克拉苏冲断带深层碎屑岩有效储层物性下限及控制因素

库车坳陷克拉苏冲断带深层白垩系碎屑岩储层为研究区内一套优质储层和主要产层,埋深2 300~7 900 m,取心偏少,有效储层分布预测难度大.综合运用岩心、储层实验分析和测井、压汞、试油等资料,分别利用分布函数曲线法、含水饱和度上限值法、最小有效孔喉半径法及排驱压力法,求取了白垩系巴什基奇克组储层不同深度下有效储层的物性下限,并运用回归分析方法求取了物性下限与深度之间的函数方程,实现了物性下限与深度的动态拟合.结果表明:研究区内有效储层孔隙度下限取2.63%,有效储层埋深下限预测达8 320 m;而理论上,克拉苏冲断带有效储层孔隙度下限可达1.69%,埋深下限可达9 860 m,勘探前景非常广阔.本文在物性下限研究的基础上,结合岩性特征、埋深、地层压力及成岩作用特征探讨了深层有效储层发育的控制因素.储层质量差异主要受控于储层的埋深、溶蚀作用及构造破裂作用.     

基于二阶预测有效度IOWGA算子的变形组合预测研究

针对一阶预测有效度未能考虑预测精度的方差以及权数不变的问题,提出一种基于二阶预测有效度IOWGA算子的变权组合预测方法。该方法以二阶预测有效度作为目标函数,根据预测精度赋权,然后将其运用于变形数据分析中。实验结果表明,该模型预测精度高,适用于变形预测与分析。     

永定河流域门头沟区景观生态安全格局评价

生物多样性安全是流域生态安全主体之一,也是近年研究的热点。以永定河流域门头沟区为研究区,基于景观生态安全格局理论与最小费用距离模型方法,利用RS与GIS空间分析技术研究构建了研究区1984-2010年4个时段景观生态安全格局。根据最小费用阻力阈值,建立了“源”间生态廊道及“源”与外部联系的辐射道,确定了关键的战略点,最终完成景观安全格局的构建。基于生物多样性目标得到了低、中、高3 个不同安全水平的面积分别占研究区总面积的比例。结果表明：研究区低安全区面积比例由1984年的9.49%下降为2010年的9.18%,说明处于人类强干扰区的东部区域生态安全状态2010年较1984年有好转趋势。研究结果可为研究区生态安全策略及开展景观尺度生态恢复的治理提供参考。     

降雨入渗条件下非饱和土朗肯土压力分析

传统的土压力分析仅考虑了土体饱和强度对土压力产生的贡献,忽略了基质吸力及其变化对土压力的影响。运用非饱和土有效应力原理和饱和土朗肯土压力公式推导了非饱和土朗肯土压力公式,结合Iverson降雨入渗解析解,推导出降雨入渗条件下非饱和土压力公式。该公式将降雨入渗时的非饱和土压力表示为时间和深度的函数,更符合实际情况。研究结果表明：采用该方法计算得到的土压力值相对于传统计算结果偏大,作用点偏高;此外,随着降雨的发生、入渗和停止,主动土压力呈现“减小-增大-减小-稳定”趋势,被动土压力呈现“增大-减小-增大-稳定”趋势,该现象由降雨过程中基质吸力改变所致。由该公式获得的土压力分布及变化规律可用于挡土工程结构的设计。     

低含水率非饱和高温冻土模型

在低含水率非饱和土模型的基础上,从冻土物理特性出发,只考虑毛细吸力和附加压力的作用,建立了非饱和高温冻土细观结构模型,并结合相关实验数据资料改进了高温冻土未冻水含量的经验关系式,基此推导出孔隙水压力、有效应力以及抗剪强度随温度、含水量的变化关系. 同时,通过理论计算与实验（实测）结果进行对比分析,发现本模型能够很好地反映非饱和高温冻土的相关物理力学特性,尤其在定性上能够与宏观实测结果相吻合. 最后,基于非饱和高温冻土微观模型,对非饱和高温冻土的有效应力、抗剪强度进行了讨论分析,给出了合理的理论解释,并对高温冻土相关物理力学特性做出了定性的理论预测.     

基于岩石颗粒排列方式的低渗透储层应力敏感性分析

以颗粒堆积模型为基础,考虑了低渗透岩心颗粒不同排列方式和不同变形方式,建立了毛管束模型,并通过颗粒Hertz接触变形原理对毛管变形量进行计算,研究毛管和多孔介质应力敏感性定量表征关系,通过有效毛管分数和毛管变形规律探讨了低渗透储层应力敏感性的作用机制。研究表明,低渗透储层的应力敏感性主要表现为渗透率的应力敏感性,相比于渗透率应力敏感性,孔隙度应力敏感性较弱;低渗透储层应力敏感性与岩石颗粒排列方式、颗粒变形方式、岩石微观孔隙结构、固液界面作用力和启动压力梯度效应等密切相关;考虑有效毛管分数和毛管变形量的多孔介质应力敏感性量化模型可从应力敏感性微观作用机制角度解释低渗透储层应力敏感性。     

中阶煤有效弹性力学性质研究

煤的力学性质是制定钻完井与煤层气开发方案和工程措施的重要依据,也是影响煤层气储层改造效果的重要因素。煤内部含有大量的内生裂隙、构造裂隙和微孔隙,在不同应力条件下其力学参数具有显著差异。目前关于煤在不同应力条件下的有效力学参数变化规律及其内在原因的研究成果还较为欠缺,通过三轴压缩试验,可对不同应力状态下中阶煤有效弹性力学性质进行研究。研究表明,不同应力作用下煤的变形受孔隙、裂隙影响显著;在弹性变形阶段,随着围压的增加,中阶煤的有效弹性模量及有效泊松比有增加趋势,煤的有效弹性模量及有效泊松比与围压间呈非线性关系,且当围压增大到一定程度后有效弹性模量及有效泊松比趋于恒定。对应力状态影响煤有效弹性力学性质进行分析,给出了基于三轴压缩试验的含张裂缝中阶煤有效弹性模量及有效泊松比经验公式,同时对公式的适用性进行了分析。     

水库蓄放水对库底岩石介质弹性波速影响的数值模拟

为了解水库水体加、卸载及渗透过程中,库底岩石介质有效应力变化对弹性波速的影响,以及弹性波速变化与孔隙压力、有效应力变化之间的定量关系,以四川省紫坪铺水库为例,在前期已建立库区地质构造与水文地质结构模型,并推导出岩石介质变形与流体渗流耦合数学模型的基础上,进一步建立了有效应力对岩石弹性波速影响的数学模型,利用有限元方法定量计算了库底岩石介质的孔隙压力、附加有效应力和弹性波速的变化。结果表明:在水库水体加、卸载及渗透过程中,地下岩石介质弹性波速增量值的变化并不明显,最大变幅仅为±0.013km/s,变化范围主要集中在库底5km以上的局部区域;弹性波速增量值与附加有效应力变化同步,与水库水位变化形态相似;不同观测点弹性波速变化量的大小与埋藏位置、深度及附加有效应力的变化幅度有关,同一观测点,弹性纵波波速变化幅度大于弹性横波波速。文中数值模拟的结果与一些学者通过环境噪声方法获得的紫坪铺水库附近区域相对波速变化的反演结果在变化形态上大体一致,但变化幅度略有差异。     

大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究（四）——阻抗张量分解的多测点-多频点统计成像分析

基于大地电磁阻抗张量分解技术,本文提出了两种电性主轴方位的统计描述图像：随频率变化的统计分布成像（频率分布云图）和随测点序列变化的统计分布成像（测点分布云图）.这两种图像与传统的统计玫瑰图一起,较全面地描述了最佳主轴的分布特征.在进行构造维性分析过程中,通过定义二维有效因子e_2d,来压制一维结构和三维结构、突出纯二维结构的影响.e_2d被用于电性主轴的统计加权,有效地起到了滤波的作用;同时,统计成像中还考虑了数据质量的影响.为了得到稳定、高质量的区域阻抗张量数据,提出并实现了共主轴的多测点-多频点阻抗张量分解新算法.最终,完成了以上各项处理手段的可视化实现.本文通过两个理论模型和一个实测算例,以共轭阻抗法（CCZ法）为基础,展示了这一新技术的有效性.     

Experimental implementation and verification of multi‐degrees‐of‐freedom effective force testing

This paper presents an experimental implementation and verification of multi‐degrees‐of‐freedom effective force testing (MDOF‐EFT). An experimental setup that consists of a two‐degrees‐of‐freedom structural system and two hydraulic actuators at the Johns Hopkins University was utilized in this study. First, experimental system identification was performed to develop compatible analytical models for the multi‐input and multi‐output systems. Dynamics of the control plant, that is, the valve‐to‐force relations, were modeled with a rational polynomial transfer function matrix and delay components. By using the analytical model, a centralized decoupling loop‐shaping force feedback controller was designed such that the forces are uncoupled and the loop transfer functions have desirable dynamic characteristics in the frequency domain. Then, a series of harmonic force and earthquake simulation tests were performed to assess capabilities and limitations of MDOF‐EFT. Experimental results showed that the dynamic forces in the two actuators were accurately controlled to provide tracking while the system was stable and robust for the entire period of the experiment. Furthermore, earthquake simulation tests with increased levels of the reference forces demonstrated the feasibility of MDOF‐EFT with highly nonlinear test structures. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.