XD-10DK型小口径电动顶驱钻机的研制与应用

为了解决新疆地区铀矿勘探设备落后、劳动强度大、安全隐患多、钻效提升困难等难题,研制了XD-10DK型小口径电动顶驱钻机,该钻机采用了模块化设计、交流变频电机直驱、负载双通道、数字化检测、顶部驱动等多项先进技术。经过在准噶尔盆地车排子地区3个钻孔的现场试验,提高了铀矿勘探自动化程度和钻进效率、降低了工人的劳动强度、改善了工人的工作环境、保障了施工设备和人员安全。为新疆地区铀矿勘探乃至全国的岩心钻机更新换代提供了借鉴。     

致密砂岩气藏储渗单元研究方法与应用:以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组为例

精细表征储层特征和储层结构是致密砂岩气藏开发中后期的主要技术需求。基于不同类型砂体的相似孔渗特征将辫状河沉积体系中河道充填和心滩砂体聚类为储渗单元,提出了储渗单元研究概念和研究思路,开展了辫状河沉积体系储渗单元发育模式研究。通过露头观测和测井相标志,识别出辫状河沉积体系中储渗单元发育四种叠置模式,即心滩叠置型、河道充填叠置型、心滩和河道充填叠置型、心滩或河道充填孤立型;基于储渗单元发育模式,提出了河流相致密砂岩气藏开发井型的适应性,指出辫状河沉积体系中河道叠置带是叠置型储渗单元发育的有利部位,是水平井开发的有利目标,辫状河沉积体系中的过渡带和洼地主要发育孤立型储渗单元,适合直井或丛式井组开发。鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组野外露头研究和苏里格气田加密井区井间干扰试验表明,辫状河沉积体系中储渗单元发育规模为顺古水流方向长600 m和垂直水流方向宽400 m左右,证实苏里格气田具备进一步加密到400×600 m的条件,预计可提高采收率15%～20%。     

格子玻尔兹曼方法及其在大气湍流研究中的应用

文章的目的是对格子玻尔兹曼方法进行系统的介绍，格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method)的出现直接来源于20世纪60年代的元胞自动机(Cellular Automata)思想，而这一方法用于解决流动现象时，又可以追溯到19世纪的分子运动论，求解的是Boltzmann提出的玻尔兹曼输运方程，因此将这一方法称为格子玻尔兹曼方法，之前也被称为格子气自动机(Lattice Gas Automaton)。该方法多用于研究复杂现象，如材料晶体凝聚时的生长过程、城市土地利用的演化等方面。在20世纪70年代由Hardy、Pomeau和Pazzis建立了第一个用于研究流体运动的格子气自动机，此后，这一方法被广泛用来模拟各种流动问题，诸如二相流、孔隙介质中的渗流等，并根据这一方法开发了相应的商业软件PowerFlow。同时，格子玻尔兹曼方法由于其在微观水平描述运动的特点，成为研究湍流的一个很好的数值计算工具，特别是用其进行直接数值模拟(DNS)计算，成为继传统的差分法、有限体积法和谱方法之后的又一有力的手段。而作为大气运动的一个主要现象的大气湍流，比普通湍流更加复杂，在这里着重介绍了大气湍流的特点和应用格子玻尔兹曼方法模拟湍流的发展过程。     

被断裂破坏的盖层封闭能力评价方法及其应用

断层对盖层的破坏主要表现为两个方面:一是减小了盖层的连续封盖面积,二是减小了盖层的厚度。盖层被断层破坏的主要影响因素有断层的断距、倾角和盖层厚度。通过对影响因素研究,提出了盖层有效断接厚度的新概念和计算方法。根据我国部分与断层有关的大-中型气田气柱高度资料,发现了有效断接厚度与所能封闭的最大气柱高度的对数线性关系,并由此提出了评价被断层破坏的盖层封闭能力的新方法。通过对库车坳陷库姆格列木群膏泥岩盖层的应用研究,所得结论与勘探实践完全吻合,证明所提出的评价方法是可行的。     

三角洲前缘厚层砂岩孔隙结构及微观渗流特征——以吴仓堡地区长6储层为例

依据薄片、压汞、扫描电镜、物性分析及油水驱替实验资料,对吴仓堡地区三角洲前缘亚相长6厚层砂岩储层的岩石学特征、孔渗特征、孔隙结构特征、成岩作用、微观渗流特征等进行深入研究,分析影响储层储集性能的主控因素。结果表明,受东北物源控制的长6厚层砂岩储层具有成分成熟度中等、结构成熟度较好的特点,储集空间主要为残余粒间孔和粒间溶孔、粒内溶孔,为典型中低孔、特低渗储集层;储层储集性能主要受沉积微相和成岩作用控制。对储层发育影响最大的成岩期位于中成岩A期,中等压实－粘土膜胶结残余粒间孔发育成岩相和弱压实-残余粒间孔+溶蚀孔隙发育成岩相是最有利储层发育的成岩相带。根据微观渗流特征,可划分出4种驱油类型,微观孔隙结构比宏观物性更能反映储层的本质特征。     

柴达木盆地三湖地区第四系沉积相与生物气成藏

柴达木盆地三湖地区第四系蕴藏着巨大的生物气资源,目前已探明加控制天然气储量接近3×1011m3。更新世时期,柴达木盆地的湖相沉积主要分布在三湖(吉乃尔湖、涩聂湖和达布逊湖)地区,自山前至盆地中心依次发育了冲积扇、河流三角洲和湖相沉积,其中湖相沉积分布最为广泛。早更新世湖相沉积开始形成,中更新世湖相沉积扩张并且达到鼎盛,晚更新世湖相沉积开始萎缩并形成盐湖沉积。中、早更新世冰川的出现和青藏高原的崛起使柴达木盆地的古气候变得干旱寒冷,沉积水体温度较低,盐度较高。本区第四纪独特的沉积环境是形成大型生物气藏最重要的地质条件。高盐度的水体环境减缓了有机质的降解速度,长期的低温条件抑制了甲烷菌的活动,避免了沉积有机质在沉积浅埋阶段的过量消耗,推迟了生物产气的高峰期。而三湖地区巨厚的第四系暗色泥岩和频繁发育的砂岩提供了充足的气源条件和构成了良好的生储盖组合。     

深层气理论分析和深层气潜势研究

近年来的一些文献表述深层气时在"深层"和"深部"名词概念上容易造成不必要的费解。就沉积层而言,宜将生油主带（生油窗）作为"深"的界限,从此界限开始到基底以上地层范围的天然气统统称为"深层气";就整个地球而言,宜将沉积层结晶基底和该基底以下的天然气统统称为"深部气"。当然,还应更多地注意来源于深部"深生浅储"的"深层气"。深层气的形成与地壳烃类形成的垂直分带性有关。在一定的历史时期和一定的沉积盆地油气形成分带性理论对勘探实践发挥了一定的指导作用,随着油气地质科研和勘探实践的发展,人们逐渐发现了油气形成分带性理论中油相消失和气相生成带开始门限指标的局限性。不同盆地有不同深度的生油主带,因而也有不同深度范围生气主带（干气带）。腐泥型有机质的演化需要更高的活化能,而需更高的温度和更大的深度,其生气主带深于腐殖型有机质源岩层的位置。生气主带有机质演化受多种因素控制,其中温度、深度和时间是重要因素,引起深层温度升高的条件有地球动力和深部热流等。古生界以前的重大生物地质事件为深层气形成准备了有机质及其演化条件,从物质基础上讲,深层气有巨大的资源潜势。油气形成的地球动力学观点及其他新观点为研究深层气提供了新的思路,岩石圈的烃类资源远未枯竭,被发现和开采的资源仅是其中的一部分,更多的需在深部去发掘。     

柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特性

深入探讨了柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特征。研究结果显示,研究区土壤总黑碳含量范围为0.50～6.79 g/kg,平均值达到1.64 g/kg;土壤烟炱组分黑碳含量范围为0.50～4.75 g/kg,平均值达到1.144 g/kg;气溶胶黑碳含量范围为0.34～4.92μg/m~3,平均值达到0.98μg/m~3。柴达木盆地盐湖区盐湖资源的大量开采和工业化生产等可能造成该地区黑碳大量排放。盐湖区土壤黑碳稳定碳同位素值(δ~(13)C_(BC))在-25.33‰～-23.46‰之间变化,平均值为-24.21‰,表明该地区土壤黑碳来源可能受C_3植物和化石燃料来源的共同影响。首次运用逃逸系数探讨了柴达木盆地盐湖区黑碳土气交换行为,结果表明研究区黑碳土气交换行为确实存在,但存在一定程度的模拟不确定性。     

沙尘暴垂直输运的两相流理论Ⅱ：气柱挟卷模式

为了改进气块法对沙尘沉降问题的研究,文中利用气柱法,考虑沙尘气体与环境的交换作用以及气柱内湍流交换作用.计算结果表明,均匀场中有利于沉降的条件为较大的初始沙尘浓度扰动与较小的初始温度扰动,而且温度扩散系数越大越有利于沙尘沉降,沙尘浓度扩散系数越大越不利于沙尘沉降,湍流过程在均匀场中对沙尘沉降影响不大.考虑剑更真实的环境场,得出在环境的垂直沙尘浓度梯度与温度梯度的参数域中,初始沙尘扰动越大越有利于沙尘沉降,初始温度扰动越大,越小利于沙尘沉降.同时给出4种不利于沙尘沉降的过程:(1)上升浓度变化过程;(2)下沉浓度变化过程;(3)上升温度变化过程;(4)下沉温度变化过程.根据这些过程分析参数对沙尘沉降的影响得到:温度扩散系数越大越有利沙尘沉降;沙尘浓度扩散系数越大不利十沙尘沉降;垂直温度湍流交换系数越大有利于缓降区甚至是非沉降区的上升;垂直沙尘浓度湍流交换系数越大越有利于沙尘沉降.     

煤层气产出过程中气—水两相流与煤岩变形耦合数学模型研究

气－水二相流和煤岩变形耦合作用是煤层气产出过程中一种复杂的物理现象，为准确描述这一现象，本文建立了气－水二相流和煤岩变形的微分方程，并用有限元分别将它们进行离散化，然后讨论了煤岩变形模型和气－水二相流模型进行耦合数值求解的方法。