煤体结构对煤层气吸附-解吸及产出特征的影响

煤的孔隙、物理化学结构差异对煤层气的吸附-解吸及产出特征有巨大影响。基于对不同煤体结构煤的孔隙、结构、力学性质的认识,利用现场实测资料,分析了煤体结构对煤层气产出的影响。结果表明:构造变形使煤的孔容和比表面积增大,吸附能力增强。含气量和损失量呈正相关关系;在含气量相同的情况下,逸散速率相对大小依次为:原生结构煤<碎裂煤<碎粒煤<糜棱煤。原生结构煤和碎裂煤的临界解吸压力大于糜棱煤。在0~45 min、45~95 min、95~185 min,平均解吸速率关系为:原生结构煤<碎裂煤<糜棱煤,而在185~485 min内,平均解吸速率关系反生改变,即:糜棱煤<原生结构煤<碎裂煤。在含气量大致相等时,原生结构煤和碎裂煤的解吸量及解吸时间明显大于糜棱煤。      

基于改进遗传算法的岩体结构面幂函数模型参数辨识

沿结构面的剪切滑移是工程岩体主要的破坏模式之一,选择恰当的岩体结构面本构模型是分析岩体结构面破坏的重要一环。当前常用的结构面本构模型有指数型模型、曲线型模型和幂函数型模型,其模型参数都是根据工程实际经验或室内试验所得,不能很好的模拟实际变形情况。指数型模型得出的模拟值偏大,曲线型模型得出的模拟值偏小,幂函数型模型在较低的法向应力下能较好的模拟剪切变形过程,但在较高的法向应力下得出的模拟值偏小。为此,通过改进的遗传算法对岩体结构面幂函数模型参数进行辨识,得出由"等效参数"构成的幂函数模型。实例验证结果说明,通过改进的遗传算法辨识出的由"等效参数"构成的幂函数模型能够很好的模拟实际变形情况,能够很好的适应于不同的工程实际应用。      

沁水盆地安泽区块3号煤层煤体结构及其控气作用

沁水盆地安泽区块煤层形成后经历多期构造运动,致使煤体结构遭受不同程度的破坏,煤体结构的分布规律制约本区煤层气的开发。基于此,利用该区的测井资料,提出测井判识煤体结构的方法,将研究区单井3号煤层结构分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种煤体结构类型组合,对比分析3号煤层不同煤体结构煤空间展布与煤层含气量、煤层埋深的相关性。结果表明:安泽地区碎裂-碎粒煤较原生结构煤、糜棱煤发育,南部碎裂-碎粒煤发育较厚,北部以糜棱煤发育相对较薄;煤层含气量随埋深有明显增加的趋势,但在同等埋深条件下,煤层含气量受不同煤体结构展布的影响较大,南部碎裂-碎粒煤发育较厚煤层吸附量大,出现煤层含气量的高值区。      

基于三维结构面网络模拟的岩体变形模量确定方法

变形模量作为表征岩体变形特征的重要参数,是岩体工程设计的基础力学参数之一。在综合前人研究的基础上提出了基于三维结构面网络模拟确定岩体变形模量的方法,编制了三维结构面网络模拟及计算RQD值的程序。以西南山区某水电站坝址区岩体为实例,在概率统计各组优势结构面几何要素分布形式的基础上,采用Monte Carlo法生成三维结构面网络模型,据此获得岩体三维RQD值,利用RMR法进行质量评价和变形模量的确定,并与钻孔资料统计法和原位试验结果进行对比分析。结果表明:基于钻孔资料统计的估算结果与原位试验相对误差达31.62%,且其估算值偏低;基于三维结构面网络模拟的估算结果与原位试验相对误差仅为2.56%,估算结果精度较高。该方法考虑了岩体质量的空间各向异性,对岩体的质量评价和参数确定更为合理,研究成果为该工程的优化设计提供了合理的计算参数。      

地下结构孕险环境危险性预警的改进SVM模型

针对地震作用下孕险环境样本数据有限、复杂非线性等特点,提出了一种基于最小二乘支持向量机的地下结构孕险环境危险性预警方法。围绕地震后效应的地下工程区域孕险环境危险性预警目标和特征参数,设计孕险环境危险性问题的向量机表示形式,提出孕险环境危险性支持向量机训练工作机制,利用支持向量机结构风险最小化原则和非线性映射特性,建立基于最小二乘支持向量机的地下结构孕险环境危险性预警模型及其算法组件,并利用遗传算法优化其惩罚函数和核函数参数,隐式表达孕险环境危险性与其影响因素之间的非线性关系。结果表明,模型具有有效的小样本学习能力,具有较高的拟合和预测精度,明显优于神经网络等预测模型。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段暗色泥页岩吸附特征及其影响因素

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段在研究区志丹-甘泉地区主要为一套深湖相暗色泥岩和页岩沉积,其TOC含量高、有机质类型主要为Ⅱ1型、Ro多在0.6%~1.2%,是该盆地已发现大量油藏的主要源岩。为了探讨长7段富有机质泥页岩的吸附特征,选取了研究区长7段16块泥页岩样品进行了等温吸附、总有机碳含量、X-衍射、热成熟度及液氮吸附等配套分析测试,在此基础上探讨了长7段陆相富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素。结果表明:研究区长7段泥页岩的兰氏体积为0.56~4.43m3/t,随着压力的增大,吸附能力迅速增加,当增至一定程度,达到饱和后,将不再增加;泥页岩的吸附能力与有机碳含量、黏土矿物含量、比表面和孔体积具有正相关关系;与许多海相泥页岩相反,研究区陆相泥页岩的吸附能力与石英含量呈负相关关系,这可能与石英来源不同有关,陆相泥页岩的石英为陆源碎屑成因;泥页岩的吸附能力与热成熟度在Ro0.9%左右时呈负相关,而后当Ro0.9%时呈正相关关系。综合评价认为,TOC含量、黏土矿物含量是影响泥页岩吸附能力最重要的因素,而比表面是最直接的因素。     

川西龙门山前陆盆地晚新生代沉积记录与构造响应

龙门山前陆盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山推覆造山带与龙泉山褶断带之间。自4.6 Ma以来,逆冲推覆构造运动使龙门山造山带强烈隆升,古河流的侵蚀、搬运和堆积作用使盆地沉积了1套巨厚的半固结—松散堆积物。通过对沉积特征和沉积结构的综合研究,认为龙门山前陆盆地是由自东向西的深部多级俯冲潜滑而引起的浅部由西向东的多层次推覆作用形成的,其晚新生代逆冲推覆构造所产生的构造负载是龙门山前陆盆地的成盆动力。岩浆物质的循环过程表明成都盆地在形成过程中遵循物质循环与能量守恒定律。龙门山前陆盆地地质构造的沉积响应表现为:沉积基底整体上向西倾斜,盆地剖面明显不对称;沉积地层与下伏地层均为不整合接触;盆内发育了一系列相间排列的次级凹陷和凸起,并呈雁斜式展布;砾质粗碎屑楔状体的周期性发育。从盆地动力学的角度初步分析了龙门山前陆盆地盆-山耦合关系,龙门山冲断带及其前陆盆地的研究对于大地构造位置、成矿作用以及油气聚集地的勘探等具有重要意义。     

苏北盆地高邮凹陷隐蔽性断层构造特征分析与预测

晚白垩世晚期—新生代发育的高邮凹陷,是苏北盆地南部典型富含油气的半地堑式断陷盆地,自南向北分为南断阶、深凹带与北斜坡。该凹陷复杂断裂构造系统与相应的沉积格局受印支期NEE向逆冲基底断层系与晚侏罗世伊泽纳崎板块高速斜向俯冲形成的NNE向左行平移基底断层系影响,同时受古近纪期间区域近SN向拉张应力状态控制。北斜坡东部花瓦构造带主体EW向正断层与NNE向隐蔽性断层发育了限制型、连接型、复合型3类隐蔽性断块圈闭模式,同时在平面上形成多种组合样式。通过研究花瓦区隐蔽性断块圈闭实例与有限差分法数值模拟,分析总结出高邮凹陷NNE向隐蔽性断层的成因机制与构造特征,并推断了5条隐蔽性断层发育带。     

伊通盆地鹿乡断陷C区块含油饱和度与含油性分析

综合研究伊通盆地鹿乡断陷双二段储层的岩性、含油性和含油饱和度,确定了适用于本区的含油饱和度计算方法,并与实际含油性进行了对比,分析了沉积和构造对含油性的影响。研究区双二段含油储层的岩性以粉砂岩、细砂岩和砂砾岩为主,含油级别为荧光级以上。根据阿尔奇公式计算出的含油饱和度大部分与实际的含油性相符合,并将含油饱和度70%、50%和38%值作为本区气层、油层、油水层和水层的区分标准。本区储层的含油性受到沉积和构造两方面的控制,沉积作用主要控制储层的岩石结构和物性,构造控制油气的聚集,即在构造高部位,实际含油饱和度比计算结果要高,而在构造低部位,实际含油饱和度比计算结果要低。     

甘肃宝积山盆地中侏罗世石拐茨康叶表皮构造及古环境意义

甘肃宝积山盆地中侏罗统窑街组发现茨康类植物化石,通过对其外部形态和表皮构造研究,认定为石拐茨康叶(Czekanowskia(Vachrameevia)shiguaiensis)。对比当前化石及其现存最近对应种(the nearest living equivalent species)—Ginkgo biloba L.的气孔比率,得到宝积山盆地在中侏罗世的古大气CO_2体积分数为1.55×10~(-3),数值接近GEOCARBⅢ碳平衡模型的拟合曲线,表明茨康叶属植物也是恢复古大气CO_2体积分数的良好材料。同时,通过角质层特征进行古环境重建,结果表明宝积山盆地在中侏罗世时期气候较为温和湿润。