我国页岩气研究的知识图谱分析

以中国科学引文数据库(Chinese Science Citation Database)中1782篇以"页岩气"为主题的论文为研究对象,采用知识图谱可视化方法,分析我国页岩气的研究趋势、研究力量、研究热点及知识基础等。结果表明:我国页岩气研究正处于快速发展阶段。中国石油大学、中国地质大学和中国石油勘探开发研究院在我国页岩气研究领域发挥重要作用。科研人员形成了董大忠和张金川研究团队;页岩气资源评价、页岩气成藏与有利区预测、页岩气储层特征、页岩气增产开发技术、页岩气数值模拟研究是我国页岩气领域的研究热点。     

基于科技文本挖掘的我国水资源研究知识图谱分析

采用科技文本挖掘分析工具CiteSpace,以2007～2017年中国知网数据库收录的4 469篇国内水资源管理研究核心期刊论文为数据来源,分析我国近10年来水资源研究科技论文的时间分布、作者分布以及研究热点和趋势并绘制国内水资源研究的知识图谱。结果显示,近10年来我国关于水资源研究方面的论文数量呈现逐步提高的态势,作者之间的研究联系进一步密切,研究机构之间的联系相对集中。近期的研究高频词汇主要包括水资源管理、水资源承载力、水资源评价、水资源安全等;高频词汇与我国水资源宏观政策涉及的严格水资源管理制度、用水许可、用水总量控制等主题之间的内在逻辑联系较为紧密;最严格水资源管理制度、流域综合管理和水生态文明建设等内容将是未来主要研究方向。     

基于知识图谱的岩溶知识发现系统建设

岩溶领域通过地质调查和科学研究积累了大量的成果资源,资源之间的关联关系更加复杂,传统的关键词检索模式已不满足用户获取知识的需求。为实现知识层面的数据检索,利用数据挖掘技术进行岩溶实体抽取与关系计算,以岩溶术语为核心,基于知识图谱构建岩溶知识发现系统,实现岩溶地质成果、期刊、论文、图书、标准、项目、专家等实体的智能语义搜索和关联导航,最大化的挖掘数据的潜在价值,为用户提供精准知识服务,提升了用户体验。     

世界页岩气研究概况及中国页岩气资源潜力分析

页岩气系指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的、已饱和岩石自身各种形式的残留需要、进入了排烃门限但尚未完全排出的以吸附、游离及溶解等多种形式残留于泥页岩内部的天然气资源。随着北美、欧洲和亚洲等地区页岩气勘探程度不断加大,对页岩气的储集特征、成藏机理等方面的研究取得重大进展。但页岩气研究仍存在许多问题,如"页岩气"概念没有科学地表达出页岩油气资源的科学内涵;页岩气的成因机制不清且缺乏行之有效的判别标准;页岩气分布发育模式不明且缺乏统一的预测方法。针对当前对页岩气的认识,本文依据源岩残留烃临界饱和量及其钻采过程中温压下降而释放油气的比率等参数,对中国页岩气资源进行了预测。     

页岩气钻探关键技术问题分析研究

页岩气是一种重要的非常规天然气资源,页岩则是页岩气生成的源岩,也是聚集和保存其储层和盖层,页岩气钻探具有自身特点和更高的要求。针对页岩物理化学性质及地层特点,分析了页岩气钻探特点,并对页岩气钻探过程中存在的主要问题,如钻孔不稳定性成因、钻探设备和机具配套、钻探方法选择、钻井液设计进行了较为详细的分析研究。在实践和理论分析基础上,提出了页岩气钻探要实现“快速钻探、抑制性钻井液优先”原则。     

国内地质公园研究演化趋势与热点分析——基于知识图谱视角

笔者等以近20年CNKI数据库收录的核心期刊中关于"地质公园"和"地质遗迹"主题的论文为研究对象,应用文献计量学方法开展地质公园领域论文数量、期刊、主要作者、关键词、主要机构的综述研究。采用CiteSpace软件进行关键词共现、聚类分析、关键词时区视图等可视化操作,根据聚类结果将地质公园领域的研究热点归纳为:"地质公园规划"、"地质遗迹保护"、"遗迹资源研究"、"地质公园旅游"、"可持续发展"5个方面,通过关键词梳理将地质公园研究阶段划分为:"规划建设期"、"深入完善期"和"市场开发期"。最后,通过对各热点及相关作者研究的总结,提出"体验优化研究"、"相关理论建设"和"多元化景观系统"3个潜在热点方向。     

国内地质公园研究演化趋势与热点分析——基于知识图谱视角

本文以近20年CNKI数据库收录的核心期刊中关于“地质公园”和“地质遗迹”主题的论文为研究对象,应用文献计量学方法开展地质公园领域论文数量、期刊、主要作者、关键词、主要机构的综述研究。采用CiteSpace软件进行关键词共现、聚类分析、关键词时区视图等可视化操作,根据聚类结果将地质公园领域的研究热点归纳为：“地质公园规划”、“地质遗迹保护”、“遗迹资源研究”、“地质公园旅游”、“可持续发展”5个方面,通过关键词梳理将地质公园研究阶段划分为：“规划建设期”、“深入完善期”和“市场开发期”。最后,通过对各热点及相关作者研究的总结,提出 “体验优化研究”、“相关理论建设”和“多元化景观系统”三个潜在热点方向。     

对页岩气开发的经济效益分析与研究

页岩气作为一种全新的清洁高效能源拥有广阔的开发前景,针对于我国而言,虽然页岩气储量相对比较大,但是由于页岩气开发技术问题和开发条件问题,以及在页岩气开采过程中造成的环境污染等问题,本文主要是针对于页岩气在开发过程中的前期投入的成本和造成环境污染的治理成本,运用现代边际机会成本理论分析和评价我国页岩气开发的经济效益,从经济学的角度对页岩气开发提供一定的指导性意义。     

知识图谱优化卡尔曼滤波预测库岸滑坡位移

中国三峡库区库岸滑坡灾害频发,预测库岸滑坡位移是降低风险的重要措施之一。文章构建了库岸滑坡中文知识图谱,提出了知识图谱优化卡尔曼滤波预测库岸滑坡位移模型KG-MTKF。以三峡库区奉节县新铺滑坡为例,采用现场监测数据验证了模型有效性。结果表明,与监测数据系列相比,多因素卡尔曼滤波模型（MT-KF）和知识图谱优化卡尔曼滤波模型（KG-MTKF）用于预测库岸滑坡时,在稳定变形阶段均表现出良好的一致性;在滑坡变形的初始阶段和阶跃段,KGMTKF模型预测精度更高。初始段两种模型存在误差,主要由于滑坡初期变形值较小、系统噪声显著所导致。在阶跃段、平稳段与整个监测周期中,两种模型的误差都较小,且KG-MTKF模型的预测精度显著高于MT-KF模型。对于新铺滑坡这类非线性动力系统,KG-MTKF预测模型在不同位置与变形阶段均能保持高精度与强鲁棒性。     

页岩气储层研究新进展

随着页岩储层研究的不断深入,取得了一系列重要进展和认识,主要体现在对页岩储层孔隙空间类型、储层物性控制因素以及页岩气预测与评价3方面。主要的认识有:①页岩储层中的纳米孔隙及微裂缝是重要的储集空间;②矿物组成是影响储层储集性能及产能的重要因素,黏土矿物含量是影响页岩气吸附性及孔隙大小的主要因素,而脆性矿物可以有效改善储层物性并提高压裂的成功率;③有机质含量和热成熟度是影响页岩储层有机质纳米孔隙发育的关键因素;④基于页岩岩性精细划分,可以根据页岩储层岩性及岩相层段预测有利层段;⑤提出了利用层序地层学的方法对页岩储层进行研究的理念。这些成果和认识推动了页岩气储层研究的步伐,但仍存在许多科学难题尚未解决。     

福建省页岩气资源潜力分析

闽西南拗陷带发育二叠系海相、海陆过渡相、三叠系海相、侏罗系河流湖泊相等多套泥页岩层系,具备页岩气形成地质条件。依托福建省公益性基础性地质调查项目,在开展野外地质调查和岩心观察的基础上,对泥页岩层系进行系统采样,结合有机地球化学、岩石矿物成分和储层物性分析等实验结果,对福建页岩气资源潜力进行客观评价。研究认为:下三叠统溪口组泥页岩有机质丰度较低,初步评价认为不具备勘探潜力;二叠系文笔山组、童子岩组以及侏罗系梨山组泥页岩具有较好的生烃基础,有进一步勘探研究的潜力。     

面向地质图的知识图谱构建及智能问答应用

海量地质图件蕴含着丰富的地学基础知识及专家经验知识。地质图主要表达了通过区域地质调查、矿产地质调查所获取的地球表面的地质知识（如地层单元、岩体、断裂等）。如何快速地从矢量地质图件中抽取地质知识并形成知识服务是目前地学知识图谱及知识服务研究的前沿。由于传统的地质图知识抽取主要依赖人工方式进行综合分析,本文聚焦于矢量地质图件知识表达与抽取研究,提出了一种地质图知识表达框架,提取地质图中所包含的地质实体及关系,将地质图信息以知识图谱的形式表达,并开展了基于地质矢量知识图谱的智能问答应用。最后以江西省于都县银坑幅矢量数据集为例开展实验验证分析,结果表明,本文方法能够较为全面地获取地质图中各个地质对象的信息,提高了地质图语义表达的效果,同时也可以提高地质学习人员对地质图的理解和认识,让计算机能够大规模获取地质图的知识内容。

     

铌钽矿床知识图谱的构建及应用实践

关键金属作为未来新兴产业的核心资源保障,近年来逐渐成为国内外学者研究的热点,其研究存在难示踪、难辨识、难分离等瓶颈。知识图谱作为大数据和人工智能的重要基础构建,能够为这些科学问题的解决提供新思路。与关键金属矿床相关的矿物学、年代学、地球化学等研究成果大多以文献的形式发表在国内外期刊杂志上,这类文献通常以自然语言的形式进行描述,难于为机器所理解和直接利用。文章以铌钽矿床为例,对铌钽矿床重要的概念和描述性属性进行了整理,构建了铌钽矿床知识图谱的本体层,并从大量文献资料中提取相关信息,建立了铌钽矿床知识图谱的数据层,初步完成了Nb-Ta矿床知识图谱的建设。在此基础上,从大数据分析的角度对中国铌钽矿床空间—时间—构造背景—成因类型多维分布特征以及矿石矿物共生组合特征与铌钽矿床多维分布之间的关联进行了分析,为进一步揭示中国铌钽矿床时空演化规律提供了新的视角。     

页岩气理论研究的基础意义

页岩气作为油气勘探的一个新领域,越来越受到世界各国的重视。页岩气的勘探开发对于提高中国天然气产量具有重要意义,但页岩气的研究意义又不仅限于能源领域。系统的分析与研究表明,页岩气研究在能源、地质、环境等方面均具有重要意义。页岩气研究是一个涉及多学科、跨领域的系统工程,应采取系统论的观点对页岩气和其它沉积矿产、低温层控矿产等共伴生矿产进行系统研究,结合地质工程、环境保护等展开全面的基础性分析。     

1954~2022年中国遗迹化石研究特征与趋势——基于CiteSpace知识图谱分析

遗迹化石是研究古环境、古气候、地层旋回性及其全球成因动力学研究的有效载体。遗迹化石是某种环境条件下生物行为习性的直接证据,是沉积环境的灵敏指示剂,对探讨生物行为习性的演化、生物的多样性、生物地层学、事件地层学、储层地质学等都具有重要的理论意义和应用价值。基于此,笔者等选取CNKI核心合集数据库中的数据,对1954~2022年遗迹化石相关文献进行系统整理,采用Microsoft Excel 2016和CiteSpace 6.1.R2 软件对文献类型分布、年度发文数量、国家、机构、期刊、作者、高引文献、突现关键词等进行分析,构建和绘制各单元间相互关系,以探求研究领域关键路径及知识拐点,进而挖掘所蕴含的新知识,预测学科研究趋势。研究表明：①我国遗迹化石领域研究发文量最多的机构是河南理工大学;发文量最多的学者是胡斌;被引频次最多的论文作者是龚一鸣;我国遗迹化石的研究主要以国家层面的基金资助为主。②系统发展阶段,我国遗迹化石研究区主要集中在贵阳、新疆;创新发展阶段,研究区主要集中在河南、四川等地。③中国寒武系的遗迹化石研究主要集中在河南省、云南省和贵州省境内;奥陶系、志留系和泥盆系中的遗迹化石研究主要集中在贵州、陕西、新疆塔里木盆地、准噶尔盆地、湖南等地。石炭系—二叠系的遗迹化石研究主要集中在新疆准噶尔盆地西北部、柴达木盆地南缘等地;三叠系的遗迹化石研究主要集中在扬子地区。笔者等基于新的研究思路和方法,系统分析了国内遗迹化石研究现状和趋势,对于进一步了解遗迹化石具有指导意义。     

页岩气理论研究的基础意义

页岩气作为油气勘探的一个新领域,越来越受到世界各国的重视.页岩气的勘探开发对于提高中国天然气产量具有重要意义,但页岩气的研究意义又不仅限于能源领域.系统的分析与研究表明,页岩气研究在能源、地质、环境等方面均具有重要意义.页岩气研究是一个涉及多学科、跨领域的系统工程,应采取系统论的观点对页岩气和其它沉积矿产、低温层控矿产等共伴生矿产进行系统研究,结合地质工程、环境保护等展开全面的基础性分析.     

页岩气及其勘探研究意义

与传统意义上的泥页岩裂缝气并不完全相同,现代概念的页岩气是主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力泥岩及页岩等地层中的天然气聚集,具有自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集等地质特点。美国的页岩气勘探取得巨大成功,是投入工业性勘探开发的三大非常规天然气类型之一,目前已形成了区域性页岩气勘探开发局面。中国的页岩气研究正在起步,许多盆地及研究区具有页岩气成藏的地质条件。与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比,中国南方具有有利的页岩气发育条件,开展页岩气研究具有重要意义。     

页岩气等温解吸特性研究

页岩气以吸附态、游离态和溶解态存在于页岩储层中,其中吸附态为主要赋存状态,考察页岩气解吸特征对于我国页岩气勘探开发研究有着重要的理论指导意义。选取了位于南方海相页岩储区的四川和湖北荆门等地的页岩样品,对其常规地球化学性质进行了分析,结果表明页岩样品有机碳含量较高且发育较为成熟;采用MSB磁悬浮天平等温吸附仪进行等温解吸实验并对解吸速率和解吸效率进行计算,结果表明：30~10 MPa时页岩解吸量很低并且无明显变化;10~05 MPa时页岩解吸量迅速上升,该阶段为主要解吸段;吸附势理论可用于判断页岩气解吸情况和页岩样品解吸性能强弱,吸附势越大越不利于解吸     

面向灾害应急响应的地质灾害链知识图谱构建方法

知识图谱是形式化描述实体及其相互关系的知识系统,其在应急救灾、时空预测决策等方面发挥着重要的作用.灾害应急领域面临数据骤增而应急关键知识匮乏问题,由此从灾害链角度分析地质灾害发展过程中关联的诸多要素,提出了一种自顶向下和自底向上结合的地质灾害链知识图谱构建方法 .首先,基于灾害链角度对地质灾害间复杂形成机理及成链规律进行分析,在已有地质灾害知识基础上,基于自顶向下方法建立了统一的用于信息抽取的地质灾害链本体语义表达框架,包括描述地质灾害知识体系的地质灾害事件本体、承载地质灾害发生的地质环境本体、受地质灾害作用下的地理对象本体及地质灾害在灾前、灾中和灾后时空过程中对应的应急处置方法本体;其次,结合自底向上方法构建数据层,通过知识融合、知识存储对概念、实例与属性等要素及其关联关系进行识别;最后以汶川地震为例并对知识图谱进行可视化表达.结果表明,本方法能有效地对四类要素及其关系进行识别,实现了数据-信息-知识的转换,为地质灾害领域的知识图谱构建提供技术参考.     

煤层气与页岩气吸附差异性分析

查明页岩气与煤层气的吸附差异对指导其勘探开发具有重要意义。通过测试不同成熟度和有机质(TOC)的煤与页岩的等温吸附曲线,结果表明:TOC含量是影响页岩吸附的主要因素,成熟度相当的煤与页岩相比,煤的吸附量远远大于页岩,主要是由于成藏特征、物质组成和孔隙结构不同造成的;页岩吸附过程中出现的异常吸附可能有其他的吸附理论支撑。