Consolidation analysis of saturated multi‐layered soils with anisotropic permeability caused by a point sink

This paper presents the analytical layer‐element method to analyze the consolidation of saturated multi‐layered soils caused by a point sink by considering the anisotropy of permeability. Starting from the governing equations of the problem, the solutions of displacements and stresses for a single soil layer are obtained in the Laplace–Hankel transformed domain. Then, the analytical layer‐element method is utilized to further derive the solutions for the saturated multi‐layered soils in the transformed domain by combining with the boundary conditions of the soil system and continuity conditions between adjacent layers. The actual solutions in the physical domain can be acquired by the inversion of Laplace–Hankel transform. Numerical results are carried out to show the accuracy and stability of the proposed method and evaluate the influence of sink depth and anisotropic permeability on excess pore pressure and surface settlement. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

安徽滁河断裂带温泉的水化学和同位素特征及成因分析

笔者等以安徽滁河断裂带内的6个温泉为主要研究对象,分析了水样的水化学特征,利用氢氧同位素对温泉的补给高程进行估算,并提出温泉的成因模式。研究区温泉阳离子以Ca2+和Mg2+为主,根据SO2-4和HCO-3的相对含量的不同,可以将水样分为两组,A组水样（富HCO-3）的主要离子的质量浓度均低于B组（富SO2-4）水样,A组水样的水化学类型为HCO-3—Ca2+·Mg2+; B组水样的（除AH14为SO2-4—Ca2+外）水化学类型为SO2-4—Ca2+·Mg2+。A组水样的稀土元素含量高于B组,二者均在NASC标准化图解上表现出平坦型的配分模式,且都表现出轻稀土富集和Eu正异常的特征。水样的氢氧稳定同位素组成表明温泉的补给来源都是大气降水,补给区温度约为13~15 ℃。A组温泉的补给高程为120~160 m低于B组温泉的200~260 m,且A组温泉的热储温度为45~70℃,低于B组温泉的热储温度70~105 ℃。地下水经历深循环获得大地热流加热后沿断裂带上升出地表。     

关于琼东南盆地始新统地层研究的思考

始新统湖相地层是琼东南盆地原油勘探领域的主力烃源岩,历年来各轮资源评价结果均显示具有较好的石油勘探前景,但自1987年Ying9井首次钻遇油层至今,琼东南盆地原油勘探领域一直未取得重大突破。近年来寄予厚望的S3X井钻探失利具有一定典型性,笔者等以S3X井钻后分析为契机,通过与珠江口和北部湾盆地始新统地层对比研究,提出了不同于以往的看法。分析显示琼东南盆地已发现原油中,源于低等水生生物的C304 甲基甾烷含量,以及反映氧化还原条件的姥植比（Pr/Ph）参数,均弱于珠江口和北部湾盆地半深湖相优质烃源岩;琼东南盆地“低频—连续—强振幅”地震相特征与珠江口盆地钻井证实的半深湖相优质烃源岩地震反射特征差异较大;琼东南盆地在区域位置、构造演化与沉积充填模式方面与珠江口和北部湾盆地也存在明显差异,使得始新统湖相地层的分布规模和优质烃源岩的发育条件等方面,均弱于珠江口和北部湾盆地。因此,建议在与周缘盆地始新统地层的对比研究过程中应适度审慎,尤其是以陵水凹陷为代表的中央坳陷带始新统湖相烃源岩分布规模不宜过于乐观。同时,指出受地貌格局影响,不同凹陷海侵进程并不同步,琼东南盆地除始新统发育湖相地层外,渐新统崖城组早期部分凹陷也具有发育湖相地层和油型烃源岩的条件,这一新观点在一定程度可扩展琼东南盆地原油勘探研究的局面和思路。     

准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组油页岩地球化学特征与成矿条件

【研究目的】本文旨在通过对比准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组高品位和低品位油页岩的品质和成因差异,揭示高品位油页岩的特殊成矿条件。【研究方法】对吉木萨尔地区两个剖面采集的露头样品,进行TOC、热解、含油率、微量、稀土元素测试,从而开展高品位和低品位油页岩有机地球化学特征,微量稀土元素特征及成矿条件差异分析。【研究结果】研究区高品位油页岩有机质类型为I型;低品位油页岩有机质类型为I-II1型。高品位和低品位油页岩中B、Ba、Cr、Nb、Sr、V、Zr等微量元素含量差异明显,高品位油页岩中各稀土元素平均含量和各样品稀土元素分布区间都小于低品位油页岩,且外源元素富集程度也相对更低,显示了更少的陆源碎屑输入。微量元素比值显示,研究区油页岩形成于温暖湿润气候,淡水—半咸水,还原环境。高品位油页岩与低品位油页岩相比,形成时水体盐度值更大,有机质生产力更高。【结论】温暖湿润气候背景下,相对较少的陆源碎屑供给,减少了对有机质的稀释和氧化破坏,同时较高的水体盐度值更利于水体分层,从而形成一个长时间的还原环境,再加上更高的有机质生产力,从而形成了高品位油页岩。     

基于同井双目的层地热勘探井井身结构设计与实践

河南WR-1地热勘探井设计有新近系馆陶组和奥陶系2个勘探目的层,需要各自进行成井和测试工作,馆陶组成井测试完成后需要继续钻进完成奥陶系成井。在井身结构设计时,从套管设计、固井结构等方面进行优化改进,解决了馆陶组成井管柱固井、钻孔与套管级配以及过滤器参数设计等问题,并通过实钻验证。本文主要介绍了该地热勘探井井身结构设计过程中需要考虑的重点要素、设计过程等,并结合实钻过程,对井身结构的设计进行了调整和优化,使其更具现场操作性,为其它类似同井双目的层地热勘探井工程提供理论和实践参考。     

云南老厂矿区煤层气储层地质条件及其资源潜力

云南老厂矿区煤层气资源丰富,是近年来我国煤层气资源勘探开发的热点区域。针对煤层厚度、储层物性、含气量等储层基本参数特征进行分析,对区域煤层气资源潜力进行评价。结果表明:云南老厂矿区煤层厚度较大、层数较多,煤层顶底板以泥岩、粉砂岩为主,生储盖配置较好;目标煤层孔隙度相对较高,裂隙较为发育,可为煤层气的富集和产出提供良好的条件;主要煤层压力整体上属于常压储层,煤层解吸速率较高;同时煤储层大多处于欠饱和状态,开发过程中需要较长时间的排水降压;老厂矿区雨汪区块埋藏深度小于1 000 m的煤层气资源量为270.93亿m³,资源丰度为3.20亿m³/km²。总体而言,研究区煤层气勘探开发条件较好,具有较大的勘探开发的资源潜力。     

低可容空间浅水三角洲沉积层序及聚煤模式:以渤海湾地区下二叠统山西组为例*

为研究低可容空间浅水三角洲体系沉积层序及聚煤模式,以渤海湾地区下二叠统山西组为主要研究对象,开展层序地层研究,在层序地层格架内揭示低可容空间浅水三角洲体系聚煤模式。根据沉积相转换面以及下切谷冲刷面两类不整合面(SU)可将山西组划分为3个三级层序Sq1、Sq2及Sq3,每个三级层序代表 1期三角洲。通过最大洪泛面(MFS)与最大水退面(MRS)将每个三级层序划分为LST、TST及HST 3个体系域,代表 9个四级层序。根据岩性参数等值线绘制一系列特定于层序的沉积相图,在可容空间增长速率及泥炭堆积速率的控制下,三角洲平原泛滥平原及三角洲前缘泥炭沼泽为聚煤中心,位于冀中坳陷东部、黄骅坳陷中北部以及济阳坳陷部分地区。泛滥平原中形成的煤层厚度大,且聚煤中心具有随三角洲推进逐渐南移的趋势,三角洲前缘聚煤环境相对较差,形成的煤层厚度较薄,且易被分流河道砂体冲刷。渤海湾地区下二叠统浅水三角洲层序地层学及沉积学分析为聚煤模式提供了基础,该模式包括LST、TST早期、TST中期、TST晚期以及HST 5个时期的演化。煤层主要聚集在Sq1与Sq2的TST以及HST时期。这些成果对渤海湾地区煤炭资源勘探及提高钻探工程地质效果具有现实意义。     

基于机器学习和测井数据的碳酸盐岩孔隙度与渗透率预测

准确预测碳酸盐岩储层孔隙度和渗透率对于碳酸盐岩油气藏储层评价具有重要意义。碳酸盐岩储层裂缝与溶孔广泛发育,基于经验公式从测井曲线预测储层孔隙度和渗透率具有较大误差。以中东某碳酸盐岩油藏为研究对象,选取914块取心井岩心,测定孔隙度与渗透率,利用随机森林（RF）、K-近邻（KNN）、支持向量机（SVM）和长短期记忆网络（LSTM）4种不同机器学习方法,通过测井数据进行孔隙度与渗透率预测,优化机器学习参数,筛选出适用于碳酸盐岩油藏的测井孔隙度与渗透率预测方法。研究结果表明：4种机器学习方法预测储层孔隙度结果差异不大,通过调整输入参数种类,可进一步提高孔隙度与渗透率预测效果,当以补偿中子（NPHI）、岩性密度（RHOB）和声波时差（DT）3种测井参数数据作为输入时,基于LSTM的储层孔隙度预测精度最高,孔隙度预测结果均方根误差（RMSE）为4.536 2;由于碳酸盐岩储层的强非均质性,基于机器学习的测井储层渗透率预测效果较差,相对而言,仅以NPHI作为机器学习输入参数时,基于RF的储层渗透率预测精度最高,渗透率预测结果的RMSE为45.882 3。     

广西寒武系地层建造边缘铅锌矿床成矿构造岩相特征及其找矿意义

广西寒武系地层建造边缘铅锌矿床主要分布于沉积不整合面之上古风化壳或碳酸盐岩建造中,呈浅成中-低温热液类型,具有多阶段成矿及围岩蚀变分带特征。通过成矿构造岩相特征分析,认为矿床成矿建造以碳酸盐岩地层有利岩性、层间滑脱面或层间破碎带叠加区域大断裂为主,控制着层状矿体空间分布,古风化壳层、区域大断裂伴生的次级断裂次之,控制着脉状矿体的空间分布。成矿物质主要来源于生物碎屑岩中的元素迁移。矿床围岩蚀变可划分为强蚀变岩带和弱蚀变岩带,强蚀变岩带蚀变以黄铁矿化、毒砂矿化、硅化、白云岩化、方解石化为主,偶见重晶石化、绢云母化、铅锌矿化。弱蚀变岩带蚀变以黄铁矿化、毒砂化、方解石化为主,偶见重晶石化。地质找矿标志为方解石脉、重晶石脉、蚀变岩带及古风化壳与断裂构造交汇部位。地球化学找矿标志为Pb、Zn、Cd、Hg、As、Ba等元素异常的出现。     

Telecommunication interactions between microplates and basal mantle LLSVPs.SCIEI北大核心CSCD

基于海洋地质地球物理观测建立的板块构造理论意味着板块和浅部地幔共同演化,然而地幔底部尤其是大型横波低速异常区(LLSVP)与板块(尤其微板块)运动和演化之间是否存在关联仍有争议。一些研究认为LLSVP长期保持稳定,而另一些模型则认为它与各级板块存在相互作用。为此,本文通过总结前人成果,并基于近期发表的板块重建和地幔对流模型进行进一步分析,探讨微板块运动和LLSVP的演化关系。模拟结果表明,微板块与大板块类似,俯冲后通常会下沉至核幔边界。微幔块会推动地幔底部热的物质聚集并形成大的热化学结构。该热化学结构与层析成像揭示的LLSVP基本吻合。下地幔径向流速场和温度场的二阶结构与地表速度场散度的二阶结构随时间的移动轨迹相似,表明深浅部圈层的耦合演化,但是下地幔结构演化一般会滞后于浅表。在微幔块推挤之下,地幔柱优先沿着地幔底部热化学结构的边缘形成,且有时会被推至热化学结构的内部。地幔柱上升至浅部后,能够导致岩石圈弱化甚至裂解或板块边界跃迁,形成微板块。因此,地幔底部LLSVP不是稳定或静止的,而是与微板块动态协同演化,并通过地幔柱与浅表板块边界发生遥相关,从而控制微板块生成场所。