水合物开采过程中影响套管式加热器对井周地层加热效果的数值模拟

套管式加热器在维持孔壁稳定的同时还可实现对井周地层加热,以防止水合物开采过程中井周形成二次水合物。为分析水合物开采过程中日产水量、气水比和加热功率对井周地层温度分布的影响,采用COMSOL Multiphysics对加热过程进行模拟。模拟结果表明,日产水量对加热效果的影响明显大于加热功率,加热功率主要影响近井段的地层温度,气水比主要影响加热半径。通过数值模拟对套管加热器的加热效果进行了分析和评价,对天然气水合物的经济高效开采具有指导意义。     

降水井改造为原位生产井的工艺设计及应用

为有效地扩大油页岩原位开采区域和节约油页岩原位开采的成本,需将废置的降水井改造成为原位生产井。根据降水井与原位生产井井身结构的相似性,对农安油页岩原位开采先导试验工程基地的降水井改造工艺进行了设计和优化。同时研发了偏心轮式套管割管装置及三爪式套管打捞装置用于拔管施工。工程实践证明,该工艺具有步骤简单、合理、高效以及价格低廉等特点。偏心轮式套管割管装置及三爪式套管打捞装置应用在降水井改造中,均取得理想的效果。     

黑龙江龙江盆地中侏罗统万宝组时代确定新证据及其地质意义

黑龙江西部大兴安岭地区侏罗纪地层研究程度不高,以往中侏罗世含煤地层的确定主要借助于与吉林西部万宝组的对比。近年来随着新一轮大兴安岭地区含煤及油气地层的区域地质调查工作的开展,笔者在大兴安岭地区中段的龙江盆地（黑龙江省龙江县以西）发现一套新的中侏罗世含煤地层,该地层由砂砾岩和火山碎屑岩夹煤层组成。文中对龙江盆地万宝组火山岩夹层内2件凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析,获得凝灰岩形成时代,其年龄分别为(165.2±1.7) Ma和(162.1±1.6) Ma;笔者采得的植物大化石为Neocalamites Coniopteris Raphaelia组合,时代显示为早-中侏罗世;孢粉化石经初步鉴定,时代倾向于早-中侏罗世;综合同位素年龄及地层古生物研究,笔者认为龙江盆地万宝组的形成时代为中侏罗世晚期。地球化学分析显示：万宝组凝灰岩具有高Si、Al,低Ca、P过铝质钙碱性火山岩特点,富集轻稀土元素,配分曲线呈平缓右倾型,并具有明显负Eu异常;富集大离子亲石元素Cs、Th、U,亏损高场强元素Nb、Ti、Zr,反映火山岩为壳源成因类型。万宝期火山活动可能与古太平洋板块俯冲作用和蒙古-鄂霍茨克缝合带演化双重作用有关,而与蒙古-鄂霍茨克缝合带演化联系更密切。目前中侏罗统万宝组是油气勘探的重要新层系,本研究不仅为大兴安岭东坡地区中侏罗世含煤地层的划分、对比提供同位素年代学和生物地层学依据,而且为龙江盆地形成演化历史及油气资源勘查提供了基础地质新资料。     

低温泡沫钻进技术在漠河盆地冻土井工程的试验研究

低温泡沫钻进技术除了具有岩心采取率高、钻进效率高和孔内事故少的特点之外,还具有低导热性、低热容量及对钻井孔壁的热干扰小等特点。低温泡沫系统由空压机、泡沫液罐、热交换器、泡沫发生器和参数监测系统组成。通过对泡沫液和空气制冷后,经发泡器混合后可获得低温泡沫。利用低温泡沫作为冲洗介质进行取心钻进,孔内返出的泡沫经消泡后,可再次循环利用。该技术在漠河盆地冻土井工程中进行了应用,经试验数据分析,低温泡沫对冻土层温度的影响极小,岩心采取率高,满足冻土层取心钻进工作的要求。     

大兴安岭中段龙江盆地热河生物群化石组合及生存时限——来自生物地层、年代地层新证据

龙江盆地光华组层型剖面出露完整,沉积连续,含丰富的热河生物群化石,是大兴安岭中段研究热河生物群起源、演化及辐射的重点剖面之一。本文对光华组层型剖面进行了重新精细测制,认为光华组整合于龙江组安山质角砾熔结凝灰岩之上,被甘河组玄武岩局部不整合覆盖,自下而上可识别出下、中、上3个岩性段;对该组所产动植物化石进行了系统的采集和鉴定,丰富了大兴安岭中段热河生物群的生物类别,并依据新采集化石和前人资料,尝试建立了叶肢介、介形虫、植物化石、昆虫等组合,探讨了各生物组合特征。根据对光华组剖面中段顶底岩层进行了LA-ICP-MS U-Pb锆石年代学研究,揭示龙江盆地热河生物生存的时代为125.4±1.4Ma至120.1±1.1Ma,大致跨越500万年,反映龙江盆地热河生物群繁盛于从阿普特期早期至阿普特期中期。结合古生物特点和笔者前期研究成果,认为龙江盆地热河生物群生存的古环境可能是间歇性或季节性的湖泊;古气候应处于温暖湿润的季节性变化的暖温带,并伴有短暂的半干旱气候。     

陕西南宫山南坡火山岩崩塌景观地貌形成演化

南宫山国家地质公园景观地貌是研究崩塌地貌形态、成因和动力机制的典型野外实例。该地貌呈现出火山沉积砂砾岩的岩性特征及后期营力作用,属于典型基岩崩塌地貌。按照地貌各类要素的表现形态及分布特征,划分出崩塌母岩地貌、崩塌残存地貌、崩塌垮落地貌和崩塌堆积地貌四种类型,崩塌体典型运动方式为"解体→位移→崩落→堆积",其演化阶段可划分为解体、崩离、垮落、堆积及崩滑五个阶段。重力崩塌地貌易诱发地质灾害,应进行详细勘查,采取野外监测、设牌警示和工程治理等防治措施,保护人员及财产安全。     

大兴安岭扎兰屯地区晚古生代格根敖包组埃达克岩的发现及地质意义

大兴安岭中段扎兰屯地区晚古生代埃达克岩主要岩石类型为安山岩、粗面安山岩、英安岩和粗面英安岩,取得一个安山岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(316.9±2.4)Ma,代表火山岩喷发的年龄.岩石具有较高Si(Si O2=54.97%~63.80%),富碱并相对略富Na(Na2O/K2O1),富Al(Al_2O_3=14.97%~17.69%),高Sr(715.98×10~(-6)~2100×10~(-6)),低Y(12×10~(-6)~18.41×10~(-6))和Yb(1.02×10~(-6)~1.91×10~(-6))的特点.在原始地幔标准化蛛网图中,富集LREE,亏损HREE,Eu呈微弱正异常(δEu=0.97~1.30).同时Mg值介于0.35~0.57,平均0.46.总体特征属于高钾钙碱性埃达克岩(为C型埃达克岩的一种),来源于增厚的玄武质下地壳的部分熔融.扎兰屯地区晚古生代高钾钙碱性埃达克岩的发现,为兴安地块与松嫩地块的拼贴作用提供了新的线索,对正确认识区域地壳演化有着重要的构造意义,为本区寻找与埃达克岩有关的矿产提供了线索.     

高盐强酸性地下水中复合苯系污染物原位芬顿氧化实验研究

在原位氧化过程中,实际场地地下水和含水介质的物化特征是影响氧化效果的重要因素,而目前对此影响的研究较少。以某场地实际高盐强酸性复合苯系污染地下水为研究对象,以地下水中2-硝基-4-甲氧基苯胺(2-nitro-4-methoxyaniline,2-N)和3-硝基-4-甲氧基苯胺(3-nitro-4-methoxyaniline,3-N)为特征污染物,探究芬顿(Fenton)试剂原位氧化特征,并研究液相环境因素(初始H2O2浓度、初始Fe2+浓度、初始pH值、初始醋酸(Acetic acid,HAc)浓度、初始SO4^2-浓度)以及含水层介质对Fenton法去除2-N和3-N的影响。结果显示:(1)Fenton法去除2-N和3-N效果显著,且在初始液相条件为c(H2O2)=7 mmol/L、c(Fe²⁺)=4 mmol/L、pH=4、c(HAc)=0 mg/L和c(SO4^2-)=0 mmol/L时去除效果最佳;(2)各因素对Fenton法氧化2-N和3-N的影响不同,加入H₂O₂和Fe²⁺使2-N和3-N去除率上升,增大HAc浓度使2-N和3-N去除率下降;(3)含水层介质对2-N和3-N具有一定吸附性,且对3-N的吸附性强于2-N,二者在本实验中最大吸附态占比分别为29%和42%,而吸附态的存在会抑制Fenton法对2-N和3-N的去除;(4)矿物分析结果显示介质含有少量黄铁矿,在硫酸环境下,介质腐蚀溶解释放Fe²⁺,在达到一定浓度后,无需额外添加Fe²⁺即可完成Fenton反应进而去除2-N和3-N。     

黄河壶口瀑布国家地质公园开发建设构想

地质公园是地质遗迹景观和生态环境的重点保护区,是地质科学研究与普及的基地。黄河壶口瀑布的形成经历了一个复杂而漫长的演化过程。显露在河床及河谷两岸的地质遗迹,揭示着黄河壶口瀑布演化进程,对研究黄河发育史、晋陕峡谷的形成、瀑布成因、演化等问题,具有重要的科学理论价值。因此对黄河壶口瀑布国家地质公园的地质旅游资源进行了科学的综合评价,提出了开发构想。使黄河壶口瀑布地质地貌能得以科学的保护与合理的开发利用,不仅要将壶口瀑布建成我国著名的地质公园,更要将其建成我国的瀑布科学研究中心和科普教育基地。     

黄河壶口瀑布成因及与晋陕峡谷的关系

通过对黄河壶口瀑布区地质遗迹的考察 ,从岩性、构造、侵蚀作用、冰川作用诸方面论证了瀑布的成因问题 ,同时对黄河壶口瀑布与晋陕峡谷的关系以及广义及狭义概念上的瀑布形成时间进行了分析。