孔隙流体对岩体变形局部化的影响及数值模拟研究

本文首先叙述了孔隙流体对固体变形局部化影响的若干研究进展,并利用三维连续体快速拉格朗日分析,模拟了孔隙压力对岩体变形局部化应变场(剪切带)的影响。数值模拟结果表明,孔隙压力对变形局部化应变场有较大影响,随着孔隙压力的增加剪切带趋于不明显,岩体试件倾向于发生拉伸破坏。      

抗高温泡沫钻井液体系评价研究

高频钻井液压力波信息传输技术传输速率高,是实现自动化、智能化钻井的关键技术之一,由于高频钻井液压力波在传输过程中存在较大的衰减,阻碍了该技术的现场应用,探明其衰减规律对于高速传输技术开发具有重要意义。在假设同一钻柱截面钻井液压力相等且钻井液流速存在径向分布的基础上,基于二维轴对称瞬态流动理论,采用小信号分析方法,综合考虑了压力波信号参数、钻柱尺寸及钻井液参数的影响,建立了高频钻井液压力波衰减模型并给出了适用条件。最后采用地面实验验证了该模型的正确性。随后分析钻井液压力波频率、压力波传输距离、钻井液密度及黏度、钻柱内径对高频压力波衰减的影响。结果表明：高频钻井液压力波幅值衰减量随钻井液压力波频率、压力波传输距离及钻井液黏度的增加而增大,且变化规律为指数型;幅值衰减量受频率影响最大,并随钻井液密度及钻柱内径增加逐渐减小。本研究可为高频钻井液压力波信息传输技术研发提供理论指导。

     

Differential diatom dissolution in Late Quaternary sediments from Lake Manyara,Tanzania: an experimental approach

Diatom dissolution in saline lakes represents an important obstacle to the quantitative reconstruction of water chemistry and climate from lake sediment archives. This problem is here approached experimentally by artificially dissolving diatom-bearing core sediment from Lake Manyara, Tanzania. Manyara holds one of the longest continuous palaeolimnological records from tropical Africa although its interpretation is based on a fragmentary diatom record due to frustule dissolution. These experiments have revealed clear changes in assemblage composition as dissolution operated differentially with respect to diatom taxa. Differential dissolution has considerable impact on the water chemistry estimates derived from transfer functions. Taphonomy, rather than environmental change, may have been responsible for minor fluctuations in the diatom assemblages from Manyara, although major palaeohydrological changes during the Late Pleistocene and Early Holocene can be identified. Particularly well represented by MANE-87 is a period of intermediate lake level between 27 500 and 23 000 ¹⁴C yr BP which has regional palaeohydrological significance.     

区域可持续发展能力的能值与(火用)耦合分析模型构建

可持续发展能力评价方法是识别人地协同规律、支撑科学决策的重要工具和热点需求。通过文献回顾与理论分析框架构建,耦合能值及?方法,提出自组织能力指数（SO）、生态压力指数（EP）、可持续发展能力指数（SC）构成的,基于热力学理论的可持续发展能力分析模型,利用文献荟萃法筛选17个典型发达国家1985年状态值计算SO与EP阈值,划分了4个阶段。利用中美两国1985-2015年特征对比验证,结果显示：① 2005年以前中国属“低自组织能力、低生态压力”阶段,之后进入“低自组织能力、高生态压力”阶段,存在低生态效率、规模扩张驱动特征;美国一直属“高自组织能力、高生态压力”阶段,存在高生态效率驱动、经济与生态脱钩特征,与全球生态足迹网络和世界自然基金会等的研究结果一致,模型具有较好适应性和可靠性。② 模型利用“获得?量/输入能值量”表达经济社会生态效率、“经济社会?损耗量/生态系统年产?量”表达生态压力,连接了经济社会对生态基底的熵化路径,可识别区域所处可持续发展阶段、分析水平变化和驱动因素。③ 模型以人类与生态并重的视角,从深度上反映经济社会的生态效率、从广度上评价生态空间被占用比例,具有宏观规模与微观效率分析相结合的优势,是对经典方法的补充。     

下寺湾油田柳洛峪地区长8储层配伍性实验研究

柳洛峪地区长8地层水属CaCl2型,地层结垢伤害主要为BaSO4垢引起。注入水为长2地层水,水型及组成与长8地层水类似。配伍实验结果表明:单一水样在不同温度和压力下表现为随着温度、压力的升高,出现CaCO3结垢趋势变大,而BaSO4结垢趋势减弱。注入水与磨碎的岩心混合后生成的白色沉淀物主要为BaSO4和CaCO3。不同比例混配水样实验结果显示,提高注入水的比例可以有效地减少混合液产生的沉淀量。同时,随着注入水的不断注入,岩心渗透率变化较小,表明混配水几乎不会对储层造成伤害。     

数据分析法确定嶂山闸闸基渗透压力

闸基渗透压力是影响水闸闸室稳定的关键性因素。当水闸同时受到上下游水位差、基底承压水头、粘性土地基扬压力滞后等多重因素作用时 ,闸基渗透压力的估算就变得比较困难。通过对嶂山闸闸基历年实测渗透压力数据进行统计分析 ,初步揭示其基底渗透压力的变化规律 ,为该闸闸室稳定性分析提供依据。     

Radiation pressure — a stabilizing agent of dust clouds in comets?

The internal dynamics of an illuminated dust cloud of finite optical thickness is investigated. The dependence of the radiation pressure on the optical depth makes the individual particles oscillate, in one dimension, around the accelerated centre of gravity of the cloud. The cloud moves as an entity, irrespectively of the velocity dispersion of the particles and their efficiency for radiation pressure. If the optical depth does not change, i.e. if the cloud does not expand laterally, its lifetime is unlimited. A contraction caused by energy dissipation in mechanical collissions between the dust particles is expected. The range of particle sizes which can be transported by such a “coherent cloud” is estimated, as well as the acceleration of the whole cloud. The structure of the cloud in real space and in velocity space is investigated. A comparison with the “striae” observed in the dust tails of great comets shows that the parent clouds of these striae may have been of the kind considered.     

中国煤层气资源控制程度及可靠性分析

准确认识深部条件下气体和水分的赋存状态、相对含量及分布特征,对煤层气高效勘探开发具有重要指导意义。基于理论模型、分子模拟和气水演变分析,明确了煤层中气、水的赋存状态,揭示了气、水动态运聚界限和动态演化过程。考虑煤−水界面作用、水的可动性及赋存状态,煤中水可分为可动水(重力水和毛细水)、束缚水(吸附水、沸石水、结晶水和层间水)、结构水,其中毛细水、重力水和吸附水由孔隙主导,沸石水、结构水、结晶水和层间水由矿物主导。分子模拟结果显示,水分子在0.7 nm孔隙中可以饱和充填,吸附和解吸路径一致,在更大孔隙中出现弱吸附层和自由态。水分子吸附过程表现为单分子含氧基团吸附、单层强吸附、多层弱吸附、水团簇形成和充填孔隙等阶段。甲烷分子在1.5 nm孔隙可存在3层稳定充填吸附,在较大孔隙中(>1.5 nm)即以单层吸附和游离态共存,游离态在介孔及更大孔隙中普遍存在。结合上述吸附−游离气存在界限,改进了游离气和吸附气理论计算公式,为含气量计算提供新思路。深部热成因煤层气是煤大规模生排烃之后的残余气,在排烃过程中发生气驱水和水分蒸发扩散,残余水分为束缚水和结构水,后期无法改变。假定静水压力20 MPa,在0、5、10、15和20 MPa储层压力下,外来水分可入侵最大孔径为7、9、13、27 nm和不侵入。受差异保存条件控制,煤成气除了形成超压和欠压等差异含气系统外,还可能在煤系形成多类型含气模式。上述研究明确了煤层气、水微观赋存机制及形成演化模式,对深部煤层气富集特征及高效开发设计具有指导意义。

     

中国西北部“4.5”沙尘暴过程中尺度低压的数值模拟

利用改进型ＰＳＵ／ＮＣＡＲ中尺度数值模式（ＭＭ４标准版），取模式水平格距４０ｋｍ，４６×６１网格，垂直方向ａ取１５层，即从地面到模式顶（１００ｈＰａ），σ＝０．０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．７８、０．８４、０．８９、０．９３、０．９６、０．９８、０．９９、１．００，采用ＮＣＡＲ的３０＇×３０＇地形资料，以常规观测资料作为初始场，较好地模拟了此次沙尘暴过程的海平面气压的演变和分布，特别是张掖、柴达本盆地以及敦煌附近的三个中低压。同时，模拟了张掖中低压与蒙古冷高压之间的甘肃河西沙尘暴东大风。敏感性试验表明，沙尘暴中低压的形成发展主要是受于物理过程制约；沙尘暴中尺度系统的研究与暴雨中尺度系统的研究是有区别的，积云对流参数化并不是特别重要，在设计研究沙尘暴的数值模式中，应当合理地处理其他的热力、动力过程及大气外强迫源的作用。模式水平格距、地形真实程度对模拟中低压的位置、中心强度有重要贡献；下垫面变化中低压强度有一定影响。张掖热低压的形成发展主要是在有利的环境形势下，特殊地势起了重要作用，表现为直接动力强迫和间接热力强迫。