油页岩地下原位转化螺旋折流板式井下加热器表面传热特性及数值传热模拟研究

油页岩地下原位转化技术的关键是要把油页岩加热至高温裂解状态,采用井中直接加热的方式可实现对油页岩地层的直接加热,能量利用率最高,热损失最小,已经成为油页岩原位转化的主要加热方式。本文研究了一种新型的井下螺旋折流板式加热器,其传热通道呈螺旋形连续分布,能有效地增加气体和加热管的接触时间,可显著提高加热管表面的传热系数。本文重点研究螺旋折流板式井中加热器的表面传热特性,通过数值模拟及理论推导,综合分析了螺旋折流板的螺距和气体的质量流量对加热管表面传热系数的影响规律,得出了折流板螺距越小或气体质量流量越大加热管表面传热系数越高的结论,并求出了加热管表面传热系数随螺距和气体质量流量变化的拟合方程,为螺旋折流板加热器的后续设计提供了理论支撑。     

南海南部造山运动及其与古南海俯冲的成因联系

古南海的展布范围以及俯冲消亡过程等一直是地质学家们争论的焦点问题。这不仅与南海扩张诱因密切相关,而且对南海地球动力学研究有重大的指导意义。在研究前人文献的基础上,对南海南部造山运动以及古南海俯冲过程之间的关系进行详细的论述。结果表明,南海南部构造活动主要分为两期：第一期运动从早白垩纪到晚白垩纪,古太平洋的洋壳俯冲到婆罗洲岛下方,俯冲带位于现今卢帕尔线一带,引起了曾母-南沙地块不断向西南婆罗洲靠近,并于晚白垩纪引发了碰撞造山运动。由于婆罗洲自身是由众多地块拼合而成,所以在始新世期间发生了多期碰撞之后的地块变形重组事件。最终在晚始新世（37 Ma）完成最后一期变形（沙捞越运动）。第二阶段是晚始新世（35 Ma）到中中新世（15.5 Ma）,位于西巴拉姆线以东至菲律宾卡加延一带的古南海从西巴拉姆线以东,向婆罗洲岛下方俯冲,随后扩散到沙巴以及巴拉望岛以南的地区,直至菲律宾的民都洛岛一带停止俯冲。由此产生的拖曳力是南海扩张的主要诱因。与古太平洋板块俯冲产生的效果相似,古南海的俯冲使得婆罗洲岛与南沙地块不断靠近。在中中新世（15.5 Ma）,引起南沙地块与婆罗洲岛在沙巴地区的碰撞（沙巴造山）以及巴拉望北部陆壳与菲律宾岛弧的碰撞而停止。由此带来的不整合面在南海南部普遍可见,甚至到达了巴拉望岛一带。而现今南沙海槽与巴拉望海槽并非是俯冲带的前渊,前者是对沙巴新近纪增生楔重力驱动变形的响应,后者是巴拉望岛北侧伸展背景下产生的半地堑盆地,在后期增生楔的作用下发生强烈沉降所形成。真正的俯冲带则分别位于南沙海槽东南部以及巴拉望海槽东南部。据现有证据推测,最少在10 Ma之前古南海就在菲律宾民都洛一带停止俯冲,从而完成了整个古南海的封闭。     

油页岩原位开采井钻井工艺设计与施工

为了研究油页岩的地下原位开采技术,设计施工了FK-1井。该井地处吉林省松原市扶余县,完钻井深500 m,完钻层为嫩江组地层。该井设计施工中主要需克服大口径钻井的保直钻进、软塑性地层的裸眼钻进、水敏性地层中钻井液的应用、泥页岩层中发生钻头泥包现象及原位开采井的特殊成井、固井等问题。通过对钻井设备的优选,钻井液性能和井身结构的相应优化,钻头和钻具组合的选择等措施来解决钻井过程中的施工难题。设计结果在施工过程中进行了应用,施工效果良好,缩短了钻井时间,减少了钻井投入,解决了施工难题,为同类钻井的施工提供了借鉴和指导依据。     

浑善达克沙地植物群落物种多样性及环境解释

认识沙地植物群落物种多样性及其与环境的关系,对维护沙地生态系统的结构与功能具有重要意义。本研究基于浑善达克沙地83个样地的群落数据及环境数据,通过数量生态学方法对群落物种多样性及其影响因子进行分析,探讨浑善达克沙地物种多样性特征及其环境解释。结果表明：（1）主要群落有榆树（Ulmus pumila）群落、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）群落、黄柳（Salixgordejevii）群落及长梗扁桃（Prunus pedunculata）群落等,其中榆树群落分布在降水和土壤养分都比较高的区域,小叶锦鸡儿群落适生生境为降水较少且土壤贫瘠的区域;影响该区群落分布的主要环境因子依次为生长季降水量、生长季温度、土壤全氮和全钾含量,降水量的差异显著影响群落分布格局。（2）浑善达克沙地植物多样性的分布呈现出一定的规律性变化。物种多样性指数均随经度和海拔的增加而增加;Patrick指数与Shannon-wiener指数随纬度的增加呈现减少的趋势;Simpson指数与Pielou指数随纬度增加而增加;Patrick指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数与生长季降水量、土壤有机碳和有效氮含量呈显著正相关,与生长季均温、≥0 ℃积温、生长季风速呈显著负相关,所有环境变量与Pielou指数均无显著相关性。研究结果阐明了浑善达克沙地物种多样性及植物群落分布的规律以及与关键环境因子之间的关系,有利于提高沙地植物多样性和稳定性,增强沙地植被的生态功能。     

青岛滨海高速公路路面径流金属污染研究

滨海高速公路径流作为沿海城市金属污染源之一受到国内外关注。青岛市青银高速公路路面径流金属Cr、Cu、Zn、Hg及Pb分析表明,青岛高速公路路面径流水质较好,基本符合国家V类水质标准。初期径流水质中污染物浓度较高,随着降雨冲刷强度突然增大,出现"二次冲刷"现象。结合主成分分析推知径流中Cr、Cu、Zn及Cd主要来源于大气沉降,而Hg与Pb主要来源于大气的道路交通污染。     

基于LandTrendr模型的亚热带森林干扰与恢复动态变化分析

掌握区域森林干扰与恢复动态特性是科学合理地开展森林资源经营管理的重要基础.以1984—2015年的Landsat时间序列数据提取森林信息为基础,结合森林资源连续清查资料,采用LandTrendr时间分割算法对浙江省中东部地区进行森林干扰与恢复动态监测,对监测结果进行精度验证,并分析其时空分布格局与干扰因素.结果表明:(...     

特大洪水对浅水湖泊磷的影响:以2016年太湖为例

2016年太湖发生特大洪水,水位达到历史第二,入湖水量比平均年多60.8亿m3而从2016年开始太湖磷指标改变了2010年以来平缓下降的趋势出现回升,也就是出现所谓\"磷反弹\"的问题为了研究磷反弹和特大洪水之间的关系,本研究从2016年入湖水量、水质、磷通量、水中磷存量以及磷在太湖中的迁移过程出发,对大洪水前后太湖磷的变化进行分析结果表明:洪水期间入湖河道带来大量的磷是引起磷反弹的主要原因由于洪水的影响,2016年磷净入湖通量比往年平均水平多出579.2 t,约达到1683.0 t其中,两次洪水贡献极大,约占全年水平的50%(6 7月和10月的洪水分别带入580.5和268.2 t磷)磷反弹的另一个原因在于太湖存在较高的磷滞留率,磷在入湖后很难经由出湖河道排出从入湖后磷的归趋上看,洪水过程中高磷浓度水块尽管存在由太湖西北部向东、南部迁移的过程,但途中水体磷浓度出现显著降低(即滞留现象),导致高磷浓度水块未能到达出湖排泄区(太浦港、望虞河等)全年净入湖磷通量中仅有小部分(205.3 t)直接引起水体磷浓度上升,而其余的大部分则滞留于底泥之中,明显高于往年水平2016年滞留在太湖内的磷很可能...     

淮北杨柳矿区煤系构造热演化对页岩气生成与保存的影响

在\"双碳\"目标背景下,大力发展以页岩气为代表的低碳清洁能源是实现\"碳减排\"的重要途径.华北南部淮北地区蕴藏着丰富的煤系页岩气资源,但受复杂构造热演化影响,区域内页岩气生成与保存机理尚不清晰.因此,本文采用镜质组反射率、岩石热解、裂变径迹和盆地模拟技术研究了华北南部淮北地区晚古生代以来的构造热演化与生烃过程,讨论了复杂构造热作用下煤系页岩气的生成和保存机理.结果表明,淮北地区煤系页岩气生成过程受到燕山期构造热事件的显著控制,晚侏罗世基性岩浆侵入煤系使得下石盒子组和山西组页岩经历最高古温度达～172℃,对应热流峰值124 mW/m2.煤系页岩R.值在0.87％～1.74％,最高热解温度(Tmax)在437～563 ℃,表明有机质进入轻质油—湿气生成阶段.研究区二叠系山西组砂岩磷灰石裂变径迹年龄(60～42 Ma)明显小于所在地层年龄(298～272 Ma),部分锆石裂变径迹年龄略低于地层年龄,证实了研究区发生了强烈的岩浆热活动,导致地温梯度达到峰值～65 ℃/km.燕山期岩浆热效应促使区域煤系页岩高效生烃成藏,太平洋板块俯冲后撤引起的伸展断裂使得强构造变形区页岩气藏破坏逸散.因此,在淮北地区,弱构造变形区并伴有适度岩浆活动的区域具备页岩气保存的良好条件,具有良好的油气勘探前景.     

基于遥感技术的河南方城县地质灾害解译与分析

首先通过建立崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害体影像解译标志,进行了河南方城县的遥感地质灾害解译,共解译地质灾害点24处,其中崩塌10处、滑坡13处、泥石流1处;其次分析了河南省方城县地质灾害与与气象水文、地形地貌、地质构造、岩土体、土地覆盖等影响因素的关系;最后得出地形地貌是发生地质灾害的主控因素,岩土体及其物性特征是发生地质灾害的物质条件,地质构造是发生滑坡、崩塌的孕育因素,气象与水文是发生地质灾害的诱因的初步认识。