利勘探层段。通过对盆地中、东部重点井煤岩样品开展宏观煤岩特征、煤岩性质、储层特征以及煤岩含气性等方面的测试分析,研究了本溪组8^(#)煤储层... 鄂尔多斯盆地石炭系本溪组8^(#)煤储层厚度大、分布范围广、发育稳定,是该区深层煤岩气有利勘探层段。通过对盆地中、东部重点井煤岩样品开展宏观煤岩特征、煤岩性质、储层特征以及煤岩含气性等方面的测试分析,研究了本溪组8^(#)煤储层非均质性特征及成因。研究表明:①煤岩性质纵向发育存在明显的非均质性特征,下段主要发育半亮煤,灰分产率高,惰质组相对较发育,表明该段煤储层形成于偏氧化的成煤环境。中、上段发育光亮煤和半亮煤,灰分产率低,镜质组含量较高,反映了陆源输入较少的还原性成煤环境;②本溪组8^(#)煤储层煤岩沉积环境变化控制了煤岩性质和储层发育特征。储层非均质性受到陆源矿物输入充填原生孔隙以及高含量镜质组生烃阶段产生大量气孔的双重影响。③上段由于沉积环境稳定,成煤条件好,灰分产率较低,煤储层孔隙和裂隙受碎屑矿物充填影响较小,煤岩储集物性更好,有利于气体的吸附和保存。中、上段镜质组含量高、生气能力强,具有更好的煤岩气物质条件,使得煤岩含气量更高,是鄂尔多斯盆地本溪组8^(#)煤储层天然气勘探开发的有利层段。 展开更多
关键词 工业组分 成煤环境 储层非均质性 煤岩气 本溪组 石炭系 鄂尔多斯盆地
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矿物对无烟煤力学非均质性影响的分子动力学研究——以沁水盆地南部主要黏土矿物高岭石为例 被引量：1
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作者 张彬 孙蓓蕾 +8 位作者 王德璋 康天合 马鑫 张晓雨 李立功 李昊洋 梁晓敏 朱文庆 张俊爽 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3896-3906,共11页
煤是由有机显微组分和矿物组成的混合物,矿物的存在会导致煤的大分子结构存在差异,使得煤的力学性质具有明显的非均质性,进而影响区块内整体的煤层气产量、压裂改造效果和成熟技术的规模化应用。以沁水盆地典型的无烟煤和高岭石矿物作... 煤是由有机显微组分和矿物组成的混合物,矿物的存在会导致煤的大分子结构存在差异,使得煤的力学性质具有明显的非均质性,进而影响区块内整体的煤层气产量、压裂改造效果和成熟技术的规模化应用。以沁水盆地典型的无烟煤和高岭石矿物作为研究对象,通过分子动力学的方法定量研究高岭石及其含量对无烟煤力学性质的影响规律,分析不同矿物含量下无烟煤的分子结构和孔隙特征,从能量和有序化的角度揭示其微观机理。结果表明:①煤有机质与高岭石相互结合过程中同时存在范德华力和氢键作用,且氢键作用强度要高于范德华力,煤有机质周围出现高岭石分子的概率、相互作用强度和有序性均随着矿物质量分数的增加而增大。②无烟煤的孔隙率φ随高岭石质量分数a的增大呈线性规律(φ=−0.2293a+9.6295)降低,而无烟煤的体积模量、弹性模量和剪切模量均随高岭石质量分数的增大呈线性规律增强,泊松比随高岭石质量分数的增大呈二次多项式规律降低。③无烟煤的力学非均质程度整体上随着高岭石质量分数增加而增大,其中不同高岭石质量分数下体积模量、弹性模量和剪切模量的变异性可分为很低、低、中等、高和很高5个部分,而泊松比的变异系数均小于0.1,变异性很低。④随着高岭石质量分数的增加,煤有机质与高岭石的相互作用能呈线性规律(Einteraction=4.5585a+443.929)增大,与纯有机质相比,当高岭石质量分数达到20%时,无烟煤的键能和范德华能分别增加了63.86%和48.06%。⑤高岭石增强煤力学性质的内在原因是高岭石进入煤有机质后占据一定的孔隙空间,且与煤有机质的芳香碳骨架和不同官能团进行相互作用,高岭石质量分数越大充填煤大分子结构孔隙的程度越高,煤大分子结构的能量越大,导致煤大分子结构的孔隙率降低,有序性增大,使得力学强度和抵抗变形的能力增强。 展开更多
关键词 无烟煤 高岭石 非均质性 分子动力学 沁水盆地
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煤系石墨微晶结构各向异性和非均质性的拉曼光谱表征 被引量：1
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作者 李焕同 邹晓艳 +1 位作者 夏炎 张卫国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3560-3567,共8页
煤对温度和压力等地质环境条件十分敏感,在构造应力驱动下煤中“石墨微晶”结构取向生长,物理化学和结构呈现各向异性。采用X射线衍射和拉曼光谱对不同石墨化程度样品进行表征,结果表明:在高温主导,剪应力作用参与下,煤层顺层滑动,构造... 煤对温度和压力等地质环境条件十分敏感,在构造应力驱动下煤中“石墨微晶”结构取向生长,物理化学和结构呈现各向异性。采用X射线衍射和拉曼光谱对不同石墨化程度样品进行表征,结果表明:在高温主导,剪应力作用参与下,煤层顺层滑动,构造变形使石墨微晶旋转、择优取向,随着沿C轴方向堆砌高度的增加。以堆砌度Lc≤5 nm划分为无烟煤阶段,为碳层随机定向或无规则排列的紊层结构,光学各向同性;以Lc≥30 nm时视为较完善石墨结构形成的标志,光学各向异性显著;在10~20 nm间属于石墨化结构不够完善的过渡态结构(半石墨阶段)。石墨阶段样品SXL100、SXL130层理面、边缘面和粉末的拉曼光谱中1350 cm^(-1)带(D_(1))、1620 cm^(-1)带(D_(2))都较明显,但是石墨边缘面拉曼光谱中D1峰半高宽、D_(1)与G峰强度比(I_(D1)/IG,R_(1))、D_(2)峰与G峰强度比(I_(D2)/IG,R_(3))显著高于层理面,显示强度比等拉曼参数依赖于煤系石墨边缘面的取向。D1峰强度依赖样品缺陷或无序程度,边缘面D_(2)峰具有非对称特征,双峰结构显著,并且D′1峰随D_(2)峰变化,亦显示边缘面缺陷的光谱行为。用煤系石墨缺陷密度或有序度表征指标R_(1)划分无烟煤(R_(1)≥1.0)、半石墨(1.0>R_(1)≥0.5)和石墨(R_(1)<0.5)等阶段,并评价煤系石墨均匀程度及不同石墨化程度组分的比例及分布,发现变质无烟煤CM130N样中超前演化达到半石墨结构占比达3.52%,半石墨BC210样中无烟煤结构占比46.40%,SXL130样整体石墨化,但其中无烟煤结构占比仍有3.84%,层理面和边缘面结构中仍存在缺陷,建立的方法在区分无烟煤、半石墨更具优势。在拉曼激光入射方向一定时,可利用R_(1)、R_(3)参数来探讨受构造应力影响的煤系石墨层理面拉曼光谱特征,分别评价了石墨化不均一性和石墨微晶取向。 展开更多
关键词 煤系石墨 各向异性 非均质性 拉曼光谱 微晶结构
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法21断块储层非均质性研究 被引量：14
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作者 谢俊 张金亮 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第3期10-13,共4页
储层非均质性变化是影响地下油、气、水运动及油气采收率的主要因素。本文以法21断块的岩石物性分析资料为基础,分析了该断块的层内、层间及平面的非均质性变化特点,从而为该断块制定开发调整方案奠定了基础。本文的分析方法也可推广到... 储层非均质性变化是影响地下油、气、水运动及油气采收率的主要因素。本文以法21断块的岩石物性分析资料为基础,分析了该断块的层内、层间及平面的非均质性变化特点,从而为该断块制定开发调整方案奠定了基础。本文的分析方法也可推广到对同类型非均质性油藏的研究。 展开更多
关键词 储层非均质性 层间非均质性 层内非均质性 平面非均质性 油气采收率 法21断块 油藏
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浅埋巨厚富镓煤层的非均质性与反射波响应特征
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作者 陈同俊 尹海洋 +1 位作者 王海波 武磊彬 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2509-2516,共8页
华北石炭系—二叠系部分煤层富含战略性金属镓。为了探讨利用反射波响应解译浅埋巨厚煤中镓元素含量的可能性,以研究程度较深的准格尔煤田黑岱沟矿6号煤为例,综合样品实测、地震岩石物理建模、主成分分析等方法,表征煤层中物质组成、镓... 华北石炭系—二叠系部分煤层富含战略性金属镓。为了探讨利用反射波响应解译浅埋巨厚煤中镓元素含量的可能性,以研究程度较深的准格尔煤田黑岱沟矿6号煤为例,综合样品实测、地震岩石物理建模、主成分分析等方法,表征煤层中物质组成、镓元素含量及载体矿物、弹性参数的纵向非均质性;综合煤层反射波响应正演模拟、地震属性分析和AVO分析等方法,表征煤层反射波运动学、动力学和AVO响应与煤层矿物富集类型间的相关关系。研究结果表明,按煤质可以将6号煤划分为三个层段,每个层段的矿物富集类型有明显区别;中上层段煤层巨厚,煤中镓元素的主要载体矿物为勃姆石,勃姆石与镓元素含量强线性正相关,纵波阻抗等弹性参数与勃姆石、镓元素含量正相关;当煤层流体饱和状态已知时,煤层顶底板反射波的双程旅行时差与振幅交会图可以有效区分煤层的矿物富集类型;煤层顶底板反射波的AVO截距与梯度交会图,可以有效区分煤层的流体饱和状态和矿物富集类型,是解译煤中镓元素含量的一种有效方法。本次研究成果不仅能够直接应用于浅埋巨厚煤中镓资源勘探,还能为煤中其他战略性金属的勘探研究提供方法借鉴。 展开更多
关键词 巨厚煤层 镓元素 载体矿物 非均质性 反射波 响应特征
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考虑混凝土细观非均质性的钢筋混凝土结构疲劳寿命预测概率模型
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作者 金浏 杨健 +1 位作者 吴洁琼 杜修力 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期157-164,共8页
本工作考虑混凝土细观非均质性,将混凝土视为由粗骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,建立了疲劳损伤混凝土中氯离子扩散的三维细观数值分析模型。研究表明,随着疲劳荷载水平、水灰比、温度的升高以及暴露时间的延长,混凝土... 本工作考虑混凝土细观非均质性,将混凝土视为由粗骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,建立了疲劳损伤混凝土中氯离子扩散的三维细观数值分析模型。研究表明,随着疲劳荷载水平、水灰比、温度的升高以及暴露时间的延长,混凝土内氯离子浓度显著增加,但同一深度处氯离子浓度不尽相同。根据K-S检验,在5%显著性水平上,混凝土内某一深度的氯离子浓度遵循混合正态分布。据此提出了结构疲劳寿命预测概率模型,发现结构失效概率随疲劳寿命的延长而增大,且疲劳应力水平、水灰比、温度的降低以及暴露时间的减少均可使结构失效概率降低,结构在服役期间承受的疲劳应力水平不宜超过0.4(失效概率10%和200万次疲劳寿命)。此外,基于上述模型,对我国四个沿海城市混凝土结构的疲劳寿命进行了预测,并提出了相应的耐久性建议。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 数值模拟 混凝土非均质性 概率密度 疲劳寿命
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长岭断陷龙凤山气田营城组储层非均质性研究
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作者 李宇 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期297-298,共2页
龙凤山气田是目前中石化在东北地区勘探开发的首个深盆致密砂岩近饱和高含油凝析气储集系统,主力含气层位营城组储层在空间上表现出了较强的非均质性特征,气层在纵向上、平面上分布规律复杂将制约后续的地质研究工作(于翠玲,2007)。通... 龙凤山气田是目前中石化在东北地区勘探开发的首个深盆致密砂岩近饱和高含油凝析气储集系统,主力含气层位营城组储层在空间上表现出了较强的非均质性特征,气层在纵向上、平面上分布规律复杂将制约后续的地质研究工作(于翠玲,2007)。通过对岩心描述和测井资料进行分析,对比地质储量和实际测试生产情况,从层内、层间和平面3个方面分析储层的宏观非均质性。 展开更多
关键词 营城组 龙凤山气田 储层非均质性
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鄂尔多斯盆地苏里格气田西南部致密储层非均质性特征及对成藏的制约 被引量：5
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作者 崔明明 李进步 +1 位作者 李莹 李义军 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期214-230,共17页
致密砂岩气藏是我国非常规油气资源的重要组成,其储层非均质性严重影响了致密气成藏和甜点区优选,进而制约了气田高效开发。为进一步揭示储层非均质性成因及对致密气成藏的影响,选取鄂尔多斯盆地苏里格气田西南部山1段和盒8段致密储层为... 致密砂岩气藏是我国非常规油气资源的重要组成,其储层非均质性严重影响了致密气成藏和甜点区优选,进而制约了气田高效开发。为进一步揭示储层非均质性成因及对致密气成藏的影响,选取鄂尔多斯盆地苏里格气田西南部山1段和盒8段致密储层为例,通过岩芯观察、扫描电镜、薄片鉴定、生产和测井分析等技术手段,研究储层非均质特征,探讨沉积作用和微观孔隙演化对非均质性和成藏的影响。结果表明,储层非均质性多表现为层内粒度的垂向韵律性、夹层的不均匀分布、渗透率的平面分布差异等;储层非均质性受沉积作用和成岩作用共同影响,沉积作用控制了水动力条件、砂体展布、厚度和砂体构型,储层微观非均质性受岩矿组构和孔隙演化影响;不同厚度和构型的复合砂体,多样的矿物组分、孔隙结构,致密气的选择性充注,共同造成了苏里格地区致密储层的非均质性及含气性差异。复合砂体的高孔渗部位是致密气开采的甜点区,但是在优选有利区时不应只关注这些厚层的高孔渗砂体,也应关注规模小、非均质性稍强的透镜状砂体,需要充分考虑到储层非均质性对致密气成藏的影响。 展开更多
关键词 苏里格气田 非均质性 砂体构型 复合砂体 有利区优选
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黔北地区五峰组—龙马溪组海相页岩储层非均质性特征及其控制因素 被引量：4
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作者 李一鸣 刘达东 +9 位作者 冯霞 赵福平 陈祎 王奕松 林瑞钦 杜威 范青青 宋岩 姜振学 张子亚 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期780-798,共19页
【研究目的】页岩非均质性是其自身固有属性,研究页岩的微观非均质性特征对明确页岩气富集机制研究及优质储层段优选具有重要的指导意义。【研究方法】本文以黔北地区五峰组—龙马溪组海相页岩为研究对象,通过XRD、低温N_(2)吸附、高压... 【研究目的】页岩非均质性是其自身固有属性,研究页岩的微观非均质性特征对明确页岩气富集机制研究及优质储层段优选具有重要的指导意义。【研究方法】本文以黔北地区五峰组—龙马溪组海相页岩为研究对象,通过XRD、低温N_(2)吸附、高压压汞等实验方法,重点分析了研究区海相页岩的宏观与微观孔隙结构非均质性特征。【研究结果】黔北地区五峰组—龙马溪组页岩主要发育硅质页岩岩相,其次为混合质页岩、黏质页岩岩相;不同岩相页岩在总有机碳含量、矿物组分、微观孔隙结构特征等方面具有较强的非均质性。采用N_(2)吸附曲线FHH分形模型,及高压压汞岩石多孔结构分形理论,计算得到N_(2)吸附低压分形维数D_(1)(0<P/P_(0)<0.45)为2.5351~2.6722,高压分形维数D_(2)(0.45<P/P_(0)<1)为2.8311~2.9113,另外,高压压汞分形维数D_(Hg)为2.0904~2.3736,表明黔北地区五峰组—龙马溪组不同孔径范围内孔隙结构均具有较强的非均质性,分形维数越大,则页岩储层孔隙结构越复杂,对页岩气的吸附作用越强。同时,不同类型孔隙分形维数与TOC、矿物组分、孔隙结构参数等影响因素之间的相关性存在明显差异。分形维数D_(Hg)与矿物含量之间相关性较强,表明宏孔孔隙分形特征主要受矿物组分的控制;分形维数D_(1)、D_(2)与页岩TOC含量及孔隙比表面积参数之间呈现良好相关性,表明微孔和中孔孔隙非均质性的主要影响因素为有机碳的富集程度与有机质孔的发育规模。【结论】综合分析发现,硅质页岩具有高TOC含量、高脆性矿物含量、高分形维数的特征,证明硅质页岩为黔北地区五峰组—龙马溪组优质页岩岩相,其次为混合质页岩岩相;同时有机质含量越高,则该岩相在具备优质生烃条件的同时,也具备良好的开发开采条件。该研究可为指导黔北地区海相页岩储层有利开发层段的优选提供理论和实践支撑。 展开更多
关键词 页岩气 五峰组 龙马溪组 非均质性 孔隙结构 分形维数 油气勘查工程
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