Untersuchung und Anwendung mikroskopischer Eigenschaften von Schiefer unter Temperatureinfluss – am Beispiel der Longmaxi-Gruppe im südlichen Sichuan-Becken

WENG JIANQIAO ,  

HE SIYUAN ,  

LIN JING ,  

LI XIAWEI ,  

JIANG LU ,  

XU XIANG ,  

LIU GUOPING ,  

摘要

Die Temperatur ist ein wichtiger Faktor, der die Eigenschaften von Schiefern beeinflusst. Bei der Analyse von Bohrkernen muss eine geeignete Temperatur für die Vorbehandlung zum Trocknen der Proben verwendet werden. Um die Schadensmechanismen und den Prozess von Schiefer unter Temperatureinfluss zu klären, wurden in dieser Arbeit Kerproben aus tiefen Schieferlagerstätten der Longmaxi-Gruppe im südlichen Sichuan-Becken (im Folgenden als Süd-Sichuan-Gebiet bezeichnet) ausgewählt. Experimentelle Analysetechniken wie Gesteinspyrolyse, Röntgenbeugung, Argon-Ionen-Polieren kombiniert mit Rasterelektronenmikroskopie, Stickstoffadsorption und Heliumporositätsmessung wurden eingesetzt, um die mineralische Zusammensetzung, organische Bestandteile, Porentypen und Rissarten, Porengrößenverteilung sowie die Porosität und andere physikalische Eigenschaften des Reservoirs zu untersuchen. Weiterhin wurden die Veränderungen der mikroskopischen Eigenschaften von Schiefer in verschiedenen Temperaturbereichen zusammengefasst. Basierend auf der Analysegeschwindigkeit und Genauigkeitsanforderungen sowie den Bedingungen zur Beseitigung von Wasser im Schiefer wird eine empfohlene Trocknungstemperatur vorgeschlagen. Die Ergebnisse zeigen: ① Bei Temperaturen unter 300 ℃ wird mit zunehmender Temperatur bewegliches Wasser (unter 105 ℃), kapillar gebundenes Wasser (60~<105 ℃) und wasserfilmbundenes Wasser (nicht unter 150 ℃) allmählich entfernt, wobei sich das Porenvolumen und das Korpenvolumen entsprechend erhöhen oder verringern, aber die Mineralkomponenten, organischen Stoffe, Poren- und Rissarten sowie Porenformen von Schiefer sich nicht signifikant ändern, insgesamt befindet sich das Gestein im thermisch stabilen Zustand; ② Bei Temperaturen von mindestens 300 ℃ zersetzen sich organische Stoffe, Dolomit und Calcit nacheinander, Strukturwasser (über 400 ℃) wird weiterhin entfernt, der Schiefer befindet sich im thermischen Schadenszustand, und die Gesteinsstruktur sowie die Porenstruktur verändern sich irreversibel; ③ Vor der Bohrkerbanalyse muss Wasser, das Messungen beeinflusst, effizient und schonend entfernt werden. Es wird empfohlen, tiefen Schieferproben der Longmaxi-Gruppe aus dem Süd-Sichuan-Gebiet bei 105~<150 ℃ zu trocknen. Zu niedrige Trocknungstemperaturen führen zu einer deutlichen Unterschätzung der Porosität, was die Berechnung der geologischen Reserven mit der statischen Methode direkt beeinflusst. Eine angemessene Erhöhung der Temperatur kann die Trocknungsrate effektiv verbessern.

关键词

Sichuan-Becken; Longmaxi-Gruppe; Schiefergas; Schieferreservoir; mikroskopische Eigenschaften; Temperatureinfluss; Kernanalyse; Porosität

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