海南井水位中期和中短期异常信息的提取方法及其特征分析

对海南地下流体观测井(泉)和测项进行严格筛选的基础上,运用月均值和从属函数异常判定方法,提取了所选井(泉)在海南及其邻近地区中等以上地震前出现的地下水位前兆异常信息,对前兆异常的特征做了分析研究。水位异常分为上升型中期异常和下降型中短期异常(即"破年变"异常)两类。从属函数中短期异常的平均超前时间在1 a左右,并可通过R值信息量检验,该时间可作为发震时间的中短期预测的参考性指标。     

海南地区5口井水位对汶川地震的同震响应及其频谱分析

对比海南地震台网记录的汶川MS8.0地震的地震波形,分析了海南5口井的高采样率数字化水震波波形特征。采用傅立叶变换和小波分解方法,对海南前兆台网5个台水位仪在汶川MS8.0地震中记录到的高采样率数字化水震波进行了频谱分析,结果显示地震波的不同波组激发的水震波波组差别较大,5口井的水震波周期跨度很大,从10多秒到1000多秒,不同井孔的水震波幅度差别较大。同时还初步分析了水震波的形态和水震波各个频率组的形成机理。     

LN-3A水位仪记录的高采样率大震水震波特点及仪器改进

分析了海南前兆台网水位仪对苏门答腊M_S 8.7地震和我国四川汶川Ms 8.0地震的高采样率水震波记录情况,从中可较明显地看到地震波引起的井水位详细变化,但也存在水震波的丢头、仪器时间存在误差,第一代仪器水震波相互覆盖等现象,提出了在水位仪中增加在线缓存记录、自动定时校时功能等改进建议。     

中高煤阶煤层气富集高产区形成模式与地质评价方法

煤层气富集高产区富集机理和地质评价方法对煤层气勘探选区至关重要,以往的研究主要集中在资源富集区形成机理和预测方面,但煤层气勘探开发实践表明资源富集区并不一定是高产区,如何在煤层气资源富集区中寻找高产区即煤层气富集高产区是国内外煤层气勘探面临的难题。通过国内外典型煤层气富集高产区的剖析,结合我国中高煤阶富集区地质特点,以沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘和两淮矿区为研究对象,采用地质统计、实验验证和生产数据分析相结合的研究方法,揭示了基于含气量渗透率耦合控制的煤层气富集高产区形成机理,提出了3种中高煤阶煤层气富集高产区形成模式;围绕煤层含气量和渗透率两个核心要素,利用层次分析法和主成分分析法确定了包含7大地质参数的评价指标体系,建立了基于产能分析的煤层气富集高产区方法体系。这些认识对我国中高煤阶煤层气区带、区块、目标的优选具有重要的指导作用。     

降水丰枯变化和产流条件改变对汾河径流影响的定量研究

定量分析汾河径流锐减的形成原因是汾河流域水资源可持续利用与管理中迫切需要解决的问题。本项研究首先采用降水-径流双累积曲线对汾河流域产流条件演变过程进行了两个时期的划分;然后采用距平百分比法对汾河流域年降水系列进行了丰枯状态划分,并建立了汾河河津站年径流量与当年降水量、上一年降水量之间的多元动态回归模型;并运用该模型定量分析了降水丰枯变化和产流条件改变对汾河径流的影响程度。结果表明：在1956-1973年间的产流条件下,降水变化使得河津站年均径流量平均减少约22.71%;在1974-2008年间的产流条件下,降水变化使得河津站年均径流量在平、枯两种年份平均减少了约18.95%;在1956-1973年间的年降水为平水或枯水条件下,产流条件改变使得河津站年均径流量减少了约47.11%;在1974-2008年间的降水条件下,产流条件改变使得河津站年均径流量减少了约55.20%。     

基于多元Copula函数的引滦水库径流丰枯补偿特性研究

研究引滦水库的天然来水系列之间的丰枯补偿特性,以期优化滦河中下游水库群联合供水的调度及合理配置该区域水资源.通过运用三元Copula联结函数构造了潘家口水库、陡河水库和于桥水库年入库天然径流系列的三维联合分布,然后利用此联合分布计算了这3个水库年天然来水量丰枯遭遇的概率.结果表明,3个水库径流系列的丰枯同步概率高达46.96%,潘家口水库对陡河水库和于桥水库不具补偿能力的概率为30.2%;为保证天津、唐山等地的供水安全,必须加强引滦水库群的优化调度,充分发挥各个引滦水库的调蓄功能,以降低不利丰枯遭遇带来的影响.     

煤岩构造变形与动力变质作用

煤岩是一种对温度、压力等地质环境因素十分敏感的有机岩,地质演化过程中的各种构造-热事件必然导致煤岩发生一系列物理与化学结构的变化,并形成不同类型的构造煤。在构造应力作用下,煤岩不仅发生脆性和韧性变形,而且还产生不同程度的动力变质作用。因而,关于煤岩构造变形与动力变质作用的研究不仅具有重要的科学意义,而且在煤层气资源评价以及煤与瓦斯突出危险性预测方面也具有重要的实际意义。文中在已有研究成果基础上,通过对构造煤系列Ro,max、XRD和NMR(CP/MAS+TOSS)等测试和实验方法的对比研究,深入分析了煤岩不同构造变形和动力变质特征,进一步探讨了构造应力下煤岩动力变质作用的机理。研究成果表明,在构造应力作用下,煤岩脆性变形主要是通过破裂面上快速机械摩擦转化为热能而引起煤岩化学结构与其成分的改变;而韧性变形煤主要是通过局部区域应变能的积累而引起煤岩化学结构的破坏,从而发生不同机制的动力变质作用。     

井孔水温对远场巨震同震响应及其机制的数模研究

热量的流动必然伴随着温度的改变,地震活动期间的井孔水温同震响应也服从热力学的基本规律。本文以汶川8.0级地震和日本福岛9.0级地震为例,以海口ZK26井水温同震响应的观测数据为基础,运用热力学传导方程的数值模拟方法,研究了同震响应过程中井孔水温度变化与热量传导之间的关系及相关的热力学机制问题。通过正演的方法,得出沿井深方向不同时刻水温同震响应变化的数值模拟曲线,水温数值模拟曲线与实际测量数据一致。研究结果表明,井孔中水温同震响应方式（上升、下降或不变）,与水温传感器的位置、热源的位置和分布、传感器与热源之间的相对空间等因素有关。     

黄河中游一次致洪暴雨过程的形成机理

利用常规观测资料、NCEP再分析资料等,对黄河中游2013年7月21-22日的致洪暴雨过程的形成机理进行分析。结果发现:1)地面辐合线的形成和维持是本次过程降水强度大和降水集中的主要原因。中尺度雨团和地面中尺度辐合线相对应,地面中尺度辐合线的形成和冷空气扩散补充相对应。第一次冷空气扩散,促使长武站附近地面中尺度辐合线的形成和维持;第二次冷空气补充,促使北洛河流域、无定河流域的地面中尺度辐合线形成并维持。2)暴雨过程发生前,其上空存在干暖盖的结构特征,是能量积累及位势不稳定层结结构建立的关键;暴雨发生过程中干空气侵入对中尺度对流云团起激发作用。3)暴雨、大暴雨发生过程中水汽的垂直输送明显,暴雨区上空1000-100 h Pa相对湿度均在90%以上。     

华夏陆块闽西南坳陷二叠系含有机质页岩组成及赋气孔隙特征

华夏陆块从早古生代以来,经历了多期推覆与伸展构造的叠加。文中对华夏陆块闽西南仙亭、曲斗等地区/矿区附近及井下所采集的含有机质页岩样品进行实验测试,分析了有机质参数、矿物组成及赋气孔隙参数,将对中国华夏陆块闽西南二叠系页岩的储层特征研究及页岩气勘探前景预测提供理论依据。研究结果表明：(1)采用TOC残余碳分析实验、荧光显微镜及显微镜光度计实验等,认为闽西南二叠系页岩含碳量中等,为0.15%~2.71%;有机质成熟度高,为3.51%~4.33%。(2)储层矿物组成方面,利用X射线衍射实验进行全岩分析,结果显示黏土矿物占38.2%~49.6%,含量较高,主要为伊利石,含少量的绿泥石、蒙皂石;常见非黏土矿物主要为石英,均占45%以上;钾长石和斜长石含量较少,占1%~2.3%。(3)储层孔渗性方面：有效孔隙度为0.3%~11.4%,渗透率为(0.006 5~0.987)×10-3μm2;利用低温液氮吸附实验等对纳米级孔隙进行分析,认为部分小孔(2~50 nm)的孔容、比表面积较大,其次为微孔(小于2 nm)和大孔(大于50 nm)。此外,累计比表面积和累计孔容呈现出较好的正相关性,纳米孔隙累计比表面积、累计孔容与孔径之间的关系表明,闽西南二叠系页岩气主要赋存于微孔和小于10 nm的小孔中。依照页岩储层评价标准,闽西南二叠系海陆交互相页岩在有机质丰富、有机质成熟度、页岩厚度、矿物组成、孔隙结构等方面符合页岩气开发最低标准,具有勘探开发前景。