电性任意各向异性且分块连续变化CSAMT三维有限元数值模拟

考虑地球介质电导率任意各向异性且随空间位置连续变化的情况,本文实现了直接求解电磁场的可控源音频大地电磁测深（CSAMT）三维有限元数值模拟.首先给出了电导率任意各向异性介质中CSAMT二次电场满足的控制方程及其相应变分问题,然后采用任意六面体单元对研究区域进行剖分,在网格单元中对任意各向异性电导率进行线性插值,解决了实际工作中岩矿石电导率各向异性且连续变化的情况,将变分问题转化为线性代数方程组的求解.电导率各向异性且连续变化一维模型三维有限元数值模拟结果与电导率各向异性且分层均匀渐进模型解析解结果对比验证了方法的有效性;三维地电模型电导率随位置线性变化且各向同性、主轴各向异性、方位各向异性和倾斜各向异性的数值模拟结果表明,电导率各向异性且连续变化对CSAMT视电阻率和相位数据均有明显的影响.     

地震作用下附建式变电站电气设备动力响应

附建式变电站通常会对电气设备采取隔振措施以减小设备振动及噪声通过结构传播扰民。然而,目前常用的隔振装置系统的自振频率通常位于2～10 Hz之间,与地震动卓越频率相近。因此,这类隔振装置在地震发生时,往往无法发挥隔震效果,反而可能会放大地震的作用,导致采用了隔振措施的电气设备更容易受到损坏。通过有限元模拟的方法,旨在研究不同周期类型的地震动激励下,采用常规隔振方案的电气设备的动力响应。结果表明,采用普通隔振装置后,电气设备所受的竖向地震作用响应相较楼板处有不同程度的放大。这一发现对电气设备的抗震设计提出了重要的警示,需要更加谨慎地考虑隔振装置的选用,以确保设备在地震发生时能够有效地减小振动,降低损坏风险。     

青藏高原东缘晚新生代成都盆地物源分析与水系演化

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地中充填了3.6Ma以来的大邑砾岩、雅安砾石层和晚更新世—全新世砾石层,其物源均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征。本次以物源区分析作为切入点,以岷江和青衣江水系为重点,采用砾岩成分分析、砂岩岩屑成分分析、重矿物分析和砾石的地球化学分析等基本方法,开展青藏高原东缘晚新生代以来的古水系重建工作,研究结果表明,成都盆地主要有两个物源区,其中成都盆地北部的都江堰街子场、崇州白塔山、大邑白岩沟、大邑氮肥厂、彭州丁家湾、彭州葛仙山等剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古岷江的产物,而其与现代岷江在砾岩成分和重矿物特征等方面的差异性则表明古岷江可能存在改道的现象;成都盆地南部的庙坡剖面和熊坡东剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古青衣江的产物,但其流向却与现代青衣江的流向不同,表明熊坡背斜是在大邑砾岩沉积之后隆起的,它的隆起迫使古青衣江改道。     

“膨胀力”作用下致密砂岩储层石油运聚特征

在致密油成藏动力已有认识的基础上,从力的性质和作用效果的角度,对比分析了推动石油在致密储层中运移的"膨胀力"与常规储层情况下浮力之间的区别。论述了在"膨胀力"作用下,石油在理想致密砂岩模型中的运移模式、运移距离及致密油藏扩张规律。基于以上认识并结合实例,建立模型从动力学的角度分析了致密砂岩中隔、夹层及裂缝对石油运移富集的影响。分析认为:由于致密油与常规储层油藏在运移动力及运移模式上的差别,致密砂岩中隔、夹层将会在一定程度上阻碍石油的运移,造成成藏上物性较好的"空白带";在致密砂岩裂缝型油藏中,与裂缝直接接触物性较好的砂体是最具可能性的石油聚集区带。     

基于二次场电导率分块连续变化的三维可控源电磁有限元数值模拟

从电偶源三维地电断面可控源电磁法的二次电场边值问题及其变分问题出发,采用任意六面体单元对研究区域进行剖分,并且在单元分析中同时对电导率及二次电场进行三线性插值,实现电导率分块连续变化情况下,基于二次场的可控源电磁三维有限元数值模拟.这个新的可控源电磁三维正演方法可以模拟实际勘探中地下任意形状及电性参数连续变化的复杂模型.理论模型的计算结果表明,均匀大地计算的视电阻率误差和相位误差分别为0.002%和0.0005°.分层连续变化模型的有限元计算结果表明,其与对应的分层均匀模型解析结果有明显差异.三维异常体组合模型以及倾斜异常体等复杂模型的有限元计算结果也有效地反映了异常形态.     

GNSS天线阵列接收机数据采集与解码的实现及应用

首先介绍了能进行静态与实时动态数据采集的GNSS天线阵列接收机(最多可连接8个天线)的研制过程,该接收机通过GNSS OEM板与天线阵列共享设备的集成,大大降低了监测成本。基于研制的GNSS天线阵列接收机,详细讨论了观测数据的解码方法。采用美国天宝公司的BD970 OEM模块,在详细分析二进制消息格式的基础上,研制了数据采集与解码软件,并通过实际应用,证明了该系统可用于大坝、滑坡等的变形监测中,具有广泛的应用前景。     

页岩中气体的超临界等温吸附研究

页岩气等温吸附实验多为临界温度以上的吸附实验,其得到的吸附量为过剩吸附量。为了研究页岩气超临界等温吸附机理,运用重力法,在临界温度以上,分别进行了甲烷和二氧化碳在页岩中的高压等温吸附实验。在分析经典型吸附和超临界吸附区别的基础上,通过修改的超临界等温吸附模型(Langmuir方程和微孔充填(Dubinin Radushkevich,D-R))对实验数据进行了拟合。结果表明:简单的Langmuir方程可近似拟合甲烷吸附实验数据,但精度不高,且无法拟合二氧化碳的吸附数据;将吸附相密度作为可优化参数,修改的微孔充填模型和Langmuir模型能很好地拟合甲烷和二氧化碳的吸附数据,其中修改的微孔充填模型拟合效果最好,且回归得到的超临界甲烷吸附相密度同文献报道的一致,表明吸附气可能以微孔充填的形式存在。      

利用3S集成技术进行矿区沉陷精确调查与分析

地下煤矿资源开采引起的地面沉陷越来越严重,已成为制约矿区环境、社会经济可持续发展的主要地质灾害之一。本文构建了基于3S（RS+GPS+GIS）集成技术的矿区沉陷精确调查技术,重点利用多时相高分辨率光学遥感影像,通过数据处理及信息提取,获取了山东省济宁某煤矿的2003-2011年期间的地面沉陷位置、分布,统计了沉陷区面积,基于GIS技术分析了煤矿沉陷区的时空演变。实验证明：3S集成技术是进行矿山沉陷调查的最佳技术方法之一,可实现矿山沉陷的大面积、低成本、准确调查。     

四川盆地熊坡背斜构造特征及其成因机制

基于地震剖面解释、数字高程模型、历史地震、测年数据及钻孔等资料,分析了四川盆地熊坡背斜的构造特征、运动学特征及其成因机制。结果显示：(1)熊坡背斜与蒲江-新津断裂空间展布上具有较强的一致性,表现出断层传播褶皱模型,变形显著,缩短量为7.2 km,缩短率约为30％;(2)熊坡背斜隆起于(1.0±0.2) MaB.P.之后,且中更新世早期及晚更新世曾发生过强烈活动,使背斜两侧第四系厚度产生明显差异;(3)蒲江-新津断裂现今地震活动明显且小震频繁,曾有Ms=5.0～5.9的地震历史记录;(4)来自龙门山与扬子克拉通的挤压应力以及断层-滑脱作用是形成熊坡背斜的主要应力机制。熊坡背斜并非均匀应力下连续变形的产物,而是由于断裂活动时发生快速抬升而形成的。     

国外典型煤层气盆地可采资源量计算

随着国内煤层气勘探开发技术的逐渐成熟,国内油气公司开始着眼海外煤层气资源勘探开发。但由于国外煤层气盆地资料匮乏,有效评价其可采资源量是一个难题。选取国外几个典型煤层气盆地,将地质类比法引入煤层气可采资源量估算中。结合煤层气富集成藏的基本要素,依据煤层气盆地实际资料,优选了影响煤层气可采性的10个地质参数作为刻度区和预测区的相似系数,二态定性量化不同地质参数。以等温吸附法确定刻度区的采收率,结合实际采收率经验,采用蒙特卡洛组合抽样估算了可采系数的变化范围。通过对北美、俄乌哈和澳大利亚3个地区10个煤层气盆地的可采资源量计算和对比,发现澳大利亚的鲍恩盆地煤层气可采系数大,可采资源量丰富,具良好的勘探开发潜力。该方法可为国外其他煤层气盆地的可采资源量计算提供借鉴。