页岩力学参数各向异性对井壁应力的影响

页岩具有较明显的强度和弹性各向异性,在横观各向同性和连续均匀线弹性地层介质的基础上,建立了各向异性页岩地层的井壁应力计算模型,采用Matlab软件编制了数值解的求解程序,分析了在3种不同断层应力状态下页岩力学参数对井壁应力的影响规律。结果表明:在各向异性页岩地层中,断层的地应力状态会明显地影响井壁应力场的分布形态,尤其是在地应力极值附近;在3种断层应力状态中,正断层地应力状态下井壁应力分布的非均匀性最大;岩石的弹性模量各向异性度会造成水平井井壁应力的二次分布,而泊松比各向异性度对水平井井壁应力分布没有影响;弹性模量各向异性度对井壁应力的影响在其最大值和最小值附近呈现出相反的规律。     

川东南丁山构造龙马溪组页岩裂缝发育与分布

受晚燕山期古构造应力场制约,川东南丁山构造发生断裂褶皱变形,使得天然剪性构造裂缝成为控制该区龙马溪组页岩垂向封闭性的主要因素。为此,从制约构造裂缝的直接原因———构造作用出发,对研究区页岩裂缝进行预测。首先厘定该区构造演化时序与变形特征,并对影响裂缝发育的晚燕山期两幕最大主应力进行模拟,在该基础上,依据岩石破裂系数和泥页岩裂纹扩展与演化阶段的划分标准,预测裂缝的发育类型与分布。结果表明,贯通裂纹以及断层主要分布于鼻状构造转折部位,对储层物性起改善作用,萌生和发展阶段裂缝分布于鼻状构造的 NE 和 SW 两侧。     

热流固耦合作用下页岩渗透特性实验

为探讨地温对页岩渗流特性的影响规律,按照温度对页岩作用部位的不同,从流体动能、骨架应变、吸附解吸三个方面,分析甲烷内摩擦力对动能的影响、页岩热应力及热膨胀导致应变、甲烷解吸引起基质收缩随温度变化的规律,得出热流固耦合作用下页岩渗流特性。以渝东南酉阳龙马溪组页岩样品为分析对象,进行页岩型岩的温度渗流实验,提出三方面五因素的分析方法：温度增加,流体内摩擦力增大减小了流动速度;粘土矿物与有机质的差异性膨胀产生热应力,压缩了页岩骨架,加之基质热膨胀减小了基质间隙,双重作用使渗流通道减小;基质收缩效应对孔隙裂隙双重结构介质渗透量影响很小。温度升高对页岩渗流特性的主要影响体现为,内摩擦力的减速作用及热应力和热膨胀对渗流通道的压缩作用。     

青海东昆仑八宝山盆地高原含气泥页岩储层关键参数评价

青海东昆仑八宝山盆地三叠系八宝山组为一套高原陆相碎屑岩及火山岩沉积,目前对于高原陆相泥页岩缺少有效的测井评价方法。参考传统页岩气评价思路,挖掘研究区重点井常规及成像测井响应特征与岩心实验数据的关系,对储层关键参数进行评价：(1)基于常规测井曲线,利用相关性分析优选9个岩性敏感因子,通过最优化算法求取6种主要矿物含量;(2)利用基于常规曲线的多元线性回归、电阻率-声波时差重叠、体积模型、铀含量计算等多方法进行总有机碳含量(w(TOC))计算及方法优选;(3)基于矿物体积模型进行变骨架的基质孔隙度计算、利用微电成像进行裂缝拾取及裂缝参数评价、利用PoroTex图像处理技术刻画溶蚀孔缝发育程度、基于阵列声波波场分离技术进行斯通利波界面反射、幅度衰减计算及渗透率反演;(4)岩心实验刻度测井,优选关键地质参数,构建吸附气、游离气及总含气量计算模型;(5)基于阵列声波岩石力学静态转换参数及矿物体积模型,优选适宜研究区的岩石脆性及可压裂性评价方法。结果表明,基于测井的储层关键参数多方法优选结果取得了较高的精度,建立的研究区储层品质评价标准解决了八宝山盆地高原含气泥页岩储层评价的难题,取得了较好的应用...     

紫色页岩丘岗地芦竹丰产栽培技术

紫色页岩广泛分布于我国亚热带地区的湖南、江西、浙江、四川等省。我省主要分布于衡阳盆地及流水谷地,其它各丘陵盆地亦有分布,面积131．8万hm2,占全省总面积的6．22％。紫色页岩地区属丘岗地貌,山峦起伏不大,部分地区岩石裸露,岩层分明,侵蚀沟密度大,水土流失严重,生态环境恶化,俗称"红色沙漠",是难造林地之一。我省林业科技工作者经多年研究,选择出适宜在紫色页岩地区生长且经济价值较好的优良竹种──芦竹。芦竹（Arundodonaxlinn）属禾本科多年生常绿植物,江南各地河岸、道旁均有野生分布。丛生,一年内多次发笋,杆粗壮…     

湿地填料的磷吸附特性及潜流人工湿地除磷效果研究

采用现场采样及室内试验方法,研究了钢渣、页岩、砾石和棕色土壤等湿地填料对磷的等温吸附特性及由页岩和钢渣构建的潜流湿地对磷的去除效果。结果表明,用Langm uir方程能很好地描述钢渣、页岩、棕色土壤和砾石对磷的等温吸附过程。钢渣、页岩、棕色土壤和砾石的磷最大吸附量分别为2500.00、666.67、2.55和0.54m g·kg-1,按吸附量大小依次为钢渣>页岩>棕色土壤>砾石。钢渣在0～20、0～50、0～100、0～150、0～300m g·L-1起始磷浓度系列内的吸附常数(a)和最大吸附量(b)差异较大,钢渣的最大磷吸附量提高了6.5倍(从384.62m g·kg-1到2500m g·kg-1),同时吸附常数减小了32.5倍(从2.6到0.08)。当潜流湿地水力停留时间(H RT)为0.95d运行时,湿地平均进水总磷浓度为2.774m g·kg-1,平均出水总磷浓度为0.211m g·kg-1,平均磷去除率为91.52%。     

一种耐高温强吸附型高效页岩抑制剂的制备及机理研究

针对目前页岩储层开采过程中存在的井壁失稳问题,通过分子结构设计,以二乙烯三胺、丙烯酸甲酯、缩水甘油三甲基氯化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为单体,甲醇为反应溶剂,制得一种耐高温、强吸附型高效页岩抑制剂(HBP-NTK)。通过线性膨胀、岩屑滚动回收、抑制造浆等实验评价HBP-NTK的抑制性能,结果表明,与同类型超支化结构抑制剂相比,HBP-NTK能更加有效抑制膨润土的水化分散与膨胀,并表现出优异的耐温性,与现场钻井液体系适配性良好。所提出的机理表明,HBP-NTK分子结构中的强吸附基团胺基和硅氧基能够吸附插层在黏土晶片间,依靠分子链的桥连和锚固作用,将黏土颗粒牢固束缚在一起,有效防止黏土的水化分散;分子结构中的NH⁺₄嵌入黏土网状结构中进行离子交换压缩扩散双电层,与外层吸附包裹在黏土颗粒表面的胺基、硅氧基分子链形成内部抑制水化膨胀、外部抑制水化分散的协同抑制机制,有效减弱了黏土的水化膨胀与分散。     

典型黑色岩系分布区土壤重金属污染与生物有效性研究

风化作用条件下,黑色页岩富含的重金属元素释放到环境中,会引起土壤重金属污染。运用生态地球化学的分析手段,对发育于浙江寒武系黑色页岩地层(荷塘组)土壤的重金属污染现状、来源、分布特征及其生物有效性进行系统研究。结果表明,研究区土壤重金属Cd、As、Cu、Zn和Hg均存在超标现象,超标率分别为67.81%、7.81%、7.18%、4.68%和1.87%;而Se、Ni、Pb和Cr等未超标;对黑色页岩和土壤重金属分布特征进行分析可知,超标土壤分布区域与黑色页岩发育区域基本吻合,土壤中Cd、Cu、Se、Ni、Zn等重金属主要来源于黑色页岩风化释放;土壤重金属的生物有效性因来源不同而差异显著,其生物可利用率顺序为CdZnSeNiAsPbCuCr;Cd等元素的高生物可利用率对当地生态环境产生潜在的危险。