东营凹陷油气运聚古地下水动力场剖面数值模拟

本文对东营凹陷油气运聚古地下水动力场剖面数学模型的建立、古水文地质参数的再造、模拟初始值的恢复进行了阐述。在此基础上,进行了东营凹陷油气运聚古地下水动力场剖面数值模拟。模拟结果与已知油田的分布具有较好的一致性。推断的东营凹陷油气聚集有利地段,可以作东营凹陷油气田进一步勘探开发的依据。     

东营凹陷东营组沉积体系分析

利用测井相分析、岩心观察、粒度及古生物分析等资料，从沉积特征，主要是岩性的纵、横向变化方面，论述了东营凹陷东营组沉积时期沉积体系的发育情况及其分布与演化。认为东营组在上可以划分出冲积扇、河流、三角洲和湖泊４类沉积体系（其中河流沉积体系发育有正常河流沉积体系和辫状河沉积体系，湖泊沉积体系只发育有滨浅湖亚相沉积）；在垂向上湖泊沉积体系的分布范围逐渐缩小，河流和三角洲沉积体系的分布范围逐渐扩大，至东营组     

东营凹陷北带下第三和纱砂岩体沉积特征与油气聚集

早和经三纪，东营凹陷北缘属有限后退型湖盆边界。在其控制下有序地发育了冲扇、辫状河流三角洲、角三角洲、近岸水下扇，深水浊积扇及滑塌浊和只扇等六种砂砾岩扇体。     

东营凹陷下第三系沙三亚段孔店组沉积、成岩和油气成藏综合模式

东营凹陷下第三系沙三下亚段孔店组具有陡坡（断阶）带－扇 三角洲构造岩相带、缓坡带－三角洲及滩坝－湖底扇构造岩相带、深陷带－远岸及滑塌成因湖底扇构造岩相带和凹中隆起（中央隆起）带－滩坝及滑塌成因湖底扇构造岩相带等四个夺相带。油气成藏以沉积相带、成岩相带和构造位置的共同影响,因而在东营凹陷不同的构造岩相带具有各具特色的沉积、成岩和油气成藏模式。     

陆西凹陷盆地数值模拟及油气评价

在综合分析区域地质、构造和有机地球化学等资料的基础上，应用盆地模拟方法对开鲁盆地陆西凹陷进行了地史、热史、生烃、排烃模拟分析。模拟结果表明，九佛堂组和沙海组是该凹陷的主要生、排烃层系，其主要生烃期为阜新期之后，而排烃主要发生于白垩纪以来，构造运动对盆地热史和生、排烃过程都有明显的抑制作用。综合分析认为，丰富的油气主要分布于生油洼陷附近的构造带和各种砂砾岩储集体中。     

塔里木盆地动态数值模拟

在Sun工作站Motif界面环境下，针对塔里木盆地复杂的地质条件，完成了三维油气盆地模拟，包括地史、热史、古水动力史、生排烃史模拟及油气资源量的模拟计算，将塔里木盆地划分为三大油气系统，即满加尔油气系统、塔西南油气系统、库车油气系统，并指出塔里木盆地油气勘探的有利地区。     

东营凹陷尚南断块东营组沉积层序研究

尚南断块位于东营凹陷尚店油田西南部。本文对该区的东营组进行了精细层序地层学研究。东营组顶底均为不整合面或沉积间断面,东营组为一个完整的沉积层序。在东营期,该区发育了较好的湖侵三角洲相沉积。根据该层序的岩性、沉积旋回特征及现存状况,划分出了低位、湖进及高位3个体系域、9个准层序及41个韵律层。在此基础上,利用研究区内的100余口钻井资料及有关的地震资料,通过14条层序地层学剖面的对比,建立了研究区内的精细的、流动单元级别的、层序地层立体空间格架,为油田生产提供了可靠的资料,并已得到很好的验证,取得了一定的经济效益。     

山东东营凹陷第三系同沉积构造的控砂控油作用

从构造、沉积、成藏相互关系进行分析的角度,系统论述了东营凹陷第三系同沉积构造对沉积和油气成藏的控制作用,揭示了同沉积构造有利于油气生成、运移、聚集、保存的基本条件。分析认为,在大中型油气藏相继被发现之后,当前东营凹陷应该充分运用层序地层学理论、含油气系统理论及成藏动力学理论,研究同沉积构造的发育演化过程对沉积过程、圈闭形成过程以及成藏过程的控制作用和时空匹配关系,以提高勘探效果。同沉积构造的研究日趋由定性向定时和定量方面发展,不但更加重视动力机制研究,也开始逐步完善定量化过程模拟。     

基于返揭法的东营凹陷古地热场三维动态模拟

返揭法是利用沉积盆地的大地构造背景、地壳结构、基底热流和沉积层物性参数来确定盆地内各地层的热流及地下温度场分布的一种方法。将基于这一方法研发的软件与基于角点网格建立的三维构造-地层格架模型耦合起来,以东营凹陷的实际数据为例进行了热史反演和古地热场重构,计算并显示了该凹陷在各演化时期的温度和热流三维分布状态。盆地基底古热流是实现盆地地热场模拟的基础边界参数条件,与其他方法相比,返揭法的优点是在计算盆地基底古热流时,可以避开因为构造-岩浆热事件造成的局部古大地热流值异常,而直接采用较稳定的地幔热流值来反演求解。该方法原理简单、计算量较小,只要将该模拟模块与附加地热场模拟模块集成起来,便可完整地实现复杂盆地的古地热场演化模拟。     

基于条件模拟的城市地质属性建模：以广安市为例

城市地质建模是实现地下空间可视化、认识城市复杂地质条件的重要手段,也是城市地质调查工作的重要任务。前人开展城市地质建模工作时,通常将地下地质体作为均匀介质进行建模和插值,导致地质模型不能反映地下地质体离散型和非均质性,影响了模型的可靠性和未来应用。本研究以四川省广安市为例,通过野外地质调查、资料收集（地形地貌、钻孔、剖面图和柱状图等）和数据分析,选择可以反映地质离散性和非均质性的条件模拟方法,以岩样作为样本数据集,开展研究区三维建模工作。本次工作建立了广安市城市规划区地层构造模型、岩性和属性参数三维模型,并基于层次分析法（AHP）评价了以隧道为开发手段的围岩等级。结果显示,规划区内存在分带特征明显的西南、西、中和南四个工程地质特征带,同时,围岩等级显示全区由深到浅大部分区域都适合以隧道开发为手段来进行地下空间利用,为广安市城市地下空间规划和开发提供了立体地质参考和依据。最后,对城市地质建模未来研究方向进行了探讨。

     

基于数值模拟的再生水对地下水质影响实例

为了探讨在再生水地表回灌条件下,再生水对地下水中氨素和主要盐分浓度变化的影响,选取现实存在的清河再生水湿地公园为例,以氨氮、Cl-离子为主要研究对象,利用Hydrus-1D溶质运移模型和Modflow、MT3DMSD耦合地下水模型,模拟了再生水长期利用后的地下水氨氮和Cl-指标变化情况。研究结果显示,再生水到达包气带底部时,水中氮氨、Cl-离子含量高于研究区潜水地下水中的相应指标含量,氨氮超出地下水质量Ⅲ类标准。预测5~20年后,潜水中氨氮超标面积不断扩展,20年后将达14km2,氨氮超标垂向延伸至第一层弱透水层;Cl-离子在潜水中不超标,但在湿地公园周边浓度有所增加。湿地公园再生水的长期地表回灌将给当地地下水质量带来负面影响。     

江苏瓦庄油田油藏数值模拟开发技术政策界限研究

针对江苏瓦庄油田窄条状、长井段、多油层、薄互层、多断层的特点,采用地质建模和油藏数值模拟一体化的技术思路,在构造研究、精细地层对比、沉积相分析和测井分析的基础上,建立了三维油藏地质模型,以该模型为静态地质模型进行精细油藏数值模拟研究,在历史拟合成功的基础上,进行了开发层系、油井距断层距离、分层配注的开发技术政策界限研究,得出了该类油田合理的开发政策,为油田的开发生产提供了合理的理论指导。     

CO2地质封存力学问题的数值模拟方法综述

随着社会的发展,人类对化石能源的依赖导致大量的CO2排入大气层,从而引起全球变暖、海平面上升等一系列全球性气候问题。CO2地质封存是当前CO2减排最有前景的技术,但大量的CO2注入地层易诱发相应的力学问题：地表隆起变形、盖层完整性受损、断层活化等。因此,为了降低CO2地质封存带来的安全风险,理论分析、数值模拟和响应面方法等手段被应用于此类力学问题的分析中。由于数值模拟方法能够解决大尺度范围内复杂几何模型的多场耦合问题,数值模拟成为当前在CO2地质封存力学领域中应用最广泛的方法。因此,对CO2地质封存若干力学问题的数值模拟方法进行了全面的综述。首先,简要介绍了多孔介质的温度-渗流-力学-化学（THMC）多场耦合原理,并对数值模拟解决多场耦合问题的方法进行了归类。然后,详细总结了数值模拟在解决CO2地质封存力学问题方面的国内研究进展。最后,讨论了数值模拟方法在此类力学问题方面的应用缺陷,并提出了若干建议。     

A numerical simulation of debris flow and its application

Debris flow is the flow of solid-fluid mixture and was treated as the flow of a continuum in routing in this study. A mathematical model was proposed to describe debris flow including deposition process and then solved numerically with suitable boundary conditions. Laboratory experiments were also conducted for comparison and calibration of the numerical results as well as for investigation of debris flow phenomena. The numerical model was also applied to simulate the debris flow caused by heavy rainfall in Tungman village of Hualien County located in the east of Taiwan on 23 June 1990. The simulated bed topographies in alluvial fan were in good agreement with those obtained from laboratory experiments and field observations.     

城市地下水赋存环境分析与数值模拟——以长春城区为例

以长春城区为例,分析了城市地下水赋存环境的演变,概化出该区的水文地质概念模型。将土地利用类型和供水管道渗漏对地下水补给的影响纳入城市地下水数值模拟中,经过模型识别,实测水位与计算水位的绝对误差<0.5 m,井点数占观测井总数的85%,经检验满足国家标准(GB/T14497-93)要求。结果表明,模型细化后,水位拟合精度有所提高。     

采空场覆岩变形数值模拟与相似模拟比较研究

用有限元数值计算尝试了离层模拟,并分别采用数值模拟与相似模拟的方法研究了木架山矿区143剖面倾斜采空场处理时的地表移动与覆岩破坏规律。研究发现,随着矿柱的崩落,覆岩跨度不断增加,引起的地表移动范围也不断增大,地表垂直沉降范围大致为跨度的1.5～1.7倍,垂直沉降曲线始终对称于最大沉降点;水平移动的范围大于垂直沉降的范围,最大水平移动量大约为最大沉降量的40 %,且水平移动不对称。另外,当覆岩发生整体下沉时离层主要存在于跨度两端,离层由层理剪切破坏引起。     

基于TOUGHREACT的成矿过程化学反应数值模拟——以虎头崖铅锌多金属矿床为例

虎头崖铅锌多金属矿床是青海省祁漫塔格成矿带中典型的矽卡岩型矿床。本文基于前人对该矿区地质特征、矿物学和地球化学特征等方面的研究成果，利用TOUGHREACT数值模拟软件，针对石英-晚期硫化物成矿阶段进行成矿过程化学反应数值模拟研究。通过建立地质概念模型和网格化物化参数的设置，在设置的时间步长内对多相流体流动和热对流传导、溶质运移以及地球化学反应过程进行模拟计算，研究了矿区内不同温压条件下成矿元素化学平衡浓度变化的总体趋势以及对方铅矿和闪锌矿矿物溶解沉淀情况的影响。结果表明：当温度从250℃降至155℃时，Pb²⁺的化学平衡浓度出现骤减；当温度从300℃降至100℃时，Zn²⁺的化学平衡浓度出现骤减；由于矿物的沉淀需要消耗大量相关的成矿元素，方铅矿和闪锌矿最佳成矿温度范围分别为155℃~250℃和100℃~300℃；不同温度和压力对成矿元素化学平衡浓度影响不同，温度是控制方铅矿和闪锌矿沉淀化学反应的核心因素，压力的影响较小。模拟结果与传统地质解译结果相对符合，证明了模拟的有效性。     

三维生物礁滩建模及地震数值模拟

基于塔礁、点礁、生物滩等地质体的几何特征及地质特征,采用高精度的三维块状建模方法,建立了适合于复杂地区的三维礁滩复合体模型。该模型不但立体地反映了生物礁、生物滩及地层间的空间展布特征,还可以直观地体现了生物礁滩储层内部的物性差异。此外采用FK域三维波动方程数值模拟方法对其进行了地震波场数值模拟,得到了一系列具有代表性时间剖面上的地震波场响应特征,为正确认识实际生物礁滩的复杂结构和特性提供了依据。     

岩溶土洞演化及其数值模拟分析

土洞是覆盖型岩溶区一种隐伏的不良地质现象。土洞在水的作用下发育演化最终形成塌陷,可通过地下水位的变化来研究土洞发育和塌陷的形成。同时土洞的演化会造成覆盖土体不均匀位移和应力重分布,可通过覆盖土体位移和应力变化来进行研究土洞演化过程。采用FLAC3D三维有限差分程序,分析覆盖层垂向位移场表明:最大垂向位移出现在土洞顶部,使拱顶出现拉张破坏,并可根据洞顶土层位移的数值模拟结果,划分“等沉面”确定土洞扰动的土层深度。分析覆盖层剪切应力场表明:在土洞拱趾部位出现剪应力集中,会造成拱趾的剪切破坏,并可根据洞顶“剪应力低值区”,判断覆盖层中土拱效应的存在。分析覆盖层塑性区表明:较为坚硬的黏土层中,土洞以拱顶塌落和拉张破坏为主,最终可以形成坑壁较为陡直的桶状或坛状塌坑。土层较为松散时,以拱趾的剪切破坏为主,最终可以形成锥碟形塌陷坑。利用“剪应力低值区”,“等沉面”和“塑性区”可综合判断土洞的稳定性以及覆盖层所能形成的极限土洞大小。岩溶土洞演化规律及数值模拟研究对岩溶塌陷（土洞）早期监测和评价有着重要的理论及工程意义。