深耕细作开新局——河南省地质矿产勘查开发局地矿一院高质量转型发展侧记

经营收入同比增长9.2％,利润同比增长10.26％,人均收入增长7.2％,顺利完成上级下达的经济指标……2021年,面对机遇和挑战,河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院(以下简称"地矿一院")始终保持昂扬奋进的状态,专注高质量转型发展,科学应对严峻复杂经济形势,跑出逆势奋进加速度,在"十四五"开局之年交出了一份优...     

基于输出反馈的建筑结构闭开环次优控制

对传统的结构抗震闭开环控制算法进行改进。基于地面运动自回归模型,采用Kalman滤波利用可以量测到的地面加速度激励对未来时段即将发生的地面加速度激励进行预估,并在微分方程的求解中引入精确高效的精细积分算法。考虑到实际控制中量测全部状态变量的困难,改进算法仅需量测部分状态变量。数值仿真表明,基于输出反馈的闭开环次优控制策略能大大降低结构的地震响应。     

深孔膨胀套管护壁技术研究

深孔膨胀套管护壁技术研究的主要创新性的成果包括：建立了膨胀套管成形力学模型和计算公式,对膨胀套管有限元仿真模拟及分析,研制了膨胀试验台架、膨胀器、膨胀套管悬挂系统、扩孔钻头,经过室内试验取得了大量数据。结合地质钻探特点,研究出经济有效的膨胀套管联接方式。将所研制的膨胀套管系统进行野外下孔试验,取得了大量试验数据。     

地下水循环井技术研究进展

目前我国地下水污染形式严峻,在污染含水层修复的手段中,地下水循环井技术(Groundwater Circu-lation Well,简称GCW)作为原位修复技术的一种,因其对含水层扰动小,成本较低,结构简单,可与其他技术灵活联用,逐渐成为修复污染含水层的重要手段.GCW技术在国外已经广泛,但在国内处于引进阶段,缺乏系统...     

动静组合加载下刀具破岩的力学模型

基于初始弹性和动静荷分工的假设,将动静复合加载下坚硬完整的脆性岩石的破碎过程分为弹性、损伤和断裂3阶段,综合运用弹性力学、岩石力学、损伤力学和断裂力学进行分析。由集中力作用下弹性半空间的应力场和单元体的剪切破坏,得出了岩石损伤的裂纹源和其曲线扩展路径;选定Ⅰ型、Ⅱ型裂纹作为动载冲击作用下压剪裂纹的扩展模式。提出了以冲击能（次数）来定义损伤度的方法。以相邻破碎坑的侧向裂纹扩展贯通作为岩石破碎的终点。本力学模型可以用于动静复合加载破碎岩石的系统仿真、数值模拟和机具设计。     

珠江口盆地新近纪相对海平面变化精细表征及其对三角洲沉积演化的反映——以恩平凹陷恩平A油田韩江组—珠江组为例

恩平凹陷恩平A油田在新近纪位于古珠江三角洲前缘,一方面由于砂体普遍偏薄,使得储层预测难度大,另一方面由于三角洲前缘河流作用和海洋作用的往复交替,也使得三角洲沉积微相变化复杂,影响后期的增储上产。针对上述问题,本文在钻井小层精细对比的基础上,充分利用测井解释成果,依据古三角洲地势平坦、地层厚度变化小的特点,采用砂层组平均砂岩体积分数表征相对海平面的变化;并进一步利用岩心和地震沉积学方法,确定主力砂层组的平面沉积相展布。研究表明:研究区珠江组、韩江组的砂层组平均砂岩体积分数能够较好地表征古海平面的相对变化,可以实现对五级相对海平面变化的精细刻画。通过对砂层组级别砂体的沉积微相分析,表明相对海平面变化与三角洲的沉积微相演化具有良好的对应关系,验证了基于砂层组平均砂岩体积分数来表征相对海平面变化的方法具有可行性,可以用来预测三角洲的演化和砂体的叠加关系。     

Ø215.9 mm四牙轮取心钻头设计与应用

针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题,依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了?215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构,有效提高岩心采取率,保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上,本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工,全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩,取心困难。采用?215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具,钻进效率达1.2 m/h,岩心采取率为70%~90%,取得了较好的应用效果,为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。     

扩张式随钻扩孔器扩孔机构流场分析与优化

随钻扩孔是大洋钻探跟管钻进工艺的关键技术环节,扩张式随钻扩孔器通过压差控制刀翼的张开和闭拢,扩孔率大,可有效实现套管跟管钻进。设计了悬臂式扩孔器,采用偏置式喷射孔布置对刀翼进行冲刷,运用计算流体力学理论,采用标准k-湍流模型,对喷射孔在不同角度和直径下的流场进行模拟分析。模拟结果表明：作用于扩孔刀翼切削齿的流体速度和动压力受喷射孔角度、直径和环空钻井液综合影响;随着喷射孔角度α从40°递增至90°,作用于切削齿的流体速度呈类余弦曲线变化;随着喷射孔直径d从4 mm增大到10 mm,作用于切削齿的流体速度和动压力呈抛物线型变化;综合考虑冲刷效果、加工性能和喷射流体与环空钻井液的相互作用,优选α=70°、d=8 mm。陆地试验和浅海试验证明,扩张式随钻扩孔器结构功能可行,扩孔尺寸满足套管正常跟管钻进需求,优选的喷射孔角度和直径可对刀翼形成良好冲刷,有效防止泥包产生。研究成果可为大洋钻探不同规格的随钻扩孔器设计提供参考依据。     

水平开发井在海上油田储量评价和开发生产中的应用

海上油田开发初期由于钻井少, 资料录取有限, 且缺少动态资料, 油田储量认识存在较大不确定性, 随着开发程度的提高, 往往会出现储量与产量之间的矛盾, 而储量再评价是解决这种矛盾的重要方式。为提高开发效率, 缩减成本, 海上油田更多以水平井开发, 受井型的影响, 开发阶段资料录取往往受限, 因此新增水平井资料成为油田储量再评价中获得新的地质油藏认识以及提高储量估算精度的关键。为进一步获得可靠的储量评价结果, 解决油田的动静态矛盾, 笔者在分析珠江口盆地储量变化主控参数的基础上, 根据水平井钻井特征, 充分挖掘水平开发井在提高主控参数精度上的作用。分析结果显示含油面积和有效厚度在储量评估中的不确定性最大, 是引起储量变化的两个主控参数, 水平开发井在提升油田产能、确定有效厚度下限、微构造研究、岩性边界以及流体界面识别等方面具有较好的作用, 在资料录取有限的情况下, 利用水平开发井能有效提高主控参数精度, 获得相对合理的地质储量, 解决油田生产动态矛盾的同时, 也为油田后期挖潜指明方向。南海东部多个油田的应用实例也证实这一认识。