孔隙结构特征 [自动保存的]
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混凝土孔隙结构特征分析标准一、前言混凝土是建筑中最基本、最重要的材料之一,而混凝土的性能直接受孔隙结构的影响。
因此,混凝土孔隙结构的分析和评估是混凝土性能研究的重要方向之一。
本文旨在提供一个全面的混凝土孔隙结构特征分析标准,以帮助相关领域的专业人士更好地进行混凝土孔隙结构的分析和评估。
二、混凝土孔隙结构的定义与分类混凝土孔隙结构是指混凝土中存在的各种孔隙,包括大孔、中孔、小孔和微孔等。
它们的形态、分布、大小和连通性等特征决定了混凝土的物理性能和力学性能。
根据孔隙的尺寸分类,混凝土孔隙结构可以分为:1.大孔隙:孔隙尺寸大于100 μm,通常由骨料间的空隙或气泡形成。
2.中孔隙:孔隙尺寸在10 μm ~ 100 μm之间,通常由水化产物的沉淀或水泥颗粒的凝聚形成。
3.小孔隙:孔隙尺寸在0.1 μm ~ 10 μm之间,通常由水化产物微晶或胶体物质形成。
4.微孔隙:孔隙尺寸小于0.1 μm,通常由水化产物的孔隙或氧化物的颗粒形成。
三、混凝土孔隙结构的特征分析方法混凝土孔隙结构的特征分析方法包括传统的实验方法和现代的非破坏性检测方法。
传统的实验方法包括显微镜观察、水分析法、压汞法、气体吸附法等。
现代的非破坏性检测方法包括X射线衍射、核磁共振、电子探针等。
1. 显微镜观察法显微镜观察法是一种直接观察混凝土孔隙结构的方法。
通过显微镜观察混凝土切片或薄片,可以得到混凝土孔隙的分布、形态和大小等信息。
常用的显微镜有光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等。
2. 水分析法水分析法是一种间接测量混凝土孔隙结构的方法。
通过测量混凝土试样在水中的浸泡、吸水和干燥过程中的重量变化,可以计算出混凝土孔隙率、孔隙分布和孔隙形态等信息。
该方法适用于孔隙率较高的混凝土。
3. 压汞法压汞法是一种直接测量混凝土孔隙结构的方法。
该方法利用汞的表面张力和压力,通过测量汞的渗透压力和压缩量来计算混凝土孔隙率、孔隙分布和孔隙形态等信息。
混凝土中微观孔隙结构的特征与分析一、引言混凝土是现代建筑中最重要的材料之一,其广泛应用于各种建筑和结构中。
混凝土的性能与其微观结构密切相关,其中微观孔隙结构是影响混凝土性能的重要因素之一。
本文将深入探讨混凝土中微观孔隙结构的特征与分析。
二、混凝土中微观孔隙结构的分类混凝土中的孔隙结构可以分为以下几类:1.宏观孔隙:宏观孔隙是指可以肉眼或显微镜直接观察到的孔隙,其直径一般在0.1mm以上。
2.中观孔隙:中观孔隙是指直径在10μm~0.1mm之间的孔隙,需要显微镜才能观察到。
3.微观孔隙:微观孔隙是指直径在10nm~10μm之间的孔隙,需要电子显微镜才能观察到。
4.纳米孔隙:纳米孔隙是指直径小于10nm的孔隙,需要高分辨率电子显微镜才能观察到。
三、混凝土中微观孔隙结构的特征混凝土中微观孔隙结构的特征主要包括孔隙度、孔隙分布、孔隙形状和孔隙连通性等。
1.孔隙度:孔隙度是指混凝土中孔隙体积与总体积之比。
孔隙度越大,混凝土的密实性越差,抗压强度和耐久性也会降低。
2.孔隙分布:孔隙分布是指孔隙在混凝土中的分布情况。
孔隙分布均匀的混凝土抗压强度和耐久性更好。
3.孔隙形状:孔隙形状是指孔隙在混凝土中的形状。
孔隙形状不规则的混凝土抗压强度和耐久性较差。
4.孔隙连通性:孔隙连通性是指孔隙之间的连通情况。
孔隙连通性好的混凝土易受侵蚀和损坏。
四、混凝土中微观孔隙结构的分析方法混凝土中微观孔隙结构的分析方法主要包括显微镜观察、压汞法和气体吸附法等。
1.显微镜观察:显微镜可以观察到混凝土中的宏观孔隙和中观孔隙,但无法观察到微观孔隙和纳米孔隙。
2.压汞法:压汞法可以测量孔隙的大小、分布和连通性等参数,适用于孔隙直径在10nm~100μm之间的混凝土。
3.气体吸附法:气体吸附法可以测量孔隙的大小和分布等参数,适用于孔隙直径小于10nm的混凝土。
五、混凝土中微观孔隙结构对混凝土性能的影响混凝土中微观孔隙结构对混凝土性能的影响主要包括抗压强度、耐久性和渗透性等。
基于分形理论的混凝土孔隙结构特征分析一、引言混凝土是广泛应用于建筑领域的材料,其孔隙结构对其力学性能和耐久性能有着重要的影响。
因此,研究混凝土孔隙结构特征对于混凝土的性能提升和优化具有重要意义。
近年来,分形理论在混凝土孔隙结构研究中得到了广泛应用,本文将基于分形理论对混凝土孔隙结构特征进行分析。
二、分形理论简介分形理论是指研究自然界中各种自相似现象的数学理论,其重要性在于可以用来描述各种复杂的物理现象。
分形的特点是具有自相似性、非整数维度等特征。
三、混凝土孔隙结构特征分析1. 混凝土孔隙结构的种类混凝土孔隙结构主要分为孔洞、毛细孔和裂缝三种类型。
其中,孔洞是由于混凝土中添加的粗骨料或气泡引起的空隙;毛细孔是由于混凝土中的胶凝材料在干燥过程中收缩所形成的空隙;裂缝则是由于混凝土中存在的应力引起的。
2. 混凝土孔隙结构的分形特征混凝土孔隙结构具有分形特征,其孔隙结构的分形维数可以用于描述其结构复杂度。
研究表明,混凝土孔隙结构的分形维数一般在1.5~2.5之间。
3. 分形理论在混凝土孔隙结构研究中的应用分形理论在混凝土孔隙结构研究中得到了广泛应用。
研究表明,分形维数可以用于描述混凝土孔隙结构的复杂度,并可以用于预测混凝土的力学性能和耐久性能。
此外,分形理论还可以用于混凝土的结构设计和材料优化等方面。
四、混凝土孔隙结构的优化设计1. 优化孔隙结构的方法优化混凝土孔隙结构的方法主要包括两种:一种是通过改变混凝土配合比和成分来调节孔隙结构;另一种是通过添加特殊的添加剂来调节孔隙结构。
2. 添加剂的应用添加剂是优化混凝土孔隙结构的一种重要手段。
例如,使用高效减水剂可以降低混凝土水灰比,从而减少孔隙结构的数量和大小;使用微细矿物粉可以填充混凝土中的孔隙结构,从而提高混凝土的密实度和强度。
五、结论分形理论可以用于描述混凝土孔隙结构的复杂度,并可以用于预测混凝土的力学性能和耐久性能。
优化混凝土孔隙结构的方法主要包括改变混凝土配合比和成分以及添加特殊的添加剂。
煤体孔隙结构特征及其对含气性的影响
煤体孔隙结构特征是指煤体内部的孔隙及其型态。
它主要包括比表面积、孔隙率、孔径分布等指标,影响煤体含气量大小。
1. 比表面积:比表面积指单位质量煤样中孔隙表面总积与其质量之比,它是衡量煤体孔隙结构的重要参数,比表面积越大,孔隙结构越松散,空气的进入和煤中气态物质的扩散更加方便,煤体的含气性也就越好。
2. 孔隙率:孔隙率指煤体总孔隙体积与其实体体积之比,孔隙率越高,孔隙性越好,空气的进入和煤中气态物质的扩散也就越方便,煤体的含气性也就越好。
3. 孔径分布:孔径分布反映了煤体内部孔隙的大小,有利于气体流动的孔隙一般在0.02~0.2μm范围内,如果煤体内部孔径较大,有利于气体的进入,同时也有利于煤体的含气性。
油气田沉积演化与储层孔隙结构特征分析油气田储层是油气勘探开发的关键,而储层孔隙结构是影响储层物性的重要因素。
本文将以油气田沉积演化与储层孔隙结构特征分析为主题,探讨油气田储层的形成、演化和孔隙结构特征,为油气勘探开发提供理论依据。
一、油气田沉积演化油气田的形成离不开地质年代学和沉积学的理论和方法。
沉积演化过程中,岩石的物理、化学和结构特征都在发生变化,直接影响了储层性质和孔隙结构。
油气田的沉积演化可以分为盆地发育、岩石沉积、成岩作用、油气生成和运移等阶段。
在盆地发育过程中,盆地的地貌造成不同的剖面形态和沉积条件,决定了不同区域的岩相类型、沉积速率和流变特征。
岩石沉积阶段可以分为物质输入、物质分散、沉降沉积、作用改造等不同的过程。
成岩作用包括压实、嵌布、碳酸化、泥岩压溶和流体作用等,通过改变岩石物理和化学特征,直接影响了储层孔隙结构和渗透性。
油气生成阶段,有机质经过成熟作用和热解反应释放出烃类物质,被储存在孔隙中。
油气运移和富集阶段,主要是液体和气体在物理和化学条件下的分布和迁移,富集在有效的储层中形成油气藏。
二、储层孔隙结构特征储层孔隙结构特征直接影响储层性质和储层渗透性,因此是油气田勘探开发中非常重要的因素。
储层孔隙可以分为主孔隙和次生孔隙等,其中主孔隙是沉积过程中原生形成的孔隙,多数情况下是天然形成的,对于储层渗透性的影响最大。
次生孔隙是在成岩变质过程中形成的,对于储层物性的影响较小。
主孔隙结构特征主要包括储层孔隙度、储层孔径和储层孔隙形态等。
储层孔隙度是指储层中孔隙空间的占比例,是指储层孔隙的数量和分布。
孔隙度越大,储层的渗透性越好。
储层孔径是指储层中孔隙的大小分布,大孔径的储层渗透性相对较好。
储层孔隙形态是指储层中孔隙空间的形态特征,如孔洞口径、孔洞形状、孔壁构造等。
孔洞口径越大,其渗透性能越好。
在储层孔隙结构特征中,孔隙度是最重要的一个因素。
孔隙度的大小直接影响储层孔隙体积和渗透性,其大小的变化,会影响储层物性。
4 储层孔隙结构特征(图版314~744)4.1 储层孔隙类型(图版314~343)本区孔隙按成因分为三大类:即原生孔隙、次生孔隙、微裂缝等。
4.1.1 原生孔隙:包括原生粒间孔、部分粒内孔及微孔隙原生粒间孔隙:由于长期的压实作用及成岩致密化过程,保存的原生粒间孔隙已较少,一般小于2.5%,平均不足1%。
榆林地区山2储层较发育,最高可达9%。
孔径200~300μm左右,形态较简单,以三角形、四边形及多边形为主。
原生粒内孔:主要存在于燧石或粉砂岩岩屑中,并在成岩过程中有溶蚀扩大的现象,形态不规则,大小5~20μm左右,面孔率较低,一般不高于0.5%。
微孔:指存在于粘土杂基微粒之间的孔隙,孔径一般小于0.5μm,是该区主要的储集空间之一,对孔隙度的贡献,均在60%~70%以上,部分层段甚至达到90%以上。
4.1.2 次生孔隙:次生孔隙类型较多,有岩屑溶孔、长石溶孔、长石铸模孔、杂基溶孔、高岭石晶间孔等。
长石溶孔及铸模孔:在深埋酸性介质条件下,长石等铝硅酸盐矿物由于介质条件的变化,变为不稳定矿物,常形成梳状、蜂窝状孔隙,部分呈铸模孔,苏里格地区及南部陕99井区此类孔隙较常见。
其面孔率最高可达2.5%(榆16井,1987m),孔径最大可达1000~5000μm,大小不均。
岩屑溶孔:多见于中酸性喷发岩、片岩、部分粉砂岩岩屑及少量片麻岩岩屑,是本区最常见的一类储集空间,溶孔中残余有大量粘土矿物,并有析出的自形石英等。
最高面孔率可达4%,形态不规则状,孔径大小不等,大者可达300~3000μm,小者仅数微米至十几微米,平均50~300μm。
杂基溶孔:松散堆积在孔隙中的杂基如火山灰等长期在酸性介质条件下发生溶蚀,此类孔隙是该区储层中较常见的孔隙,其孔径一般在数微米至200μm之间,形态不规则,常残余有杂基,面孔率最高可达5%,平均1.5%。
高岭石晶间孔:岩屑蚀变成因高岭石结晶差,晶间孔少,不足高岭石含量的1/10,孔径<1μm;孔隙沉淀成因的高岭石结晶良好,孔径较大,可达5~20μm,其面孔率约占高岭石总量的1/2~1/4,其面孔率最高可达2.8%。
第34卷 第2期2013年3月石油学报ACTA PETROLEI SINICAVol.34Mar. No.22013基金项目:国家自然科学基金项目(No.51274214)、教育部科学技术研究重大项目(No.311008)和油气资源与探测国家重点实验室自主研究课题(PRP/indep-3-1108)资助。
第一作者:杨 峰,男,1987年7月生,2009年毕业于西南石油大学,现为中国石油大学(北京)博士研究生,主要从事非常规油气开发方面研究。
Email:yangfeng227@163.com通讯作者:宁正福,男,1965年10月生,2002年获石油大学(北京)博士学位,现为中国石油大学(北京)教授、博士生导师,主要从事油气藏工程和非常规油气开发方面研究。
Email:nzf@cup.edu.cn文章编号:0253-2697(2013)02-0301-11 DOI:10.7623/syxb201302012页岩储层微观孔隙结构特征杨 峰 宁正福 胡昌蓬 王 波 彭 凯 刘慧卿(中国石油大学石油工程教育部重点实验室 北京 102249)摘要:为了研究页岩储层的微观孔隙结构特征,应用场发射环境扫描电子显微镜观察了页岩表面纳米级孔隙微观形态,并通过低温氮吸附法测定了页岩的氮气吸附等温线,同时结合高压压汞实验对页岩储层孔隙结构进行了深入研究。
研究结果表明:页岩储层孔隙处于纳米量级,孔隙类型可分为有机质纳米孔、黏土矿物粒间孔、岩石骨架矿物孔、古生物化石孔和微裂缝5种类型,其中有机质纳米孔和黏土矿物粒间孔发育最为广泛;页岩孔径分布复杂,既含有大量的中孔(2~50nm),又含有一定量的微孔(<2nm)和大孔(>50nm);孔径小于50nm的微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积,是气体吸附和存储的主要场所;页岩阈压非常高,孔喉分选性好,连通性差,退汞效率低,中孔对气体渗流起明显贡献作用,微孔则主要起储集作用。
关键词:页岩;纳米级孔隙;扫描电镜;氮气吸附;高压压汞中图分类号:P618.13 文献标识码:ACharacterization of microscopic pore structures in shale reservoirsYANG Feng NING Zhengfu HU Changpeng WANG Bo PENG Kai LIU Huiqing(Key Laboratory of Petroleum Engineering of the Ministry of Education,China University of Petroleum,Beijing102249,China)Abstract:Nanostructure morphology of shale reservoirs was investigated using a field-emission environmental scanning electron mi-croscope and adsorption-desorption isotherms were measured with low-temperature nitrogen adsorption experiments.Combined withhigh-pressure mercury injection,further investigation into characterization of pore structures in shale reservoirs was gained.Resultsshow that pores in shale reservoirs are generally in a nanometer grade,it can be classified into five types:organic nanopores,inter-particle pores between clay minerals,mineral pores in rock skeletons,apertures in palaeontologic fossils and microfractures,of whichthe most common ones are organic nanopores and interparticle pores between clay minerals.The pore-size distribution of shales arecomplex,which includes not only predominant mesopores(2~50nm),but also a certain amount of micropores(<2nm)and macro-pores(>50nm).Micropores and mesopores with a diameter less than 50nm amount to most of specific surface area and pore volumeof shale pores,and mainly are places for gas adsorption and storage.Shale is characterized by high threshold pressure,good-sortingpore throats,poor connectivity and low efficiency of mercury withdrawal.In addition,mesopores in shale apparently contribute a lotto gas percolation,while micropores in shale are mainly for gas storage.Key words:shale;nanopore;SEM;nitrogen adsorption;high-pressure mercury injection 近年来,随着非常规油气藏勘探开发的深入,页岩由于储集丰富的油气资源而突破了将其作为烃源岩或盖层的认识,页岩储层的孔隙结构也受到了广泛关注[1-3]。
陆相页岩油储层孔隙结构特征及其控制因素发布时间:2023-03-03T03:27:16.492Z 来源:《科技新时代》2022年20期作者:李林泽[导读] 页岩孔隙结构是页岩油富集机理的重要研究内容。
李林泽中国石化胜利油田勘探开发研究院,山东东营 257000摘要:页岩孔隙结构是页岩油富集机理的重要研究内容。
本文将中国不同盆地内陆相页岩油储层的孔隙结构特征进行对比,以期明确岩矿组分、裂缝构造等对孔隙结构的影响及作用机制。
原生孔隙、次生孔隙、微裂缝是陆相页岩的主要储集空间。
中低演化程度条件下,有机质含量与中孔孔体积、孔比表面积呈负相关关系。
层理缝、构造缝为宏孔提供了更多的孔体积。
关键词:陆相页岩油;矿物组构;孔隙结构;孔径分布引言页岩油作为重要的非常规能源战略接替阵地,勘探开发浪潮正在快速兴起[1]。
页岩储层具有复杂的油层物理特征,岩性、矿物组成、裂缝系统等对流体物性有重要影响,储层的孔隙结构表征与流体赋存动用密切相关,也是实现页岩油开发实践突破中的重要研究内容。
本文综合对比对比我国不同盆地、不同层系的陆相页岩油储层特征,旨在厘清孔隙结构的主控因素和作用机制,以期为后续开发效果提升提供借鉴。
1地质概况吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组全段含油,局部富集,为典型陆相页岩油储层[2]。
芦草沟组为陆相咸化湖盆沉积,具有碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩-膏盐混积、源储一体、频繁互层的特点,可分为上下两个甜点段,平均厚度分别为25m和38m,层段埋深3000-4000m。
岩性组合以陆源碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩碎屑岩混积为主,烃源岩有机质丰度高,成熟度介于0.8%-0.95%。
松辽盆地青山口组富有机质页岩形成于白垩纪晚期,分布在中央坳陷区和东南斜坡带,自下而上分为三段,青一段为深湖相泥页岩,青二段和青三段为半深湖-滨浅湖泥岩夹粉砂岩,TOC介于1.6%-3.84%,Ro介于0.8%-1.24%[3]。
济阳坳陷沙三段为还原性湖相沉积,发育深灰色泥岩夹粉砂岩、细砂岩,碳酸盐岩等细碎屑沉积,泥页岩厚度100-300m,有机质类型为I型和II1型,TOC介于2%-4%,Ro介于0.7%-1.0%,生油潜力良好。