1、 毕业论文 （本 科 生） 论文题目（中文） 四川盆地冷水剖面五峰 -龙马溪组泥岩吸水 实验及孔隙度研究 论文题目（外文） The research of the water absorption experiment and porosity of the shale in Wufeng-Longmaxi group of Sichuan basin Lengshui section 学 生 姓 名 侯美红 导师姓名、职称 张同伟 教授 学生所属学院 地质科学与矿产资源学院 专 业 地质学 年 级 2012 级 兰州大学教务处 诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师
2、的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均 已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 日 期： 关于毕业论文 （设计） 使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。 本人完全了解兰州大学有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的 纸质版 和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将 本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保
3、存和汇编本毕业论文。 本人离校后发表、使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。 本毕业论文研究内容： 可以公开 不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。 （请在以上选项内选择其中一项打“ ”） 论文作者签名： 导师签名： 日 期： 日 期： 论文题目（中文） 四川盆地冷水剖面五峰 -龙马溪组泥页岩吸水实验及孔隙度研究 中文摘要 富有机质泥页岩的孔隙系统为页岩气、页岩油的保存提供了空间，孔隙连通性是决定页岩油气产量的重要因素。由于富有机质泥页岩具有极强的非均质性，孔隙的连通程度在不同大小的尺度上是不同的，这直接决定了页岩中气体的流通方式，以
4、及后期开采的效果。为了研究四川盆地志留系龙马溪组页岩孔隙的特征，本文主要采用岩石小柱体吸水模拟实验方法，研究了影响富有机质泥页岩吸水量的主要控制因素，同时建立 数学模型来表征四川盆地志留系龙马溪组泥页岩的吸水规律，并提出了吸水实验对泥页岩孔隙连通性的指示意义，这 为探讨泥页岩孔隙的连通性提供了方法和手段 。 关键词： 泥页岩；孔隙；连通性；吸水性 TITAL OF DISSERTATION The research of the water absorption experiment and porosity of the shale in Wufeng-Longmaxi group of S
5、ichuan basin Lengshui section Abstract The pore system of organic-rich shale provides space for the preservation of shale gas and oil. The connectivity of pore is a key factor in determining the production of shale gas and oil. The pores connectivity of shale, which determines the circulation way of
6、 shale gas and the effects of exploitation, is different at different scales due to its strong heterogeneity. Based on the theory of imbibition, this paper desires to deeply understand the regular pattern of shales imbibition of Silurian Longmaxi formation in Sichuan basin through laboratory experim
7、ents and mathematical simulations. It provides theoretical method for researching the connectivity of pore. Keywords: Shale; Porosity; Connection; Imbibition 目 录 中文摘要 . I 英文摘要 . II 第一章 绪论 .错误 !未定义书签。 第二章 样品的选取和实验方法 .4 2.1 样品基本特征 . 4 2.2 吸水实验的方法及步骤 . 35 第三章 实验数据分析与处理 . 60 3.1 TOC 含量与泥页岩饱和吸水量的关系 . 60
8、3.2 黏土矿物的含量与泥页岩饱和吸水量的关系 . 63 3.3 泥页岩的 BET 比表面积以饱和吸水量的关系 . 60 3.4 不同粒径大小的相同样品的吸水曲线特征 . 63 3.5 泥页岩的吸水量与吸水时间及柱体体积之间的关系 . 60 3.6 吸水曲线特征与吸水过程函数 . 63 第四章 讨论与结论 . 60 参考文献 . 68 论文（设计）成绩 . 24 兰州大学本科生毕业论文 论文题目 第一章 绪论 页岩气，一种以游离或吸附状态保存于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，其保存和运移均受储层孔隙系统的影响，所以孔隙连通性的表征对页岩气水平井层位选取、资源潜力评价和油气渗流能力计算具有重要意
9、义。然而，页岩层或泥岩层的 原生孔隙系统一般由十分微小的孔隙组成，连通性很差，孔隙大小一般小于 2m，有机质的孔喉一般为 20100nm。但具有极大的内表面积，这些内表面积可以吸附和存储大量的气体。据统计，有平均 50%左右的页岩气储存在页岩基质孔隙中。因此，孔隙连通性是决定页岩油气产量的关键因素。目前，对页岩孔隙的研究，主要有以下几种方法： SEM 成像、压汞法、 He 气孔隙度测量、 N2低温吸附 /解析等，但由于成本高、过程复杂或准确度不够等原因都存在一定局限性。本文设计了岩石小柱体吸水模拟实验：通过在恒定温度和湿度条件下测量岩石小柱体的吸水量 ，分析了样品 TOC 含量、黏土矿物含量、
10、样品粒径、 BET比表面积与 泥页岩吸水量的关系，探讨了影响四川盆地冷水剖面五峰 -龙马溪组泥页岩吸水的主控因素 ,同时建立数学模型来表征四川盆地志留系龙马溪组泥页岩的吸水规律，这 为研究泥岩的孔隙连通性、有效孔隙度和压裂液在岩石中的渗透等提供了新的实验手段和研究思路 1。 兰州大学本科生毕业论文 论文题目 第二章 样品的选取和实验方法 2.1 样品基本特征 四川盆地位于扬子地台西北缘，呈北东向菱形展布，盆地周边为环绕盆地的相连山脉。自古生代至中、新生代以来，四川盆地经过复杂的地质构造过程，完成了克拉通盆地到前陆盆地的演化，是一个海陆相复杂叠合的盆地 。长宁县位于四川盆地川南褶皱区南缘，地质构
11、造属川南褶皱带东西向构造体系 “川黔右坳陷 ”范围 2。本文中的样品采自四川省长宁县双河镇上奥陶统五峰组 -下志留统龙马溪组新鲜露头剖面。为排除偶然因素，在探究泥页岩饱和吸水量主控因素时，也采用了重庆石柱县下志留统龙马溪组露头剖面样品（石柱剖面和黔浅 1 井位于川东北地区志留系龙马溪期沉积中心）。 实验中样品有机质含量较大，平均为 3.96%；成熟度较高，已达到过 -高成熟阶段；脆性矿物含量为 37.1%71.2%，粘土矿物含量为高，脆性矿物含量丰富3。实验样品为新鲜页岩， 用装有空心钻头的钻床钻取一定直径的岩石柱体，或用研钵将新鲜样品磨成一定目数大小，经过再放入 110 的烘箱中干燥 12
12、小时后，用于实验。 2.2 吸水实验的方法及步骤 该实验主要是将一定形态的样品烘干后，放入到玻璃干燥皿中，在干燥皿底部放入过饱和乙酸钾溶液，以提供稳定的湿度，每隔一段时间测量其质量变化，吸水实验完成后将样品进行处理，再用比表面积及孔径测试仪分析样品比表面积与孔径大小，来与吸水结果进行对比分析，得出结论。 吸水实验步骤如下： （ 1） 选取新鲜的龙马溪组页岩样品，将其表面擦拭干净（不可用水洗）后，按实 验要求将样品钻成一定直径的柱体或是用研钵磨成一定目数的粉末，放入110 的烘箱烘 12 小时以上，然后放入有干燥剂的干燥皿中进行冷却，待冷却后进行第一次称重。 （ 2） 配置乙酸钾的过饱和溶液并置
13、于干燥皿底部，以提供一个恒定湿度的环境，再在其中放入温湿度计，并用凡士林进行密封处理。 （ 3） 待干燥皿中的温湿度计稳定后记录读数，并将称完质量的干燥样品放入其中，密封后开始吸水实验。 兰州大学本科生毕业论文 论文题目 （ 4） 每隔一定时间，将温湿度计读数记录后，取出样品进行称重并记录，然后迅速将样品放入干燥皿中继续吸水，直至样品重量不再增加后（吸水后期 ，样品吸水量增加很少，可以每隔 24 小时进行一次测量），停止实验。 （ 5） 将实验数据处理后，绘制页岩样品吸水量 -时间曲线。 兰州大学本科生毕业论文 论文题目 第三章 实验数据分析与处理 在平均温度为 30.81 和平均 相对湿度为
14、 70.2%的条件下，选取了 6 块长宁剖面龙马溪组岩心样品、 6 块黔浅 1 井龙马溪组岩心样品和 5 块石柱剖面龙马溪组岩心样品开展吸水实验（直径均为 1cm、长均为 1cm 的小柱体 )，样品经重量均一化后的吸水结果分别见表 3.1、表 3.2、表 3.3。 表 3.1 长宁剖面龙马溪组岩心样品随时间 吸水结果 （ mg/g rock） 样品编号 CN-SH-11(10)- 时间 /min 温度（ ） 湿度（ %） 51 58 2 7 30 40 0 31.1 71.1 0 0 0 0 0 0 1 31 55 2.6694 2.5895 1.0223 0.6698 1.8014 1.30
15、13 2 31.7 58.9 4.2551 3.7224 1.7265 1.1570 3.0962 2.7557 3 31 61.1 5.5195 4.6530 2.3172 1.5223 4.2221 3.7317 4 31.4 61.3 6.3224 5.2600 2.8170 1.8268 5.1603 4.8799 5 30.8 61.8 6.9847 5.7657 3.2940 2.1312 5.8922 5.5880 6 31.2 69.9 8.1890 6.5952 3.9301 2.5575 6.9430 6.6022 7 30.8 69.7 8.9316 7.0403 4.3
16、618 2.8620 7.7687 7.3677 8 30.9 68.4 9.4133 7.2426 4.7025 3.0446 8.2753 7.9035 9 30.7 67.9 9.8348 7.5056 5.0433 3.3288 8.7632 8.3054 10 30.7 68.4 10.1359 7.5460 5.3613 3.5318 9.1385 8.6499 11 31 68 10.3366 7.6269 5.5203 3.5521 9.4763 8.9561 13 30.8 74 11.3803 8.3148 6.3609 4.0798 10.7148 10.3531 15
17、30.8 74 11.8018 8.5171 6.8380 4.3437 11.3340 10.8889 22 30.5 79.4 13.7487 9.6095 8.9507 5.5615 13.8673 13.7020 30 30.4 79.3 13.8892 9.7309 9.9730 5.9878 14.1675 13.9891 38 30 78 13.8089 9.6500 10.5409 6.0893 14.2988 n 48 30.7 80 14.3307 9.9535 11.1543 6.3125 14.8430 14.6972 59 30.2 79 14.6117 9.9130
18、 11.4950 6.2922 14.8055 14.5632 82 30.5 79 14.3909 9.7714 11.3587 6.2314 14.7117 14.4867 平均值 30.81 70.21 9.5277 7.0504 5.8384 3.5541 8.9640 8.3538 表 3.2 黔浅 1 井龙马溪组岩心样品随时间吸水结果 （ mg/g rock） 样品编号 QQ1#- 兰州大学本科生毕业论文 论文题目 时间 /min 温度（ ） 湿度（ %） 45 9 40 5 1 11 0 31.1 71.1 0 0 0 0 0 0 1 31 55 0.2534 0.5421 0.
19、1787 0.1841 0.3244 0.3533 2 31.7 58.9 0.6056 1.1440 0.2681 0.4787 0.8650 0.8739 3 31 61.1 0.8791 1.6264 0.3576 0.6997 1.3335 1.3015 4 31.4 61.3 1.1331 1.9478 0.4827 0.9574 1.8200 1.6920 5 30.8 61.8 1.3089 2.3895 0.6615 1.1969 2.2706 2.0638 6 31.2 69.9 1.6800 3.0722 0.7151 1.3810 2.7931 2.4914 7 30.8
20、 69.7 1.8559 3.4738 0.8045 1.5651 3.2436 2.8075 8 30.9 68.4 2.0707 3.7750 0.9296 1.7124 3.58603 3.1050 9 30.7 67.9 2.2270 4.1163 0.9832 1.8413 3.8203 3.3095 10 30.7 68.4 2.4419 4.4175 1.0190 1.9149 4.0545 3.4582 11 31 68 2.4810 4.6183 1.0547 2.0622 4.3428 3.6813 13 30.8 74 3.0671 5.4818 1.3586 2.559
21、4 5.2078 4.4808 15 30.8 74 3.2038 6.0038 1.4480 2.8172 5.7124 4.8527 22 30.5 79.4 4.6103 8.3733 2.0380 4.0140 7.9469 6.7120 30 30.4 79.3 5.2745 9.6383 2.3955 4.6401 8.7578 7.5115 38 30 78 5.7824 10.5017 2.7531 5.1740 9.2624 8.1436 48 30.7 80 6.1145 11.3250 3.0570 5.8737 9.5507 8.6642 59 30.2 79 6.15
22、37 11.4857 3.1464 6.1868 9.4966 8.6828 82 30.5 79 6.1927 11.4656 3.2180 6.4078 9.5327 8.7015 平均值 30.81 70.21 2.8668 5.2700 1.3435 2.5834 4.6961 4.1444 表 3.3 石柱剖面龙马溪组岩心样品随时间吸水结果 （ mg/g rock） 样品编号 SH-WF- 时间 /min 温度（ ） 湿度（ %） 2.84 2.34 4.81 4.01 7.76 0 31.1 71.1 0 0 0 0 0 1 31 55 1.0349 0.8594 0.9888 1
23、.4253 0.6909 2 31.7 58.9 1.5829 1.5278 1.7837 2.4944 1.1990 3 31 61.1 1.9887 2.0243 2.4429 3.4377 1.7274 4 31.4 61.3 2.2729 2.4063 3.0634 4.1504 2.2152 5 30.8 61.8 2.5976 2.8264 3.5287 4.8211 2.6013 6 31.2 69.9 3.1455 3.2848 4.2655 5.7015 3.1093 7 30.8 69.7 3.3890 3.6094 4.6727 6.2675 3.4548 8 30.9 68.4 3.6326 3.9914 5.0798 6.6448 3.7597 9 30.7 67.9 3.7949 4.0869 5.2543 6.9592 3.9629 10 30.7 68.4 4.0790 4.3734 5.5064 7.1269 4.1051 11 31 68 4.1805 4.4879 5.7972 7.4414 4.3693
