海域天然气水合物地层微生物自修复固井水泥浆的水化控热作用机理

随着深海天然气水合物资源开发的深入,固井技术成为保障开采安全的关键环节。固井水泥浆的水化热控制对于防止水合物分解、确保井筒稳定性具有重要意义。目前,微生物技术在固井水泥浆中的应用已取得初步进展,尤其是在提高水泥浆力学性能方面,但是在调控水化热方面的研究仍相对较少。本研究旨在探索微生物固井水泥浆在深水水合物地层中的应用前景。通过开展水泥浆水化热测试、热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)测试,探究了微生物矿化作用对水泥浆水化热及水化过程的影响机理。本文研究表明,微生物自修复固井水泥浆在降低水化热方面具有显著优势,尤其是在水化中后期,其累积水化放热量较对照组降低了13. 19%。微生物矿化反应生成的碳酸钙有效抑制了水泥水化反应,导致水化放热峰值滞后,且在水化过程中持续降低水泥浆的水化速率。此外,微生物自修复固井水泥浆中游离水和水化硅酸钙凝胶的含量均高于对照组,而氢氧化钙含量较低。碳酸钙含量与水泥浆水化放热量之间存在最优值,超过3. 0%后,水化热开始降低。本研究为解决深水水合物地层固井水泥浆水化放热导致水合物分解的问题提供了新的技术途径,对于开发适应极端海洋环境的固井水泥浆体系具有重要的参考价值。     

重庆北碚和平水库剖面下侏罗统大安寨段湖相碳酸盐岩岩石类型及沉积环境

四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段一直是四川盆地致密油勘探的重要层位之一。针对该层位的研究已逾半个世纪,但岩石类型分类粗略、沉积环境及储集岩类型认识不清等问题是导致该层段致密油勘探未获重大突破的重要原因。鉴于此,笔者等开展了对四川盆地东部重庆北碚和平水库剖面下侏罗统自流井组大安寨段湖相碳酸盐岩岩石类型及沉积环境的研究。研究发现,该剖面大安寨段为湖相碎屑岩与碳酸盐岩的混合沉积,由5大类岩石组成,可细分为14种岩石类型。碳酸盐岩厚度占剖面总厚度的60％以上,以泥晶灰岩为主,介壳灰岩和介屑灰岩次之;在纵向上形成了4个较为典型的向上变浅沉积序列。根据各岩石类型宏观、微观沉积特征及岩石纵向组合形式,进一步分析了各岩石类型的沉积环境,结果表明,北碚地区下侏罗统大安寨段沉积时期为滨、浅湖环境,以低能碳酸盐沉积为主;高能与较低能环境成因的介壳滩并非碳酸盐沉积的主体。湖泊进入碳酸盐沉积阶段和钙质骨壳生物的大量繁育是大安寨期湖相碳酸盐岩形成的主要原因。结晶介屑灰岩和泥晶白云岩可能是川东地区致密油的储集岩类,在今后的勘探中,应提高对滨浅湖环境、易受大气淡水改造的岩石类型的重视程度。     

2008～2016年重庆地区降水时空分布特征

利用2008~2016年国家气象信息中心提供的0.1°分辨率的中国地面与CMORPH融合逐小时降水产品,分析了重庆地区的降水时空分布特征,尤其是小时强降水的时空分布特征。结果表明:(1)年均降水量总体呈西低东高分布,大值中心位于重庆东北和东南部,且存在一定的季节性差异,特别是夏季,西部降水明显增强,总降水呈两高(西部、东部)一低(中部)的分布;降水频次、降水强度与地形的相关性较高,海拔高度较高的山区(海拔高度>1000 m)降水频次多大于盆地和丘陵区(海拔高度<1000 m),降水强度与之相反,且小时强降水多发生在迎风坡前侧的过渡区域,说明高海拔区域易出现降水,但降水强度不强,而地形抬升则是触发强降水的重要原因,导致山前降水明显大于山峰。(2)重庆地区降水主要集中在5~9月,降水量、降水强度和小时强降水频次均呈单峰型分布,峰值出现在6~7月,降水频次呈双峰型分布,一个峰值出现在5~6月,另一个峰值出现在10月,7~8月为低频期,与副高控制下的连晴高温天气有关。(3)重庆地区降水存在明显的日变化特征,降水以夜雨为主,且降水峰值出现时间表现为向东延迟的特征,重庆西部日峰值出现在凌晨02:00(北京时,下同),中部出现在清晨05:00,东北部出现在早上08:00。从不同季节来看,春季、秋季和冬季降水日变化呈单峰型分布,主要集中在清晨,而夏季受午后局地对流性天气的影响,在下午17:00左右存在一个次峰值。(4)强降水的主要集中在夏季,在空间上存在三个大值中心,受西南涡及地形的相互作用,夏季在缙云山以西的盆地区域,小时强降水频次明显较高。     

单多普勒雷达二维风场反演——Extended VPP方法

文中提出的EVPP(Extended Velocity Plan Processing)方法是根据风场连续及局部分片光滑的性质,假定在一很小的分析窗内风矢量保持线性变化关系,使得在分析窗内反演得到的风场在矢径上的投影与实际观测的多普勒雷达径向速度场之间的误差达到最小,并利用零速度线这一特点对问题的求解做出约束,使得所得解尽可能达到全局最优,即(1) 利用变分的思想求出水平风速的大小及方向;(2) 利用风场局部分片光滑,对风的方向做出矫正.虽然由于风场受到线性假设这一限制,使得其使用的范围得到了局限,但是在本文中利用零速度线这一特征使得反演的结果得到了进一步的提高.文中利用模拟的理想个例和实际观测到的个例分别进行了研究分析.为了证明其理论的可行性,首先我们利用三维冰雹云模式模拟了辽宁2005年7月8日的一次冰雹云过程,考虑到个例的代表性,我们选择了辐合、辐散、旋转以及均匀风场等4种类型的流场结构进行了模拟分析,同时为了验证该种方法对于资料质量的依赖性以及噪声的敏感性,我们在理想质量中加入了随机噪声.从对模拟风场的反演,证明了该方法理论上的可行性,而且噪声对其结构的影响不大.然后针对台风、飑线、强对流等实际天气过程作了进一步分析.最后对反演结果进行了误差分析,结果表明这一方法能较好地反演出中尺度系统的水平流场结构.     

改革开放二十年来中国城市地理学研究进展

改革开放２０ａ来,中国城市地理学研究队伍不断壮大,研究领域不断向纵深拓展,新技术在城市研究中获得了广泛应用。对这一时期中国城市地理学的研究进展,研究方法和技术作了综述,并对其发展趋势做了展望。     

台风环流区域内中尺度涡量传播特征的研究

用一个高分辨率f平面直角坐标系的正压准地转模式,实施了10组积分时间为36h的试验,研究了初始位于台风外区的一个中尺度涡旋与台风涡旋的相互作用.结果表明:这种相互作用可以激发一个从外区伸展到内区的较小尺度的涡旋对,以此方式将涡量内传至台风中心附近.同时,中尺度涡旋呈现涡量集中化的特征.涡量内传与涡量集中化共存,使内区涡量增多,导致台风增强.此外,在一定条件下,这种相互作用还可以使涡量带破碎和断裂,形成一系列空间尺度更小的涡块.     

涡旋相互作用和拟序结构的形成

偶极子与台风涡旋的相互作用,可以激发出一种新的拟序结构.这种拟序结构的形成对台风涡旋移动具有重要影响.     

三类物理过程对台风强度影响的研究

文中设计了一个极坐标系的准地转正压模式 ,一个直角坐标系定常台风环流条件下的准地转正压模式和一个直角坐标系非定常台风环流的准地转正压模式 ,其径向或水平格距均为 2km ,以研究三类物理过程对台风强度的影响 ,即沿方位角方向的线性平流 ,沿径向的线性平流以及非线性平流对中尺度涡旋涡量内传和台风强度变化的影响。结果指出 :沿方位角方向的线性平流可导致螺旋状涡带的形成 ;沿径向的线性平流在一定的参数集合可使涡量内传 ,台风略有增强 ;定常台风环流条件下扰动涡量的非线性平流可使内传涡量明显增加 ,台风明显增强 ;非定常台风环流条件下非线性平流的作用具有两重性 ,一方面可使内传涡量增多 ,有利于台风的增强 ,另一方面 ,在涡量内传过程中 ,原先呈同心圆轴对称的台风基流结构受到破坏 ,形成复杂流型 ,这又使台风趋于减弱。最后讨论了这些结果在台风强度预测方面的可能应用。     

晚稻不同播植期气候条件与产量的关系

广东晚稻生产的主要问题是播植期的季节安排、品种搭配与气候条件不协调,在抽穗开花期和灌浆结实期常受低温冷害危害,造成产量年际之间的波动。1978—1982年我们开展了晚稻不同播植期气候条件与产量关系的研究,经过5年的试验,基本得出了不同播植期晚稻产量与气象条件的关系。     

β项和非线性平流对台风结构的作用

用二维Fourier展开的解析方法和准地转正压模式数值试验的途径,在线性框架内分析了β项对台风结构的影响。指出相速不同和台风能量向外频散两者共同的作用使台风最大风速随时间合理地变化,而不是无限制地增长。非线性平流使台风涡旋衰减速率加快,因能量频散在台风中心以东方向形成的高值系统又使台风涡旋易于维持。