煤层气田单/合层开发影响因素分析及应用

鄂尔多斯盆地东缘保德区块是国内中?低阶煤中首个完成5亿m3产能建设并达产的煤层气田,在中国煤层气行业树立了标杆地位。在区块开发过程中,大多数煤层气开发井两套主力煤层合层开发取得了良好的效果,均优于单层开发;但在局部区域,在相同的开发技术工艺条件下,部分开发井合层开发效果不理想,单层开发优于合层开发。从保德区块各煤层气单/合层开发井的地质条件、气藏特征及产气效果3个方面对区块进行整体评价,研究认为,煤层气地质条件是控制单/合层开发效果的根本因素,控制气藏特征并与之共同影响产气效果。根据主要量化指标确定单/合层排采效果差异性,优选1套确定煤层气井单/合层开发优选的量化评价指标,即对于2套煤层原始地层压力差值不超过0.6 MPa、临界解吸压力差值小于0.4 MPa、渗透率差值在2×10?3 μm2以内,适合煤层气合层开发。在此基础上,指出下步区域及层系开发调整的重点区域,即区块1单元西部、2单元中西部优先单层开发8+9号煤层更有利,3单元南部优先单层开发4+5号煤层更有利;针对区块8+9号煤层剩余未动用储量多的区域,可通过调整层系开发顺序的方式,即暂时封堵4+5号煤层、优先开发8+9号煤层。研究成果对多层系煤层气田高效开发具有重要指导意义。      

鄂尔多斯盆地东缘深部(层)煤层气勘探开发理论技术难点与对策

我国深部(层)(以下均指埋深大于2 000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。2019年以来,鄂尔多斯盆地东缘(鄂东缘)大宁–吉县区块逐步进入深部(层)煤层气“规模勘探+先导试验”阶段,直井日产气量突破2×104 m3,水平井日产气量突破10×104 m3,这一标志性成果既突破传统意义上煤层气勘探开发领域的深度禁区,使得煤层气总资源量有望在30.05×1012 m3基础上大幅度增加,又将成为“十四五”乃至长远煤层气产业实现规模发展的重点勘探开发方向。面对以地面传统钻井、压裂(储层改造)、排采(举升)、集输和数智化等为主体技术及开发方式的迫切需求,鄂东缘深部(层)煤层气面临许多基础理论和技术难点,包括:成藏机理和赋存规律,有利区优选方法;高产主控因素及控制机理,解吸–渗流机理与开发规律,“地质–工程一体化”开发甜点分类评价标准,关键开发指标确定方法和依据;低成本优快高效钻完井技术,水平井水泥环高效密封控制技术;煤岩缝网形成机理,低成本、高效、环保压裂入井材料,改造后缝网孔渗特征、流动规律;高盐、高水气比、出砂等工况下排采及举升控制技术;高效节能集输、规模开发所需复杂集输管网稳定运行理论与实践体系;数智气田建设和人工智能应用研究。在系统梳理上述难点基础上,针对性地提出勘探地质、开发地质、钻完井、压裂(储层改造)、排采(举升)、集输与数智化等理论与技术的研究方向和具体对策,这一成果不仅对加快鄂东缘深部(层)煤层气规模上产具有重要的指导意义,而且对国内外深部(层)煤层气规模开发具有很强的引领和示范作用,也可有力推动煤层气产业高质量发展、支撑实现国家碳达峰碳中和目标与保障清洁能源安全。      

甘肃新近系疏松砂岩成因

近年来重大地下工程中揭露一套结构疏松,自稳能力差,涌水、塌方等工程事故频发的岩层,即疏松砂岩。分析其成因及赋存环境对认识其特殊性质及应对相关工程问题都具有重要意义。本文结合甘肃新近系沉积环境,采用室内粒度分析试验、SEM及XRD试验,并与现代沙漠风成沙与河床水成沙对比,从其分布及产出特征、粒度特征、石英颗粒表面特征及胶结特征等方面对其成因进行分析。研究表明,这套疏松砂岩与相邻岩层产出相近,归属于甘肃新近系红层;其粒径相对集中,胶结物含量少、胶结差,孔隙度大;石英颗粒表面发育蝶形坑、麻面及硅质沉淀等典型特征。综合其各种特征,甘肃新近系疏松砂岩为新近纪干热气候环境下风沙活动的产物,且受后期赋存水环境作用的影响。     

新疆西准噶尔早石炭世沉积地层的物源及构造环境

沉积物的地球化学和碎屑锆石特征在沉积岩物源分析及构造背景的研究中具有较为重要的作用.对克拉玛依后山地区早石炭世包古图组和太勒古拉组碎屑岩样品(共42个)进行了岩石学和地球化学研究,结果显示,这套碎屑岩的主量元素SiO₂含量为54.64%~73.14%,Al₂O₃含量相对较高(11.89%~19.36%),(TFe₂O₃+MgO)含量比较高(3.97%~9.99%),反映岩石化学成熟度偏低.岩石稀土元素含量变化较大,在83×10-6~252×10-6之间变化,无Ce异常,Eu呈微弱负异常,具有低的∑REE等特征,与大洋岛弧型砂岩相似.采自这2个组的碎屑锆石U-Pb定年结果表明,包古图组有340 Ma和440 Ma两个主峰值,主要来源于石炭纪、志留纪的源岩;太勒古拉组碎屑锆石主峰值为325 Ma,其年龄与地层年龄很接近,推测其主要来源于同沉积石炭纪岩石.根据主、微量及稀土元素等多个构造环境判别图解的综合分析,结果表明早石炭世包古图组和太勒古拉组沉积物的物源特征及沉积构造背景较为相似,主要为大洋岛弧-大陆岛弧环境下的中酸性火山岩,夹有少量基性火山岩.      

洮河流域土地利用／覆被变化的水文过程响应

土地利用/覆被变化是导致流域水资源发生变化的重要原因.以中国西北地区的洮河流域为研究区,构建适宜于洮河流域的分布式水文模型(SWAT),在综合考虑流域1985-2000年间土地利用/覆被变化特征的基础上建立多种土地利用/覆被情景,并对不同情景下的水文过程进行模拟,得到以下结论:(1)经校准后的SWAT模型,其验证期的相关系数R~2、相对误差R_e和效率系数E_(ns)分别为0.83、-8%和0.68,说明SWAT模型在洮河流域径流量模拟中具有较高的适用性.(2)草地、林地和耕地是洮河流域的主要土地利用类型.林地的壤中流、土壤湿度和产水量最大,耕地的地表径流和蒸散量最大.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下地表径流增加了1.72%,地下径流和产水量降低了0.8%和0.4%;耕地扩张和城镇建设用地情景下流域地表径流明显增加,生态恢复情景下流域地表径流和产水量均有所降低.(3)从月径流量来看,林草地可以减小最大与最小流量的变幅,而耕地的作用正好相反.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下汛期地表径流增加1.67%,地下径流减少0.83%,产水量减少0.36%;非汛期地表径流增加1.86%,地下径流减少0.63%,产水量减少0.46%.说明林草地减少对非汛期的影响更大.     

基于浮标实测数据的WindSat海洋反演产品精度分析

To evaluate the ocean surface wind vector and the sea surface temperature obtained from Wind Sat, we compare these quantities over the time period from January 2004 to December 2013 with moored buoy measurements. The mean bias between the Wind Sat wind speed and the buoy wind speed is low for the low frequency wind speed product(WSPD_LF), ranging from –0.07 to 0.08 m/s in different selected areas. The overall RMS error is 0.98 m/s for WSPD_LF, ranging from 0.82 to 1.16 m/s in different selected regions. The wind speed retrieval result in the tropical Ocean is better than that of the coastal and offshore waters of the United States. In addition, the wind speed retrieval accuracy of WSPD_LF is better than that of the medium frequency wind speed product. The crosstalk analysis indicates that the Wind Sat wind speed retrieval contains some cross influences from the other geophysical parameters, such as sea surface temperature, water vapor and cloud liquid water. The mean bias between the Wind Sat wind direction and the buoy wind direction ranges from –0.46° to 1.19° in different selected regions. The overall RMS error is 19.59° when the wind speed is greater than 6 m/s. Measurements of the tropical ocean region have a better accuracy than those of the US west and east coasts. Very good agreement is obtained between sea surface temperatures of Wind Sat and buoy measurements in the tropical Pacific Ocean; the overall RMS error is only 0.36°C, and the retrieval accuracy of the low latitudes is better than that of the middle and high latitudes.     

2004年-2013年WindSat海表面温度产品与浮标观测对比

利用美国国家浮标数据中心NDBC和热带大气海洋计划TAO浮标的海表面温度数据,对WindSat 2004年-2013年近10年的海表面温度产品进行了验证。结果表明,在美国沿岸海域,WindSat反演得到的海表面温度的平均偏差为0.10℃,标准偏差为0.59℃;在近赤道太平洋海域,反演得到的海表面温度的平均偏差为-0.15℃,标准偏差为0.33℃。WindSat海表面温度在夏季相对浮标实测值有正偏差增大和负偏差缩小的趋势,在美国东海岸以及墨西哥湾区域部分站点反演得到的海表面温度的标准偏差较大,其标准偏差超过1℃。在5-10 m/s风速段,WindSat海表面温度反演效果比较理想,平均偏差和标准偏差相对恒定。当风速大于12 m/s时,WindSat海表面温度反演的不确定性明显增加。与AMSR-E月平均海表面温度产品对比发现,夏季,WindSat SST较AMSR-E偏低;冬季,WindSat SST较AMSR-E偏高。     

用小波分析反演星载SAR图像海面风向

为更好地利用合成孔径雷达SAR图像本身的风条纹信息来反演高精度的海面风向,采用不同模式、不同极化方式的星载ASAR图像,基于抽样小波变换结合快速傅里叶变换的方法反演海面风向,同时将该方法反演的结果与传统的傅里叶变换法和改进的局部梯度法反演的结果进行了对比。结果表明,抽样小波变换应用于海面风向的反演是可行的,反演的风向精度优于传统的傅里叶变换法和改进的局部梯度法。ASAR不同模式、不同极化方式的数据反演结果存在着一定的差异。     

中国西部地区一次能源供应时空格局变化及其影响

由于存在着资源及其开发利用的明显局限性,能源供应范围的不断扩张成为国家和地区现代化进程的一种必然趋势。作为中国重要的能源资源产地,西部地区一次能源探明储量约占全国资源探明总量的64.3%,在国家能源供应保障协调发育中的战略地位极为重要。本文对中国西部地区1952-2005年一次能源供应的时空格局变化及其影响进行了全面分析。分析的结果表明:第一,作为资源禀赋相对富足的地区,西部地区一次能源供应经历了从地区自给向区外输送的根本性转变;第二,在这一时空格局的转变过程中,西北区外输能力的迅速增长起到了决定性的作用;第三,遗憾的是,如此大规模的资源开发对当地财富积累产生的积极作用很是有限;第四,正因如此,需要重新思考以往西部地区单一能源资源外输传统模式的利弊及影响。     

辽河口水域溶解氧与营养盐调查与分类

根据2003年9月辽河口水域营养盐和溶解氧的调查结果,讨论了辽河口水体中的溶解性无机氮(NO3-N、NO2-N、NH3-N)、活性磷酸盐(PO4-P)和溶解氧(DO)的含量、分布与变化特征以及相关关系。结果表明：辽河口溶解态无机氮含量范围为3．26～59．67μmol／L,活性磷酸盐含量范围为0．05～0．95μmol／L,溶解氧范围为0．086～0．208mmol／L。溶解氧、营养盐关系的统计分析结果表明：DIN与AOU(表观耗氧量),PO4-P与AOU之间显著或高度显著相关,营养盐之间也存在相关性,并对调查区域水质进行评价分类。