全国煤层气资源动态评价与可利用性分析

鄂尔多斯盆地东缘大宁−吉县区块深部煤层气勘探开发取得突破对煤层气产业带来重大影响,引起业内广泛关注和跟进。前期一些学者对深部煤层气勘探开发理论技术难点与对策开展了研究,但缺乏对典型气田开发先导试验系统总结。通过深入剖析深部煤层气地质特征与效益开发难点,总结大宁−吉县区块开发先导试验项目取得的进展和成效,明确开发规律并提出效益开发对策。结果表明：(1) 深部煤层具有广覆式发育、含气性好、游离气含量高、保存条件好、煤体结构好、脆性指数高、顶底板封盖性强等地质特征,但微构造发育、渗透性极差、矿化度高等因素制约了深部煤层气效益开发;(2) 不同地质条件下气井生产特征差异较大,通过先导试验落实气井产能和适应性开发技术对策,采用滚动开发模式可有效降低煤层强非均质性带来的开发风险;(3) 开展地质−工程一体化井网优化设计,构建井网与缝网高度弥合的人造气藏,可实现资源动用和采收率最大化;(4) “长水平段+多段多簇+大砂量”的大规模、大排量极限体积压裂技术可增大有效改造体积和井控储量,大幅提高单井产量;(5) 深部煤层气井具有“见气时间短、上产速度快、初期产量高、递减快”的生产特征,可实现短期快速规模上产,但气田长期稳产需持续新井投入;(6) 前期开发成本偏高,实现效益开发需不断提高工程作业效率、降低开发成本。综合认为,深部煤层气资源品质好,可动用性强,具备快速推广复制条件,大宁−吉县区块深部煤层气开发实践可为国内其他区块深部煤层气规模动用提供技术借鉴,对加快深部煤层气规模勘探开发具有重要意义。

     

面向2035年我国能源发展的思考与建议

富油煤作为一种集煤、油、气为一体的特殊非常规油气资源,通过原位热解可转化为高附加值焦油、可燃气及半焦固体燃料等,具有解决传统煤炭工业发展过程中绿色开发、清洁低碳利用难题的潜力。在减少煤炭开采污染、提高能效利用等方面,为碳达峰碳中和(“双碳”)目标的实现提供了新的解决方案,也为我国寻求油气资源战略依赖突围提供了重要路径参考。然而,目前国内富油煤地下原位热解的研究仅限于少数先导性试验研究,对于富油煤原位热解的地质环境影响研究与全生命周期地质保障技术探索亟待开展。

基于富油煤开发原位热解的地质环境扰动响应特征,重点探讨了富油煤原位热解对热解区岩体变质、覆岩损伤变形、地下水扰动、地表沉降及地表生态环境等方面的影响,总结了富油煤原位热解地质条件评价与过程监测主要内容和测试技术,梳理了富油煤原位热解地质保障面临的挑战。同时,结合理论研究、技术方法、感测装备、传感单元、数据解译、多源信息融合和工程实践等内容认识,提出了构建富油煤原位热解地质保障技术体系的思考。

分析认为,在富油煤原位热解的新型资源转化利用模式条件下,迫切需要研发与之相匹配的地质保障技术,制定完整的开发、设计、施工、评价方法和标准,以规范和引导富油煤热解技术的发展与应用。此外,还需要在充分挖掘和利用富油煤油气资源固有优势的基础上,积极推动富油煤清洁利用技术的研发创新、安全生产标准的提升以及生态环境保护的深度融合,为煤炭工业实现绿色转型和高效可持续发展提供全面的战略对策与保障。

     

火山岩地区断层活动时代鉴定中的问题及其讨论

通过野外地质、地貌调查,对新生代玄武岩普遍发育的吉林省靖宇县龙岗火山群地区的断层活动性进行了研究,结合断层物质ESR测年分析结果以及本地区第四纪火山活动的特点,发现ESR测年数据与野外实际观察到的地质现象比较相对偏新。文中讨论了产生这一现象的两个可能原因:1)研究地区大规模的第四纪岩浆喷发活动作为一种重要的热事件,对于先存的断层物质中的ESR测年信号具有"退火"和零化作用;2)化学风化作用、地下水的淋滤作用、次生物质的混入和富硅热液作用而导致的次生石英颗粒的增长,都可能会导致断层带物质ESR测年剂量的增加,从而引起测年结果偏新。因此,研究区ESR测年结果反映出的并非是断层最后一次的活动年代,而可能是断层活动的上限年龄。尽管与实际的断层活动年龄有较大的差距,但对于大型工程场地的地震安全性评价,尤其是对于能动断层的鉴定,这种"上限年龄"仍然具有十分重要的应用价值     

营口-潍坊断裂带的新构造和新构造活动

裂带是郯庐断裂带通过渤海的部分.郯庐断裂带是我国东部一条规模巨大的NNE-NE向构造带,具有长期发育的历史,新近纪以来的新构造活动相当强烈,尤其是位于渤海的营潍断裂带.但因以前渤海石油地质勘探和研究注重古近纪的地层和构造,而有关新近纪以来的地质资料甚少,致使它成为郯庐断裂带新构造和新构造活动研究程序最低的部分.     

汶川地震损失快速评估

本文根据历史震害统计资料并结合前人研究,给出了四川、陕西、甘肃三省不同结构类型住宅的震害矩阵;结合汶川地震烈度图和三省的社会经济统计数据,包括人口、人均住房面积、不同结构住宅比例等,进行震后损失快速评估,得出四川、陕西、甘肃三省县级地理单元的住宅破坏情况、无家可归人数、住宅经济损失等评估数据,为抗震救灾提供决策依据。评估结果显示,如果按总体损失指标（经济损失或无家可归人数）,江油、三台、安县、都江堰市、绵竹市、中江县是损失最严重的六个县;如果按照人均损失指标（人均经济损失或每万人无家可归人数）,北川、安县、汶川、平武、绵竹、青川等是受灾最严重的六个县。通过比较县级地理单元的损失情况,作者认为在这次地震中,人均损失指标比总体损失指标更能代表一个地区受灾的严重程度,用总体损失指标来评估一个地区的因灾损失程度,用人均损失指标来评价一个地区的受灾程度。本文最后给出了考虑地震烈度空间分布异性的震后损失快速评估技术流程。     

顾及有效角动量与IGS超快解数据的极移预报方法

极移高精度预报对卫星实时定轨、深空探测器导航等应用至关重要.本文提出了一种联合有效角动量(Effective Angular Momentum, EAM)与国际全球卫星导航系统服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的超快解数据进行极移预报的方法.该方法基于IGS超快解数据得到的极移第1天预报值, 对引入EAM得到的极移预报结果进行校正, 获得联合预报值.首先, 基于LS(Least Squares)+AR(Auto-Regressive)模型实现了引入EAM的极移预报, 相对国际地球自转与参考系统服务组织(International Earth Rotation and Reference Systems Service, IERS)提供的公报A数据, 在超短期(第1~10天)预报跨度可以得到更高精度的极移预报结果, 其中大气和海洋角动量发挥了主要作用.其次, 鉴于IGS超快解数据精度高、更新快的特点, 以IGS超快解为基础数据, 基于LS+AR模型可以得到极移第1天预报值, 其精度显著优于IERS公报A的极移第1天预报值.最后, 利用第1天预报值对顾及有效角动量的预报结果进行校正获得了联合预报值, 进一步提高了超短期极移预报精度(尤其是第1~5天).2020年7月24日—2022年1月30日间的联合预报结果表明: 第1~20天的预报值总体优于IERS公报A的预报值.其中, 第1~10天的预报精度显著提升, 在预报第1天, X、Y方向预报值相对公报A预报值的精度提升分别可达39.5%~62.3%和24.5%~51.9%;在预报第10天, 相对公报A预报值的精度提升分别可达28.0%~28.9%和21.9%~23.4%.

     

ICESat-2水深提取方法及其反演应用

相比于传统水深测量方法, 结合主动激光卫星ICESat-2数据与被动光学遥感影像的主被动融合水深反演方法具有低成本、覆盖面积广、不受地域限制、无需地面实测数据等优点.研究选取澳大利亚大堡礁中部的John Brewer Reef和南部的Fitzroy Reef为实验区, 开展主被动融合水深反演实验.针对ICESat-2光子点群信噪比低、光子点水深信息提取和改正难的问题, 本文提出基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法, 并顾及海面倾斜引起的入射角偏移, 改进了Parrish水体折射改正几何模型.实验表明, 基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法可以高效准确地提取出有效的海面、海底光子点群; 经过地球物理改正和基于改进模型的水体折射改正后, 水深变浅, 且改正项与改正前水深呈线性关系, 线性系数约为-0.2550.实验将提取并改正后的ICESat-2光子点水深与经大气校正、耀斑校正、空间域滤波等预处理后的Sentinel-2影像进行空间匹配构建水深反演样本集, 并利用单波段模型(SB)、比值模型(BR)、Lyzenga多项式模型(LP)、二次多项式模型(QP)、三次多项式模型(CP)、支持向量回归模型(SVR)、多层感知器模型(MLP)、随机森林回归模型(RF)等水深反演模型对实验区全域水深进行反演.通过对比分析多种水深反演模型在不同地理区域和ICESat-2水深样本分布条件下的表现, 研究为不同场景下的主被动融合水深反演策略提供了一定的科学依据.

     

瑞利波相速度和椭圆率与远震P波联合反演蒙古中南部地壳高分辨率S波速度结构

利用蒙古中南部台阵记录的连续背景噪声数据、天然地震面波数据和远震P波波形数据, 开展瑞利波相速度、椭圆率和远震P波叠加波形的联合反演, 建立了蒙古中南部地壳三维S波速度模型.结果显示, 蒙古中南部的瑞利波相速度及椭圆率、沉积基底深度、莫霍面深度、地壳S波速度在蒙古—鄂霍茨克缝合线和蒙古主构造线南北两侧分布均有明显差异, 暗示了这两条缝合线至少为地壳级别的分界.中戈壁火山和Bus-Obo火山在地壳内相互连通, 在下地壳存在大面积低速层.我们推测杭盖穹隆上地幔热物质上涌在中戈壁带地壳底部形成岩浆囊, 为这两座板内火山活动提供了岩浆来源.

     

电阻率二维神经网络反演

由于非线性特性地球物理反演一直以来都是一个比较困难的问题. 近十年来,非线性反演方法如人工神经网络、遗传算法在地球物理数据解释中得到越来越多的应用,但目前基本仍限于一维反演问题. 对于二维反问题,反演参数较多,神经网络反演运用较少. 本文利用BP神经网络优化方法,实现了电阻率二维非线性反演. 与传统线性化的迭代反演比较,神经网络反演能够克服传统方法的不足、获得更好的反演结果.     

内蒙古地区中强地震序列特征研究

根据内蒙古地震台网记录报告,对内蒙古地区中强地震(Ms≥5.0)的序列类型进行分析判断,对研究区地震序列类型的地区分布作了总结,并对不同类型序列与地质构造环境的关系作了简单分析,结果对本区今后的中强地震趋势判定有一定帮助。