压力及流体对岩石孔隙结构与黏弹性的影响规律研究:理论模型及实验观测

地质成因和构造/热应力导致地壳岩石中的孔隙结构（裂隙和粒间孔）的变化.影响岩石黏弹性的因素包括压力、孔隙度、孔隙中包含的流体和孔隙几何形状等.相对于岩石中的硬孔隙,岩石黏弹性（衰减和频散）受软孔隙（裂隙）的影响更大.本文选取三块白云岩样本,进行了不同围压和流体条件下的超声波实验测量.利用CPEM（Cracks and Pores Effective Medium,裂隙和孔隙有效介质）模型获得了岩石高、低频极限的弹性模量,并通过Zener体（标准线性体）模型将CPEM模型拓展到全频带而得到CPEM-Zener模型,用该模型拟合岩石松弛和非松弛状态下的实验数据,本文得到平均裂隙纵横比和裂隙孔隙度以及纵波速度和品质因子随频率的变化关系.结果表明,饱水岩石的平均裂隙纵横比和裂隙孔隙度均高于饱油岩石,随着压差（围压和孔隙压力的差值）的增加,饱油岩石中的裂隙首先闭合.并且压差在70 MPa以内时,随着压差增大,岩石的平均裂隙纵横比和裂隙孔隙度在饱水和饱油时的差值增大,此时流体类型对于岩石裂隙的影响越来越显著,此外,对饱水岩石,平均裂隙纵横比随压差增加而增大,这可能是由于岩石中纵横比较小的裂隙会随压差增大而逐渐趋于闭合.在饱水和饱油岩石中,裂隙孔隙度和裂隙密度都随着压差增加而减小.通过对裂隙密度和压差的关系进行指数拟合,本文获得压差趋于0时的裂隙密度,且裂隙密度随孔隙度增大而增大,增大速率随压差增加而降低.针对饱水和饱油的白云岩样本,CPEM-Zener模型预测的纵波频散随压差增大而减小,此变化趋势和实验测得的逆品质因子随压差的变化关系基本一致,由此进一步验证了模型的实用性.本研究对岩石的孔隙结构和黏弹性分析以及声波测井、地震勘探的现场应用有指导意义.     

城市小区规划对大气环境影响的评估研究

不同城市小区规划方案对大气环境的影响不同。本文在已建城市小区尺度气象和污染扩散模式的基础上,针对城市小区规划对气象及大气环境的影响,提出了一套以人为本的客观、科学、可操作的影响评估指标及方法,并以北京市某小区两种规划方案为例,具体评估了它们对气象及大气环境的不同影响。结果表明:由于第二种规划方案在小区中部有一条较宽的东西向道路,并且道路中绿化较多,这条道路是气流东西向流动的重要通道,道路附近风速较大、气温较低、污染较轻,并且对整个小区的气象和大气环境都有改善。由此可见,基于城市小区尺度模式,对城市小区规划对大气环境的影响进行评估是必要和可行的。本文提出的人体舒适度、行人舒适度、地面污染物浓度、最高建筑高度以下污染物浓度、建筑物表面污染物浓度及扩散能力等六项评估指标,并分别给予该6种指标的权重系数为0.2,0.1,0.1,0.1,0.1及0.4,然后再加权平均的评估方法是合理可行的。     

辽宁区域性春旱的大气环流及影响因子分析

利用美国NCEP/NCAR的再分析资料、Hadley中心逐月海温资料(HadiSST)和辽宁地区逐日降水资料,对辽宁区域性春旱大气环流特征及影响因子进行分析。结果表明：乌山脊和东亚大槽减弱,位相比历年平均位相偏东,中高纬大气环流经向度减小,是导致中国辽宁区域性春季降水减少的大气环流背景;区域性春旱同期,大陆气压升高,海上气压降低;辽宁上空湿度明显小于历年均值,贝湖到中国辽宁一带盛行西北气流。区域性春旱前冬,辽宁上空200hPa高度场出现正距平;地面气温较历史同期偏高;Nino3海温异常偏低。     

Mass Fractions of S,Cu, Se,Mo, Ag,Cd, In,Te, Ba,Sm, W,Tl and Bi in Geological Reference Materials and Selected Carbonaceous Chondrites Determined by Isotope Dilution ICP‐MS

Mass fractions of S, Cu, Se, Mo, Ag, Cd, In, Te, Ba, Sm, W and Tl were determined by isotope dilution sector field ICP‐MS in the same sample aliquot of reference materials using HF‐HNO₃ digestion in PFA beakers in pressure bombs and glassy carbon vessels in a high‐pressure asher (HPA‐S) for comparison. Additionally, Bi was determined by internal standardisation relative to Tl. Because isobaric and oxide interferences pose problems for many of these elements, efficient chromatographic separation methods in combination with an Aridus desolvator were employed to minimise interference effects. Repeated digestion and measurement of geological reference materials (BHVO‐1, BHVO‐2, SCo‐1, MAG‐1, MRG‐1 and UB‐N) gave results with < 5% relative intermediate precision (1s) for most elements, except Bi. Replicates of NIST SRM 612 glass digested on a hot plate were analysed by the same methods, and the results agree with reference values mostly within 2% relative deviation. Data for the carbonaceous chondrites Allende, Murchison, Orgueil and Ivuna are also reported. Digestion in a HPA‐S was as efficient as in pressure bombs, but some elements displayed higher blank levels following HPA‐S treatment. Pressure bomb digestion yielded precise data for volatile S, Se and Te, but may result in high blanks for W.     

干湿循环条件下煤矿砂岩分离式霍普金森压杆试验研究

由于降雨、季节引起地下水位升降等原因,地壳中岩体常处于干湿循环状态。为研究干湿循环对岩石动态力学性能的影响,以安徽恒源煤矿北风井-259 m处砂岩为研究对象,采用?50 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置,对长径比为0.5的煤矿砂岩试件经干湿循环作用后实施单轴冲击压缩试验,获得了砂岩动态单轴压缩应力-应变曲线。研究发现,由于自由水的Stefan效应,干湿循环1次对砂岩具有增强作用,单轴动态抗压强度最高;其后,随着干湿循环次数的增加,砂岩受水侵蚀物理弱化作用,砂岩动态单轴抗压强度呈乘幂关系降低,砂岩试件的冲击破碎块度逐渐变小。试验结果表明,干湿循环12次时砂岩动态抗压强度比干湿循环1次降低约24%,表现出较强的劣化效应。     

低渗透储层水平井—直井联合布井极限注采井距研究

低渗透储层水平井—直井联合布井技术具有广泛的应用前景,其布井方式至关重要。首先利用劈分流场的方法直观地给出常规储层水平井—直井联合布井的产能评价方法;然后针对低渗透储层的渗流特点,在考虑启动压力梯度条件下建立新的井网渗流物理模型并求解得到产能评价公式;最后经分析计算给出启动压力梯度影响的面积井网极限注采井距关系曲线。研究结果为低渗透储层部署水平井—直井联合井网提供理论依据。     

川东地区碳酸盐岩超压与天然气富集关系研究

地层流体超压的形成、演化及分布与油气成藏的主要石油地质过程有着千丝万缕地联系。由于碳酸盐岩本身的复杂性，其超压的成因及研究方法不能简单地借用“欠压实”的原理。本文从对比砂泥岩和碳酸盐岩在成压机理上的差异性入手，详细探讨了川东地区碳酸盐岩成压的各种机理，指出成烃作用是造成区域性超压的最主要因素；并结合该区超压平面上的分区性及纵向上的分带性，论述了各区、带超压与气藏分布的内在联系，总结出该区超压与天然气富集的关系。     

一次台风大暴雨成因及落区分析

对2007年9月19日到20日一次台风暴雨过程进行了数值模拟,利用模式输出资料具体分析了本次台风登陆减弱后的低压结构特征和大暴雨落区。结果表明:流场上高空辐散低空辐合特征明显,台风右侧来自海洋的低空潮湿偏南气流向中纬度槽前和台风倒槽前部输送的大量水汽在鲁东南东部和山东半岛南部辐合,形成强降水区;台风中心风速较小,和东部海上强风速中心形成明显"风速偶",降水区主要发生在中、低层"风速偶"之间的强风速梯度中。由于下垫面分为海上和陆上两部分,台风低压物理量场结构存在东西不对称性质,上升运动更加强烈,降水强度更大。降水的增幅与高空东南急流及高空正涡度中心和负散度中心的明显脉动下传有关系。     

大气重力信号的理论计算及其检测

基于标准大气定律和大气圆柱体分布模型,本文引进了大气重力格林函数,用离散格积方法求得了大气对重力场观测的影响,对台站高程、周围地形和地表温度变化等因素的影响问题进行了讨论．结果说明台站近区气压变化是大气重力信号的主要贡献者,考虑大气质量负荷引起的弹性地球形变效应后,对距台站0．5°的区域积分获得的大气重力导纳值为-0．3603μGal／hPa,占全球大气变化引起的总信号的90％以上,这一理论模型结果与超导重力仪实测结果相吻合,并能较有效地用于消除重力观测中的气压干扰成分．     

确定先期固结压力的数学模型法

地基土的先期固结压力是判断土体应力历史的一个指标。在不同应力历史状况的土体变形分析中它也是一个重要的计算参数。因此,方便、准确地确定先期固结压力就显得尤为重要。依据理论研究和试验分析,提出了一种新的确定方法：数学模型法。润扬大桥土样试验的结果证明了此法的可行性。