利用弹性参数反演预测潮汕坳陷目标构造的含油气性

【研究目的】潮汕坳陷构造隆起部位受砂岩储层发育程度和构造条件的双重控制,其侧翼洼陷为其提供烃源,是油气聚集最有利区。利用地震反演的弹性参数进行含油气性预测的潮汕坳陷中生界砂岩储层具有明显的低密度特征,而其他岩性的密度偏高。【研究方法】利用叠前地震全道集资料直接反演密度、泊松比等弹性参数,通过密度反演成果预测砂岩储层发育情况和烃类分布,实现对中生界含油气性的预测。【研究结果】泊松比对烃类比较敏感,储层含烃后具有明显的低泊松比特征。【结论】利用地震反演的弹性参数进行含油气性预测表明,烃类异常特征明显,预测构造隆起部位具有较好的含油气性。叠前弹性参数反演技术使无井区域储层预测的多解性与不确定性大大降低,提高了反演结果的准确性和可靠性,这项技术的应用对于类似研究新区的储层预测和烃类检测工作,具有很好的应用推广价值。

加强地质高校有组织科研 服务国家重大战略

在深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想尤其是深入学习习近平总书记关于教育、科技、人才重要思想和重要论述的基础上,深刻领会实现高水平科技自立自强的重要意义。结合中国地质大学(北京)主题教育的校内校外调研,指出学校在开展有组织科研方面存在的三个薄弱环节与差距,提出了实现学校推进有组织科研服务国家重大战略的四点对策与措施。

基于纳米压痕的煤岩微观力学特性及其影响因素剖析

煤岩微观力学特性与宏观力学特性关系密切,是剖析宏观力学性质机理的关键指标,也是影响煤层气压裂开采的重要因素。现阶段煤岩微观力学特性研究局限于力学参数表征与现象描述,演化机制及影响机理方面的研究较为缺乏。以我国不同变质程度煤岩为研究对象,通过以纳米压痕实验为主,低温液氮与原位激光拉曼测试为辅的手段,实现了纳米压痕实验关键参数优选,并明确了煤岩镜质组与惰质组微观力学特性及其主控因素。研究结果表明:(1)预实验结果显示,低载荷、小量程下,最大压入深度在1 000 nm左右(对应峰值载荷约为9 mN)的参数设定较为适合煤岩镜质组和惰质组的纳米压痕实验;(2)煤岩惰质组的弹性模量和硬度均普遍高于镜质组,且同一煤样中不同位置显微组分的弹性模量和硬度相近,说明在局部范围内煤基质显微组分的微观力学性质分布具有一定相似性;(3)煤岩显微组分和成熟度通过控制孔隙结构与化学结构以“一主一辅”形式共同影响其微观力学性质,即镜质组微观力学强度随煤化程度加深先升后降再升,下降段主要受因气孔增多导致的孔隙结构变化影响,上升段化学组分和结构为主控因素;惰质组的微观力学性质随煤岩成熟度升高持续增加,始终以受化学组分和结构控制为主。煤岩微观力学性质研究可广泛运用于微观尺度下的煤基质变形机制分析、水力压裂过程中微裂缝的产生与拓展探究以及开发有利区优选。

实施人才强国战略下的地学拔尖创新人才培养模式的探索与实践——以中国地质大学(北京)为例

高等学校是拔尖创新人才的培养基地,担负着培育新时代德智体美劳全面发展的高素质人才和培育堪当中华民族伟大复兴大任的社会主义建设者和接班人的特殊使命,是实现教育、科技、人才三位一体战略的重要保障。本文在深入领会国家新时代人才强国战略基础上,综合分析了我国高校本科生层次拔尖创新人才培养过程中深化改革的探索与实践以及取得的显著成效。以中国地质大学(北京)为例,初步论述了地质学类拔尖创新人才培养的思路、模式和效果。

煤层气储层相对渗透率试验及数值模拟技术研究进展

气水相对渗透率是评价煤层气是否具有工业价值的关键参数之一,测量和估算煤层气储层的相对渗透率是推进煤层气产业化亟需解决的基础问题。通过梳理国内外气水相对渗透率的研究进展,重点从煤储层气水相对渗透率的试验方法、理论模型和数值模拟3方面展开论述,主要取得了4项认识:①非稳态法在煤储层相对渗透率的测试中应用范围更广泛,但较少探究原位温度的影响;微流控试验在可视化和量化多相流体渗流行为方面有很大的应用前景。②利用核磁共振成像、CT三维扫描试验等新兴技术手段对渗透率试验装置进行改进,可以实时捕获多相流体的驱替过程并使测试结果更为准确。但试验环境较难还原地层的原位条件,且传感器的精度和稳定性仍需要进一步提高。③尽管目前针对煤层气储层已建立了多种相对渗透率计算模型,但其之间仍存在不同的假设条件和适用范围,难以统一推广,且未考虑真实孔裂隙结构的几何形态。④数值模拟方法破除了物理试验中的样品尺寸限制,在结合煤层气现场开发数据的基础上,可以实现提高采收率过程中相对渗透率变化的动态刻画。最后指出,未来需要将气水相对渗透率的测试环境进一步拓展至原位储层温度条件,探究多类型混合气体与水相流动行为,建立微流控试验的统一测试工序、扩展其应用场景和地质理论联系,并加深数值模拟与物理试验的联动分析与应用。

基于测井的煤层力学特性评价及煤层气开发有利区预测--以沁南郑庄区块3号煤层为例

准确掌握煤岩力学性质对储层改造及煤层气开发具有重要意义,以郑庄区块3号煤层为研究层位,建立以多测井参数为基础的煤储层横波时差预测模型和以动静态力学参数转换为依据的脆性指数评价模型;利用弹性参数法对研究区内煤储层脆性指数进行了综合评价,发现单井中煤层脆性指数受“边界效应”影响明显且分布具有区域性;脆性指数与煤体结构指数存在正相关关系,并据此提出以脆性指数为依据的煤体结构划分标准;脆性指数与抗压强度、抗拉强度均为负相关关系;四维地震裂缝监测结果显示碎裂结构煤压裂效果最好,原生结构煤次之,碎粒结构煤最差;最后,以含气量与脆性指数为主要评价参数,预测了区块内煤层气开发地质有利区,为煤储层压裂设计提供了依据。

煤层气储层水力裂缝扩展特征与控因研究进展

煤层气储层水力压裂后的裂缝展布规律和内部控因在很大程度上决定了储层改造效果,了解水力裂缝特征及扩展机制对煤层气的高效开发具有重要意义,也是水力压裂工艺参数优化的关键理论基础。基于国内外煤层气储层水力压裂开发现状,综合压裂实验设计、理论计算模型和数值模拟等,梳理了不同方法的特征及其差异,并系统论述了煤层气储层内在地质因素和外部工程因素对水力裂缝扩展行为的影响机制,总结了现阶段煤层气储层水力裂缝研究中面临的问题及发展趋势。结果表明:在真三轴物理实验中配置声发射监测和光学成像组件等改进措施可以极大促进水力裂缝扩展的力学行为和延伸路径研究;理论计算模型可以有效量化水力裂缝扩展行为,但预设的裂缝形态和延伸路径会使计算结果偏离实际生产;数值模拟有助于探究储层原位条件下多地质因素控制的水力裂缝网络动态形成过程和多条裂缝之间的相互影响;总体而言,煤层气储层水力裂缝的扩展行为是由天然弱面、地应力、宏观煤岩类型、煤体结构和支撑剂等因素约束下的综合过程。未来研究应聚焦在:(1)完善实现水力压裂物理实验中原位温压条件下的裂缝行为实时监控,并形成大尺寸样品制样标准;(2)深入研究基本理论计算模型中天然裂缝几何形态及注水速率、压裂液黏度等水力压裂工程参数对水力裂缝交互模式产生的叠加效应;(3)结合现场压裂中的微地震监测数据,优化数值模拟方法中天然裂缝及水力裂缝的几何形态和扩展路径设置;(4)量化多场-多地质因素对水力裂缝网络的耦合作用。

北京市区春季交通源大气颗粒物污染水平及其影响因素

文中以PM2．5和PM10为研究对象，于2005年3月13日至19日前后6d的时间内，在成府路东口、前门2个地区设立采样点，研究分析了北京市春季交通源大气颗粒物的污染水平及其影响因素。研究表明：（1）PM2．5和PM10的质量浓度存在明显的日变化规律，在工作日所测得的PM2．5和PM10的质量浓度值要高于在周末所测得的质量浓度值；（2）PM2.5和PM10的质量浓度存在明显的时变化规律，在7：00～9：00，19：00-21：00和23：00之后，PM2．5和PM10的质量浓度分别达到三个峰值；（3）PM2．5和PM10的质量浓度随着温度的变化而存在明显的变化规律，PM2.5和PM10质量浓度的最大值与低温（0～5℃）有关，而PM2.5和PM10质量浓度的最小值在高温（11～15℃）时被观察到；（4）PM2.5和PM10的质量浓度的最大值与高湿度值（36％～46％）有关，而PM2.5和PM10质量浓度的最小值在低湿度值（11％～25％）时被观察到；（5）通过对成府路东口、前门采样点颗粒物浓度与风级比较，发现二者呈明显的反相关关系，由此可见，风力大小对特定区域的颗粒物浓度起决定性作用；（6）与国外一些城市的PM10的污染水平相比，在北京成府路东口、前门所测得的PM10的质量浓度都要比国外一些城市高，由此可见，汽车尾气仍是北京市区大气颗粒物的主要来源之一。

北京市区春季燃烧源大气颗粒物的污染水平和影响因素

以大气中PM2.5和PM10为研究对象,于2005-03-13—25共7天的时间内,在中国地质大学(北京)测试楼顶、首钢焦化厂和首钢东门设立3个采样点进行采样监测。结果表明:PM2.5和PM10质量浓度的日变化呈现一定规律性,在不同时段PM2.5和PM10的质量浓度不尽相同,且变化较大,在特定时刻出现峰值,主要受污染源排放和气象因素的控制;PM2.5和PM10质量浓度随气温的升高而降低,这与高温有利于颗粒物扩散、低温容易形成逆温层有关;在一定的相对湿度范围内(以大气中水汽不发生重力沉降为界限),PM2.5和PM10质量浓度与相对湿度呈正相关关系;而当发生降水时,由于水滴的冲刷和附带作用,PM2.5和PM10质量浓度降低;PM2.5和PM10质量浓度与风级呈明显的负相关关系。通过北京市与国内8个省会城市的PM2.5和PM10质量浓度的对比,发现北京市PM2.5和PM10污染比较严重,PM2.5和PM10质量浓度分别超过了1996年中国制定的PM10排放标准和1997年美国EPA制定的PM2.5排放标准。

北京首钢地区大气颗粒物中有机污染物的初步研究

对北京首钢地区大气颗粒物中有机物浓度、族组成及其饱和烃、多环芳烃的组成和分布特征进行了研究 .在大气颗粒物中共检测出 40多种多环芳烃 ,其中属于美国国家环保局(EPA)优先控制污染物 9种 ,且大多具有致癌和致突变性 .根据生标特征 ,有机污染物主要来源于煤的不完全燃烧 ,部分来源于汽车尾气的排放 .燃煤对首钢地区造成的污染更为严重 .

华北石炭—二叠系煤的孔渗特征及主控因素

煤的低孔、低渗问题已经成为制约我国煤层气勘探和开发的关键问题之一。选取华北河东、渭北、阳泉、晋城、大同和两淮等6个煤田,通过煤岩学特征测试、微裂隙分析和低温氮孔隙结构分析,对该区煤的孔渗发育特征及其控制机理进行了系统研究。华北地区煤的孔隙度在2%～10%之间,孔隙度的大小主要受3次煤化作用跃变所控制,在Ro,r约为1.2%附近达到最小值。矿物充填作用在一定程度上降低了煤的孔隙度。华北地区煤的渗透率一般都在5×10-3μm2以下,渗透率与孔隙度呈显著的幂指数关系。无烟煤以微孔为主,孔隙度都在6%以下,渗透率的大小主要取决于裂隙的发育程度;而中低煤级煤的渗透率不仅受裂隙影响,也受煤中各级孔隙发育的影响较大。

煤层气储层地质与动态评价研究进展

基于对国内外近年来有代表性的学术论著分析,从煤储层描述与评价、储层非均质性、储层研究的试验和测试手段、煤储层多相介质耦合特征及渗透率预测、产能过程相渗变化及预测模型、煤层气储层排采试验动态和产能影响因素分析等6个方面,有重点地综述了煤层气储层地质与动态评价研究的新进展,并指出储层动态变化条件下的多相介质耦合特征和渗透率预测,不同地质背景下的储层渗透率动态预测,全方位、多学科的储层动态渗透率预测,构建定量-半定量的煤储层动态评价和预测体系将是今后储层地质和动态评价研究领域的发展趋势。

华北安鹤煤田煤储层特征与煤层气有利区分布

通过对安鹤煤田采集煤样的煤质、显微组分、煤相、显微裂隙分析,等温吸附、低温氮比表面及孔隙结构和压汞孔隙结构测试,研究了该区煤层气赋存的地质条件、煤层气生气地质特征和煤储层物性特征。并采用基于G IS的多层次模糊数学评价方法计算了该区的煤层气资源量,预测了煤层气有利区分布。研究结果表明,该区煤层气总资源量为1 115.73×108m3,煤层气资源丰度平均为1.18×108m3/km2,具有很好的煤层气资源开发潜力。在煤田中部的四矿到八矿之间的地区以及北部的水冶镇附近地区,煤层累计有效厚度大、煤层气资源丰度高、煤层埋深适中、煤储层孔裂隙系统发育、渗透性高,是该区煤层气勘探开发的最有利目标区。

华北晚古生代煤中黄铁矿赋存特征与地质成因研究

应用煤岩学、煤化学、元素地球化学、同位素地球化学等学科的理论和方法，对华北晚古生代８ 层主采煤层中黄铁矿的赋存特征和地质成因进行了全面而系统的研究。结果表明，镜下可划分出莓球状、自形粒状、鱼子状、块状、均一球形、他形、结核状和节理裂隙充填等八种类型的黄铁矿。根据黄铁矿的形态、大小、共生组合关系，与其他组分的空间配置关系，黄铁矿的Ｓ、Ｆｅ 含量及Ｓ／Ｆｅ 原子比以及伴生元素等特征，划分出四个不同的形成世代。应用Ｓ 同位素研究了煤中黄铁矿硫的形成世代。指出沼泽水介质性质是煤中Ｓ 含量高低的决定因素。

华北晚古生代煤中硫及微量元素分布赋存规律

华北晚古生代煤中形态硫以黄铁矿硫和有机硫为主 ,硫酸盐硫含量极少。煤中黄铁矿大致可分为莓球状、粒状、块状、结核状和节理裂隙充填状等几种类型。镜质组含硫量高于惰性组 ,受淡水影响的煤中类脂组含硫量低于镜质组 ,受海水影响的煤中类脂组含硫量高于镜质组。纵向上 ,太原组煤中硫含量高于山西组及上、下石盒子组。平面上 ,太原组煤中硫从北往南有增加的趋势 ,反映泥炭沼泽受海水影响程度自北往南加大。山西组及上、下石盒子组煤中硫以特低硫为主 ,平面变化不明显。不同有机组分中微量元素分布存在差异 ,不同类型黄铁矿伴生元素含量不同。

首钢焦化厂环境中多环芳烃分布赋存特征研究

对首钢焦化厂炼焦过程中生成多环芳烃的分布特征进行了初步研究.焦化厂环境中共检测出40多种多环芳烃,其中属于美国国家环保局(EPA)优先控制污染物9种,且大多具有致癌和致突变性.多环芳烃的稳定碳同位素可以初步确定环境颗粒物中PAHs的来源,以及是否混有未燃烧、燃烧不完全或干馏中间产物的颗粒物.研究表明,煤中多环芳烃通过焦化作业以烟尘、煤粒、焦末以及外排废水形式迁移而污染大气、土壤和水环境.

鄂尔多斯盆地煤的灰分和硫、磷、氯含量研究

详细阐述了鄂尔多斯盆地煤的灰分产率和硫、磷及氯含量的空间及垂向分布规律，并探讨了煤中硫。磷及氯含量的影响因素。研究结果表明，石炭-二叠纪煤以中灰煤为主，部分为高灰煤；低灰煤仅分布在局部地区，且灰分产率与全流呈负相关；延安组以特低灰—低灰煤为主，中灰煤次之，空间上灰分北高南低、东高西低；太原组以中高硫煤为主，山西组则以低硫煤为特征，空间上呈南高北低、西高车低之趋势；延安组亦以低硫煤为主。煤中形态硫以黄铁矿硫为主，有机硫次之，硫酸盐硫极少。从太原组到山西组再到延安组，煤中硫呈递减趋势，这与聚煤环境的变化密切相关。该盆地煤含磷低，少部分为特低磷煤。煤中氯的质量分数值平均为425．8×10-6，空间上中南部高、北西部低；垂向上，下部煤层中氯的含量高于中上部煤层，这可能与煤中氯的成因有关。

塔里木盆地志留系沥青砂岩的特性及其成因

采用有机岩石学和有机地球化学相结合的方法，详细研究了塔里木盆地志留系沥青砂岩的特征及其成因。色质分析表明，志留系沥青砂岩含高的三环二萜烷且以Ｃ２３为主峰，与石炭系源岩不同，γ蜡烷含量不高，代表藻类生源的β胡萝卜烷含量较高，且具高孕甾烷、高重排甾烷的特征，反映沥青砂岩油源来自下古生界。有机岩石学研究表明，由于沥青砂岩含可溶性物质甚高，其油浸反射率（Ｒｂ为０２７％～０３６％）不能反映其真实成熟度，水浸反射率（Ｒｗ为１３５％～１５３％）与上下地层成熟度相吻合，排除了沥青砂岩“新生古储”的可能性。碳同位素分析结果进一步证实沥青砂岩源自下古生界的生油岩，是早古生代古油藏遭受后期构造破坏的结果。

煤储层孔-裂隙非均质性及其地质影响因素研究进展

煤储层孔-裂隙是煤层气吸附、运移和赋存的重要空间,其非均质性对煤层气勘探选区和合理开发具有重要意义。从煤储层孔-裂隙分类方法、定量表征技术、非均质性分布规律以及地质控制因素等方面进行分析,总结了国内外煤储层孔-裂隙非均质性及地质控制研究的最新进展。研究结果表明:孔-裂隙的分类方案具有多样性,但以尺度和机理分类为主,尺度与机理结合的分类方法深化了对煤层气赋存和运移机理的理解,孔-裂隙非均质性的表征技术呈现精细化、定量化和超微观化特征,结合其他学科综合分析,是国际上煤储层孔-裂隙研究方法的重要发展趋势;煤储层孔-裂隙非均质性主要受控于煤变质作用、沉积环境、构造演化、岩浆活动及其相互的叠合作用。综合多种常规与非常规表征技术对煤储层孔-裂隙非均质性进行系统化、精细化、超微观化的定量表征,并探寻煤储层孔-裂隙非均质性的地质成因规律,将是今后该研究领域的发展趋势。

煤中有害物质及其对环境的影响研究进展

综述了煤中有害物质的种类、分布赋存特征及对环境的影响研究进展。探讨了煤中黄铁矿的形态、世代交替、有机硫的结构及煤中硫的地质成因。阐述了煤中微量元素的种类、地质分布、赋存状态、迁移聚集机制及其环境危害。并对煤及燃煤产物中多环芳烃的种类、赋存规律及对环境和人类健康的危害进行了详细阐述。最后指出了煤中有害物质研究中存在的问题与发展趋势。