皎平渡山洞遗址在金沙江乌东德水电站蓄水后将淹没于水下约90 m,由于水库蓄水及调蓄对地质环境的改变常诱发地质灾害,因此需对其进行保护加固.以皎平渡山洞遗址及其赋存岸坡为研究对象,综合考虑岸坡整体稳定性、山洞遗址局部稳定性以及长周期、高水压下的耐久性,提出了"抗滑桩、桩板墙、坡体注浆、坡表防渗、土方回填注浆、防渗帷幕、坡表锚喷及山洞回填"的综合治理方案.在此基础上,采用有限元法对治理前后库水位升降各阶段的瞬态渗流场进行了分析.结果表明:治理区的浸润线位置变化进程由单向快速抬升转变为双向"包围式"缓慢抬升;山洞遗址区土体饱和时间由18 d延长至148 d,其孔隙水压力变化速率在水位上升阶段由(10～35)kPa·d-1降低至1.64 kPa·d-1,水位下降阶段则由10 kPa·d-1降低至(0.1～0.51)kPa·d-1.说明该方案可有效减缓治理区地下水位的抬升和土体的饱和进程,并显著降低孔隙水压力的变化速率.
通过地球化学法、多元线性法对塔河地区石炭系烃源岩进行识别,探讨烃源岩的空间分布.研究表明:石炭系烃源岩泥质岩有机碳分布于0.04％～1.28％,平均值0.30％.碳酸盐岩有机碳丰度较好,有机碳分布于0.04％～0.44％,平均值0.22％.泥质岩有机碳达标率24.24％,碳酸盐岩有机碳达标率87.5％.碳酸盐岩烃源岩有机质类型主要为Ⅱ～Ⅲ型,泥质岩有机质类型以Ⅲ型为主.塔河石炭系烃源岩R.分布在0.53％～2.10％之间,大部分大于0.8％,处于成熟阶段.塔河石炭系烃源岩较差,加之生烃潜力(S1+S2)较低,为差烃源岩.石炭系烃源岩主要分布于塔河一区、塔河盐边地区、托甫台等地区.
南海是世界上第三大边缘海,也是中国最大的边缘海.复杂的构造应力和演化过程成就了该区域优质的地热背景条件.本文以南海海域大地热流、热储、流体地热数据为依据,基于南中国海的热历史、热状态以及流体地热特征认识基础上,分析研究莺-琼盆地11个地层水样和13件样品岩石热物性参数,从盆地热演化、岩石圈热结构、构造背景、热源、热储、盖层条件等方面探讨了南海盆地地热地质条件,对地热资源形成进行了分析.认为其是5 Ma以来活动构造最为活跃的地带,发育海山、高压流体底辟、气烟囱等,是热事件最活跃区;地幔热流与地表热流之比为0.59,具有"冷壳热幔"的岩石圈热结构特征;洋中脊、红河断裂等深大断裂带、以伸展构造为主的断块、底辟核心影响区等,提供了深部热物质上涌"热通道",造成现今地温异常;以莺-琼盆地为例,按热储区域封盖组合特点,由浅层乐东组到深层崖城组,划分了浅层中-低温地热系统,中深层高温地热系统、深层超温地热系统.南中国海地热资源的勘探和利用研究尚处于起步阶段,结合海洋地热开发利用现状以及对比南海地热资源优势,从技术、经济角度探讨海洋地热资源开发利用发展方向.
开展南鄱阳盆地东部页岩气重点勘探层位岩相古地理研究.根据野外露头和钻井资料,综合岩性特征、沉积构造、古生物化石、剖面结构及地球化学等相标志,分析上二叠统乐平组老山段沉积环境、沉积相类型及空间展布特征,识别出3类主要的沉积体系,包括6种亚相和9种微相;结合物源分析,恢复了老山段三角洲-有障壁海岸相沉积模式.结果表明,在南东高北西低的古地貌背景下,物源由南东-北西方向注入,顺物源方向依次发育三角洲前缘、潮坪、潟湖、障壁岛沉积.受海平面变化影响,相序横向变迁及垂向连续叠置,有利于形成完整的生储盖组合.潮坪、渴湖相为烃源岩发育和页岩气储集的有利相带.
为评价莺歌海盆地地热资源优劣和了解盆地深部构造热演化,本文在收集莺歌海盆地及其邻区现有热物性参数的基础上,通过新增的9 口钻井13个热物性参数,利用一维稳态热传导公式,计算了莺歌海盆地1 000 m、2 000 m、3 000 m深度界面处地层温度;并沿着穿过盆地中央凹陷附近的地震测线采用分层阶段函数模型,计算了莺歌海盆地不同层位的热流分配关系(热结构).计算时根据地震波的速度变化将地壳分为沉积盖层、上地壳上部、上地壳下部低速带与下地壳4层进行计算.结果表明:莺歌海盆地1 000 m、2 000 m、3 000 m深度界面的地层温度分布特征表现为沿着河内凹陷-临高凸起南西方向-泥底辟一带温度较高,盆地北西、南东区域附近温度较低,地层温度的整体分布特征与地壳减薄及断裂发育有明显关系;地壳热流对地表热流的贡献占比41％,地幔热流对地表热流的贡献占比为59％.因此,莺歌海盆地具有"冷壳热幔"的岩石圈热结构特征.
为用最少的网格对高分辨率数字图像的三维裂隙特征进行简化表征,提出了一种基于图像的三维裂隙岩体特征提取、简化及其网格生成方法.首先采用中心面点提取算法将裂隙转换为一系列面,并对其进行网格生成、面片交叉标识及网格优化,以生成的裂隙面网格为约束生成四面体网格模型.然后采用体素和形状相似度两个参数对生成的面网格的代表性进行评估,通过最小二面角、半径比、边长比及体积比等网格质量度量参数对生成的四面体网格质量进行了评价.最后,以一个三维二值化岩石裂隙图像数据为例,对所提方法的有效性及可行性进行了验证.结果表明,该方法在保留裂隙主要几何特征的前提下较好地生成裂隙曲面网格.
为了提高无核或少核序决策信息系统中现有属性约简算法的执行效率,本文以知识粒度表征的属性重要度为启发信息并结合前向属性约简方法提出了一种新的属性约简算法.首先,介绍优势粗糙集方法的相关基础知识,并将经典粗糙集中基于知识粒度的属性约简算法引入优势粗糙集方法中,得到可处理序决策信息系统的属性约简算法;然后,通过分析序决策信息系统中知识粒在属性数目变化条件下的粗化与细化过程,得出相对冗余属性的判断定理,由此结合前向属性约简方法设计了快速属性约简算法;最后分析比较了 2种算法的时间复杂度并选取了 6个不同的UCI数据集进行算法性能的测试,测试结果表明,本文提出的算法比现有的属性约简算法高效.
为了解决水驱气藏储层水锁损害定量预测的问题,基于气水渗流理论,建立了适用于产水气井的水锁伤害预测理论模型.研究结果表明:气井水锁效应主要会对气相相对渗透率造成显著影响,储层水锁伤害不仅取决于储层物性,而且受制于气井的生产时间、工作制度、开发方式等因素;其次,气井水锁表皮系数随产水气井生产时间的增加而增大,气井水锁损害程度随着气井生产时间的增加而不断加深,上述指标能够量化产水气井在开发中后期由边水侵入导致的气井水锁伤害.本文理论推导的衡量气井水锁伤害的指标,能够客观反映产水气井控制范围内的储层流体整体渗流特性及气井水锁动态,但是计算结果对气井生产数据与动态监测资料的依赖性较强.
为了客观分析复杂环境基坑中不同组合支护下深基坑的变形响应特征和支护结构的变形协调作用,定量评价支护作用效果,以成都市区某变电站深基坑工程为依托,结合监测资料,采用FLAC3D对该基坑各开挖支护阶段进行数值反演,对比研究不同支护土体开挖过程中的坑壁侧移、地表沉降及考虑多因素的支护综合作用效果,揭示基坑响应规律.研究表明:桩撑式结构水平约束能力较强,桩锚式支护抗沉降效果明显,结合2种组合结构可同时控制地表沉降和基坑顶部的侧向变形;减小锚索施加角度可有效减小空间效应的影响,桩锚式支护空间横向约束效果较好,但桩身弯矩和剪力较大;模糊综合评价结果表明2种组合支护方案可以更好地协调复杂环境适应性与结构变形能力;对比其他基坑案例,本基坑围护结构侧移及地表沉降较小,围护结构侧移最大值δhm介于(0.02％～0.13％)He(He为开挖深度)之间,地表沉降最大值δvm介于(0.03％He-1.6)～(0.03％He-4.1)之间,线性拟合结果为δvm=0.15δhm.研究结果可为同样复杂环境条件下,以安全和经济效益为主控因素的深基坑工程提供参考.
潜江凹陷潜江组地层是江汉盆地最重要的富烃凹陷和层组,其中GH地区位于潜江凹陷中北部,剩余油气资源十分丰富,具有较大的勘探潜力.然而该地区潜江组储层有效信号受盐岩强屏蔽影响,给砂体预测和岩性圈闭识别带来了极大困难.针对这一难题,本文开展了盐岩强反射剥离方法研究.在基于Ricker子波字典的正交匹配追踪地震信号重构基础上,分析了构建冗余字典的参数对匹配速度和精度的影响.通过构建双精度降采样字典进行匹配,提高了匹配速度和精度,获得比较准确的强反射时移、频率、相位信息,并在重构时恢复原子采样点,保证重构保真性,减小处理假象,最终形成了基于双精度降采样字典的分步正交匹配追踪强反射快速剥离改进算法(Stepwise Orthogonal Matching Pursuit of Double Precision Down-sampling Dictionary),本文称之为DPDD-SOMP算法.运用该算法成功去除了该区产油层Eq34i顶部强反射.处理结果表明,DPDD-SOMP使盐岩强反射对下伏地层岩性的屏蔽效应得到有效削弱,被屏蔽的砂体在地震剖面上得以显现,为后续地震砂体预测与含油气检测提供了前提条件,对盐岩强反射剥离处理后的地震数据进行砂体平面属性及流体检测,结果与井点对应良好.
地层速度的变化是孔隙压力预测过程中的敏感参数之一,而岩层的性质、岩石的成分等众多因素则影响着速度的变化,导致其预测和估计的复杂性和困难性.本文首先利用中途垂直地震剖面(VSP)获得的已钻井段的时深关系及钻头前方未钻井段反射波场信息使用多元回归模型对地层速度预测问题进行建模,其显著特点是众多影响因素以属性形式作为输入模型,然后使用卡尔曼滤波器来求解该多元回归模型的参数,预测得到钻头前方地层速度.鉴于输入的VSP走廊叠加资料及衍生属性具有比常规地震更高的分辨率,从而使得预测得到地层速度也具有更高分辨率.基于以上工作基础上,我们将基于VSP预测获得的速度应用在地层压力预测中,并实际应用在琼东南盆地高温高压井中,预测了钻头前方300 m的地层速度,进而估算钻头前方地层的孔隙压力.后续的实测结果表明,预测结果较为可靠,为安全钻井提供了技术支持,验证了本文方法可行性.
为实现对峰前及峰后岩石脆性特征的定量刻画,提出了一种基于岩石峰前能量演化及峰后侧向变形特征的岩石脆性评价方法,建立岩石峰前脆性指标Bpre及峰后脆性指标Bpost,将两者之积作为岩石脆性评价指标Bm.为验证脆性评价指标的合理性,选取凉山州某铁矿矿山扩能工程露天采场边坡发育的玢岩、辉长岩及花岗岩为研究对象,开展不同岩石及不同围压条件下的三轴压缩试验;采用已有的脆性评价方法B15～B18、B23与本文所提的岩石脆性评价指标Bm对试样的脆性特征进行验证对比,结果表明:(1)采用脆性指标Bm能够较好地评定不同种类岩石的脆性特征,Bm与岩石脆性呈负相关,即脆性评价指标Bm越大,岩石脆性程度越高;(2)脆性指标Bm较好地验证了围压对岩石脆性特征的影响,随着围压的增大,岩石脆性程度降低.本文所提出的脆性评价方法丰富和完善了岩石室内脆性评价体系,具有一定的理论意义及工程实用价值.
珠江口盆地惠州凹陷是一个已经探明的富油凹陷,其主力烃源岩为古近系恩平组和文昌组2套地层.为了进一步研究惠州凹陷环26洼古近系储层条件及其对油气成藏产生的影响,选择了HZ-A、HZ-B、HZ-C和HZ-D共4个构造,以HZ-A和HZ-B构造为主,利用储集砂岩的岩石成分、沉积相、孔隙度、渗透率、薄片鉴定等资料等,对研究区储层宏观特征和微观特征做出了较为完整的分析,并结合储层流体包裹体数据及埋藏史图做出HZ-A和HZ-B构造的古近系成岩-成储-成藏耦合关系图,以示储层条件及其对油气成藏的影响,可较为直观的反映及对比其成岩、成储、成藏过程.研究结果表明,4个构造文昌组沉积相以发育扇三角洲、滨浅湖、中深湖、近岸水下扇为主,恩平组则以辫状河三角洲和扇三角洲为主.HZ-A构造恩平组以长石类砂岩为主、文昌组以长石类和岩屑类砂岩为主,HZ-B构造恩平组以石英类砂岩为主、文昌组以石英类和岩屑类砂岩为主;恩平、文昌组均大量发育特低-低孔、特低-低渗储层,发育少量中孔-中渗储层.研究区主要成岩作用包括压实、溶解、石英加大、胶结、凝灰质蚀变等作用,但各构造成岩作用强度各有不同.通过综合分析发现,良好储集层的发育与适度的成岩演化是油气成藏的必备条件,同时也为油气提供了有效的横向运移通道,这是油气聚集的前提条件,并且丰富了油气输导类型,使油气更容易聚集成藏.
为厘定致密砂岩储层孔喉结构特征、建立并完善储层分类评价标准,应用薄片鉴定、铸体薄片、扫描电镜、压汞等测试手段,精细表征了鄂尔多斯盆地甘泉油田三叠系延长组长7致密砂岩储层的岩石学特征、储层物性、储集空间类型及孔喉结构特征,并在此基础上对致密砂岩储层进行了分级分类评价.研究结果表明,甘泉油田长7储层岩性主要为岩屑长石砂岩及长石岩屑砂岩,空气渗透率中值小于1×10-3μm2,覆压渗透率中值为0.0554×10-3μm2,属典型的致密储层.砂岩储集空间以残余粒间孔、长石溶孔为主,见少量微裂缝.平均面孔率为3.45％,孔喉半径呈宽范围大尺度分布;储层砂岩孔径一般0.23～57.35μm,平均孔径约为22.35μm,主要以小孔为主.喉道半径一般为0.03～3.5μm,平均约为0.35μm.研究区储集层孔喉结构复杂,且非均质性较强,主要为小孔-细喉型,小孔-微细喉型储层,此2类储层孔喉结构对研究区储层物性起到主要贡献.建立了研究区长7致密砂岩储层分类评价标准,将研究区致密砂岩储层划分为5类储层,其中,Ⅱ类及Ⅲ类储层在研究区长7油层广泛发育,是有利的储层类型,次为Ⅰ类及Ⅳ类储层.
研究川西高原地区不同纤维含量泥炭土的工程特性.通过一维固结压缩和直剪试验,量化纤维含量对抗剪强度和压缩性的影响,并结合SEM电镜扫描从微观上揭示纤维含量对泥炭土工程特性的影响.试验结果表明:纤维含量与压缩性呈正相关,并影响固结参数;纤维含量对泥炭土抗剪强度有增强作用,随着纤维含量的增高,抗剪强度反而减小;高纤维泥炭土,其抗剪强度主要由摩擦强度所提供,而高分解度泥炭土抗剪强度主要由黏聚强度和摩擦强度共同提供;纤维的存在造成泥炭土组成成分和结构的差异而导致其工程特性有明显差异.研究结果可为进一步完善纤维泥炭土力学机制研究提供参考.
为探讨桂北龙胜地区韧性剪切带的应变特征和深化对华南早古生代构造事件的认识,本文对龙胜韧性剪切带开展宏-微观构造、磁组构和岩石流变学等进行了研究.龙胜韧性剪切带具有典型的宏-微观韧性变形构造,包括透入性片理、S-C组构、拉伸线理、旋转碎斑、A型褶皱和不对称压力影等.磁组构和宏-微观构造研究表明,龙胜韧性剪切带呈NNE向延伸超20 km,宽6～8 km.糜棱C面理的极密点产状294°∠56°,磁面理的极密点产状280°∠50°.磁面理相对于糜棱C面理产生了逆时针方向的旋转,表明龙胜韧性剪切带具有右旋剪切的性质.宏-微观构造和磁组构综合研究表明,龙胜韧性剪切带显示多期韧性变形的特征,总体呈现早期左旋逆冲剪切和压扁型应变,晚期右旋正滑剪切和拉伸型应变的特征.龙胜韧性剪切带具有相对较低的古差异应力和应变速率,分别为18.03～30.64 MPa和(0.10～0.83)×10-13 s-1.龙胜韧性剪切带形成于早古生代华夏陆块自南东向扬子陆块挤压受阻而产生反冲作用的构造背景;早期造山挤压背景下,龙胜韧性剪切带发生左旋逆冲剪切和压扁型应变;晚期造山后伸展背景下,龙胜韧性剪切带发生右旋正滑剪切和拉伸型应变.
针对碳酸盐岩微相分析受人工鉴定经验性和主观性影响,使得传统方法难以准确、客观判识颗粒类型等问题.由此,本文作者提出一种基于深度学习的碳酸盐岩颗粒显微图像识别方法,并以ResNet50为基础网络框架,通过制作数据集、训练模型、预测分类等步骤,设计了一个碳酸盐岩主要颗粒类型自动分类识别模型.利用该模型对生物碎屑、内碎屑、包粒、球粒和团块5种颗粒进行分类识别,再采用混淆矩阵进行评价,结果显示识别准确率达到95％.不仅为碳酸盐岩微相分析提供了新方法,也为深度学习应用于实际碳酸盐岩颗粒分类识别提供了可行性论证,具有一定的实用价值.
为解决鄂尔多斯盆地苏里格气田苏5区块盒8段-山1段强非均质薄储层预测问题,提出了波形约束建模反演及模拟方法.寻找地震波形与沉积相、测井相之间的对应关系;建立测井曲线-地震波形间的井震关联数据库,在地震波形约束下构建初始模型;以此为基础开展速度反演、伽马模拟.波形约束建模应用于地震反演可以起到良好的相控作用,提高了反演分辨率和预测精度,可更好适应强非均质薄砂体预测需求.
为刻画塔里木盆地北部下寒武统肖尔布拉克组前积体的迁移方向、空间分布、成因机理以及与储层发育的关系,基于最新处理的二维地震大测线和其间的加密小测线共45条测线的地震剖面解释追踪,对前积体进行了精细刻画,探讨了其形成过程、影响因素及其与有利储层发育的关系.结果显示:塔里木盆地北部肖尔布拉克组共发育5个垂向上相互叠置、平面上由南西向北东依次推进的前积体.在地震剖面上,单个前积体呈S形透镜状,中间厚而前后两端薄,内部反射结构表现出厚的主体部位呈较弱的杂乱反射,较薄的两端则呈较强的平行-亚平行反射.前积体的形成受早寒武世基准面变化的控制,是宽缓的斜坡地形和持续的海平面下降引起沉积可容纳空间减小并不断向海迁移的结果,并在后期台缘带发育部位逐渐收敛终止.前积体的主体部位是高能丘滩相优质储层的有利发育区,而其后侧的微生物岩则可形成生物格架溶蚀孔洞型良好储层.
研究柴达木盆地研究区地下水空间分布特征.本文首先通过岩石物性分析,获得了研究区典型岩石电性特征,为后续三维电性模型分析提供了可靠的电性依据.然后采用三维非线性共轭梯度反演算法获得了研究区音频大地电磁三维电性结构模型,并依据经验公式计算了研究区地下水矿化度.最后结合三维电性模型和地下水矿化度综合分析了研究区地下水空间分布特征.成果表明,研究区有利的富水区域为绿梁山以东,大头羊洪积扇以南区域的第四系卵、砾石层,位于现代河床及冲洪积扇中缘区域为淡水区域的主要富集区,受绿梁山阻挡,在山前平原一带以及绿梁山南侧泄出带附近为咸水区域.
