泡沫压裂液添加剂对煤层甲烷扩散影响的分子模拟

利用分子模拟软件Materials Studio（MS）建立了一定温度、压力条件下,考虑含水煤层、泡沫压裂液起泡剂、稳泡剂相互作用的狭缝孔分子模拟模型。基于分子扩散理论计算并评价了分别在常见的4种起泡剂以及4种稳泡剂影响下的甲烷分子扩散能力大小。结果表明,与原始含水煤层相比,加入起泡剂十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱后,甲烷自扩散系数分别降低了71.3%、74.7%、56.3%和54.0%。相比于仅加入起泡剂（十二烷基苯磺酸钠）的情况下,加入稳泡剂聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇和羧甲基纤维素后,甲烷自扩散系数分别降低了63.2%、57.9%、55.3%和71.1%。据此可知,起泡剂是降低含水煤层中甲烷扩散能力的主要因素,而稳泡剂的使用会进一步降低甲烷扩散能力。在起泡剂和稳泡剂的共同影响下,甲烷自扩散系数降低超过了80%,这对煤层气产出极为不利。建议在保证泡沫压裂液泡沫性能前提下,通过优化起泡剂分子结构、减少用量以减小起泡剂和稳泡剂对甲烷扩散的影响,并尽量避免使用大分子稳泡剂。     

辽宁省海岸带软土模型及沉降系数研究

在大量工作区原位测验和室内实验室静动力力学三轴试验的基础上,根据适用性和实用性选择合适的土体弹塑性本构模型,并重点针对辽宁省海岸带的软土建立宏观数值模型,总结出不同的的埋深,层厚对场地工程性质的影响,探求区域软土沉降的规律。针对已建立的土静力学模型开展模型验证,验证主要以轴对称问题的径向排水固结试验和固结不排水试验验证已建立的本构模型的准确性;并与常规的av1-2, e-lgp等规范方法计算成果进行对比分析后,选择较合理的沉降计算方法,确定本区域沉降计算经验系数Ψs,供估算沉降时应用。基于三种非线性模型计算研究和三轴试验对比,得出了区域的软土实用本构模型,营口—辽滨经济区采用非线性邓肯-张模型较为合适,东港—浪头地区采用剑桥修正模型较为准确。     

南黄海盆地下古生界油气地质条件与勘探前景

钻探、包裹体分析及地球化学探测表明,南黄海盆地深部海相中—古生界存在油气充注过程,具备较好的油气资源潜力。基于南黄海盆地最新的地震资料解释成果和邻区下扬子陆域最新的钻井资料的充分认识,通过对南黄海中—古生代海相盆地的构造区划、下古生界成藏要素及油气成藏组合的系统分析,阐述了下古生界油气地质条件与勘探前景。研究结果表明：①南黄海盆地是受多期构造运动叠加改造形成的残留盆地,下古生界构造形变作用较弱,地层保存较完整,盆地中部崂山断隆带的高石稳定带构成了下古生界构造相对稳定带;②下古生界油气地质条件较优越,下寒武统烃源岩厚度较大且有机质含量较高,以Ⅰ型干酪根为主,中寒武统—奥陶系多发育交代白云岩和颗粒灰岩,可作为较好的储集层,上奥陶统—下志留统厚层泥质岩广泛发育,具备较好的封盖能力,可作为一套区域性盖层;③下古生界生储盖组合配置良好,相对稳定的高石稳定带发育多个大型构造圈闭且存在油气充注,构造圈闭与油气形成时空匹配较好,后期构造破坏较弱,油气保存条件较好,可作为南黄海盆地深部海相油气勘探的有利区带。     

岩石Biot系数对地层沉降量影响规律研究

石油、天然气及地热等资源开采会引起地面沉降, 现今进行地面沉降计算时往往忽略Biot系数对压缩值和沉降量的影响, 通常默认Biot系数值等于1。故理论计算沉降量与实际产生的结果间存在一定的误差。这可能对工程成本投入, 工程设计等产生一定的影响。因此, 为了研究Biot系数对沉降量的影响, 更为准确的计算地层真实沉降量, 本文通过声波测试及室内岩石三轴压缩两种方法对岩石Biot系数进行测定, 声波测试试验通过测得纵波和横波波速计算Biot系数为0.528, 通过三轴排水试验和限制压力与水压等量增长试验分别获得了试验计算出Biot系数为0.665。最终通过FLAC3D软件计算Biot系数为1及Biot系数为试验实测值的地层沉降量, 研究岩石Biot系数对地层沉降量的影响, 研究发现沉降量随着Biot系数的增大而增大。     

跨孔超高密度电阻率法在球状风化花岗岩体探测中的应用

稻城古冰帽中心海子山广布粒度成分不同的由冰碛物和冲洪积物等组成的松散堆积物,给高海拔宇宙线观测站(LHAASO)规划建设带来挑战。对高坡垄岗部位5处冰碛花岗岩砾石、堰塞盆地中2处阶地冲洪积物进行现场观测和取样分析。对106块砾石采用线面集中统计,得到冰碛物砾石数量占百分比较高的砾径为0.5~2.5 m,面积2.5~7.5 m²,体积5 m³。块石形状多为长方体-厚板状,部分面接触为主。采用音频大地电磁法(AMT)等进行探测,解释得到场地冰碛体厚约30 m。对冲洪积物的含砾土和细碎屑土的2个砂砾样品用筛分法和激光粒度法进行粒度成分测定,得中值粒径d₅₀=2 mm、0.7mm,不均匀系数C_u=5.40、2.42,曲率系数C_c=0.60、0.95。这两种冲洪积物均为不良级配的土,即均粒土。这些成因和结构不同的冰碛物和冲洪积物对工程布设有不同影响,在工程实践中给予了区分利用。     

侵蚀性风化花岗岩坡地土壤发育特性

新疆天山山脉海拔落差大,受气候及地形条件的影响其垂直分带性显著。天山山脉独特的地理位置及地质构造特征决定了山脉植被特征及垂直带谱发育的复杂性,也是影响坡积土分布与发育的重要条件。本文通过总结新疆天山山脉整体空间地理格局、地质造山过程和特殊地质地貌发育特征,进而明确了坡积土的风化成生过程及演化机制,并分析了天山山脉垂直分带划分界限及各分带内坡积土表层植被和地质灾害分布特征。研究表明：(1)新疆天山山脉横贯新疆中部,山脉发育主要受到古生代陆缘增生-碰撞造山、新生代晚期陆内造山及持续的冰川侵蚀等作用演化而成,其独特气候环境条件的差异性及规律性造就了天山山脉地貌发育具有水平过渡完整、垂直分带特性显著等特点;(2)天山山脉坡积土风化成生过程经历了原位风化、运移沉积及有机质积聚三环节,各环节依次进行又同时发生,具有循环递进特点;(3)依据海拔梯度与水热条件可将坡积土类型进行垂直分带划分,主要表现在：以博格达峰为代表的天山山脉北坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为高山原始土、高山-亚高山草甸土、山地黑钙土、栗钙土、灰褐土、荒漠灰棕漠土;以托木尔峰为代表的天山山脉南坡坡积土类型沿海拔由高到低依次为：高山原始土、高山-亚高山草甸土、淡栗钙土、棕钙土、棕漠土;(4)天山山脉坡积土地质灾害受不同海拔处地貌条件及气候环境因素影响而产生了垂直分带特性,可以划分为冰川动力作用型、冰水侵蚀作用型、降水补给作用型。研究为明晰不同海拔内坡积土垂直分带及地质灾害特征提供基础指导价值。     

塔中地区古生界碎屑岩成岩作用及其对储层的影响

通过取心井常规薄片、铸体薄片、扫描电镜、X衍射等资料的分析,研究了塔里木盆地塔中地区古生界碎屑岩成岩作用及其对储层发育的影响。研究结果显示,研究区碎屑岩储层处于中成岩A期,且经历的主要成岩作用有压实与压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用和重结晶作用等。另外,这些成岩作用对储集层孔隙发育及储层性质具有明显的影响：压实与压溶作用、交代、胶结作用、石英长石的次生加大以及重结晶作用使储层孔隙体积减小、物性变差,如压实与压溶作用使本区储层孔隙度损失14.1%~25.3%,交代、胶结作用使孔隙度损失13.9%;溶蚀作用是增加储集空间、改善储层物性最重要的成岩作用,如石英、长石及岩屑颗粒的溶蚀作用使储层产生次生孔隙,导致本区储层孔隙度平均增加6%~8%。     

压力对淤泥中C-N-S-Fe-H2O体系的影响

C、N、S、Fe是地下水中控制氧化-还原反应的主要元素,淤泥是黏土的演化初期,淤泥演化为黏土过程中会影响含水层水量水质,可能会造成地下水污染;其中的水岩相互作用可以概化为C-N-S-Fe-H₂O体系的相互作用。淤泥演化过程的实质是淤泥在压力的作用下孔隙度不断变小,逐渐固结成岩;淤泥内部不断发生生物地球化学反应,C-N-S-Fe-H₂O体系驱动各种物质的形态结构不断发生改变,其中加压速率和加压模式会影响淤泥里的C、N、S、Fe重要组分固液相的转化。本研究运用自主研发设计的增压装置,探究在3种加压速率(0.04 MPa/12 h、0.04 MPa/24 h、0.04 MPa/36 h)和加压模式(0.040.02 MPa/12 h、0.04 MPa/12 h、0.040.06 MPa/12 h)的情况下,固体介质中C、N、S、Fe向孔隙水释放的规律。结果表明:(1)匀速加压速率越慢,加压初期溶解性有机碳(DOC)、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}释放速率越快, {\mathrm{NO}}_3^{-}和Fe²⁺浓度变化增大;DOC、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺释放总量越多。(2)不同的加压模式,加速加压(0.040.06 MPa/12 h)下 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe²⁺的浓度波动较大;DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的总释放量为加速加压(0.040.06 MPa/12 h)大于匀速加压(0.04 MPa/12 h)。(3)加压过程中,DOC和 {\mathrm{SO}}_4^{2-}呈显著正相关,改变加压速率会改变DOC, {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的相关性。本研究表明改变加压速率和加压模式会对DOC、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}和Fe²⁺的释放速率、释放总量和C、N、S、Fe的转化造成影响,其本质为氧化-还原反应和水岩相互作用的强弱发生了变化;本研究为地质演化过程中压力导致的主要元素变化提供了新的认识,认识到了隔水层会影响含水层的水质和水量,为原生劣质地下水的成因和地下水污染防治提供了新思路。     

塔里木河流域2000-2014年地表覆盖动态变化监测

针对塔里木河流域脆弱的生态环境,该文采用地理信息系统、遥感技术手段提取2000年、2006年、2009年、2012年以及2014年塔里木河流域地表覆盖分类数据并对其变化特征进行分析.结果表明:2000-2014年塔里木河流域除水域、荒漠与裸露地表面积减少外,其余地表类型均呈增加趋势,其中变化量最大的为荒漠与裸露地表、冰川与积雪、耕地、草地,其变化量分别为-34 558.1 km2、14 351.15 km2、6 471.79 km2、6 383.94 km2.2000-2014年塔里木河流域荒漠与裸露地表面积减小,主要转变为了草地、林地与耕地;耕地面积增加主要来自于林地、草地、荒漠与裸露地表;冰川和积雪的面积增加主要增加来源为林地、草地和荒漠与裸露地表.     

Fluid Inclusions in Surface‐temperature Halite: Sample Preparation and Application

Paleo-temperature and paleo-environment can be interpreted from measuring homogenization temperatures of fluid inclusions within halite. In order to conduct such measurements, vapor bubbles within low-temperature fluid inclusion often need to be created through cooling process by using cooling stage or freezer. Proper cooling is critical for interpreting measured temperature data. We tested two common cooling methods, using heating/freezing stage and freezer, for studying fluid inclusions in halite precipitated in laboratory at conrtolled temperature of 25℃. While using the heating/freezing stage, halite samples were kept at-18℃ for 40–50 min; whereas for freezer, samples were stored at-18℃ for 1, 10, 20 and 40 days, respectively. By comparing the homogenization temperatures of the two cooling processes, we explored the detailed experimental processes and developed an optimal cooling nucleation procedure for homogenization temperature analyses of fluid inclusions within surface-temperature halite. The results show that the maximum homogenization temperatures from both methods approximate the actual brine temperature of 25℃. However, extended refrigeration time has noticeable influence on the results. The refrigeration time of the experiment can be shortened to meet requirements.