求解热质输运-反应体系动力学模型的指数拟合有限体积法及模拟软件

热质输运-反应体系对于热液成矿、污染物迁移等均十分重要．该体系包括热质输运、流体渗流、地球化学平衡计算、多组分化学反应－输运过程耦会等动力学过程．介绍了求解热质输运－反应动力学方程的指数拟合有限体积方法，并编制了相应的计算机软件．

越流承压含水层不稳定流问题有限差分法的稳定条件

证明了一维承压越流含水层系统不稳定流问题差分格式的稳定性条件．显式差分格式的稳定性条件是Δｔ｛４Ｔ／［μ（Δｘ）２］＋ｂ／μ｝≤２，隐式格式是无条件稳定的．以河间地块一维承压越流含水层为例，根据给出的稳定性条件进行了数值计算，结果表明，在满足稳定性条件时，其计算结果符合实际．

越流含水层不稳定井流问题边界元——有限元耦合解法

本文根据越流含水层不稳定井流问题的特点,讨论了拉普拉斯变换边界元法与有限元法耦合的原理及方法步骤,使得边界元法更适用于某些地下水流动问题的求解。同时分析了这一方法应用的优缺点,指出应根据实际问题的特点选用相应的求解方法。

求解地下水不稳定流问题的拉普拉斯变换有限元方法

本文探讨了求解地下水不稳定流问题的拉普拉斯变换有限元方法的原理及步骤,通过对理想模型的计算,并与解析解结果进行比较,结果表明这种方法是有效的。图2,表3,参3。

地质过程动力学体系与地质研究生数学课程的教学

地质科学正掀起一场动力学研究热。肖庆辉等在1993年出版的研究报告中列出了国际地学界正在开展的19个重大前沿研究领域,并根据我国地质科学发展的现状和国情,从中筛选出11个我国90年代值得重视的前沿领域。在这11项前沿领域的项目名称中直接含“动力学”的就有5项,而其它如“流体在地壳中的作用”、“

降雨对滑坡的作用机理及动态模拟研究

从动态分析和数值模拟两方面讨论了滑坡过程中的地下水作用机理和地下水动力场的时空分布问题 ,建立了二维极限平衡状态下的临界水位高度模型和描述滑坡剖面二维不稳定流动问题的动力学模型 ;以临界水位高度模型对重庆土台镇滑坡稳定性分析的研究结果表明 ,该滑坡的防治措施宜首先考虑地表水防渗和地下排水方案 ,在滑坡位移监测的同时更应考虑位移、降雨量、地下水动态三者的结合 ;采用数值模型计算了长江三峡库区鸡扒子滑坡因降雨入渗而引起的地下水动力场的时空分布 ,研究结果表明 ,地下水水位和流速场的时空演化过程与滑坡发生的时空特点基本吻合 ,当降雨达到 46 h时 ,滑坡体中地下水流向与滑动面倾向基本一致 ,尤其是在滑体底部出现潜水流 ,此时的地下水流动对滑坡稳定性最为不利。

应用数值模拟技术研究剩余油分布规律

沈95区块储层具有砂体结构复杂,非均质性强,注水开发效果差及剩余油分布规律认识不清等特点。采用地质建模和油藏数值模拟一体化技术研究思路,在构造特征研究、精细地层对比、沉积相研究的基础上,建立精细的三维地质模型。利用油藏数值模拟软件建立了该区块油藏数值模型,并对区块地质储量、压力、含水率及单井生产历史进行了拟合,地质储量拟合误差为4.2%,87%的单井历史拟合误差小于6%。研究结果表明,沈95区块剩余油主要受沉积微相、储层非均质性、断层的封闭性、井网不完善等因素的综合影响,从纵向上来看,剩余油主要集中在主力油层的Ⅱ4—Ⅲ2小层;平面上主要分布在现井网未波及区、断层封闭性较强地区及微构造高部位,多呈孤立状和条带状。

粤港澳大湾区地下水资源特征及开发潜力

粤港澳大湾区是中国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,在国家发展大局中具有重要的战略地位,大湾区未来的发展离不开水资源的支撑和良好的水生态环境。近年来,随着大湾区经济的快速发展,人口激增,需水量上升,水资源环境问题也日益突出,水安全保障程度不足;地下水是水资源的重要组成部分,具有水量稳定、水质较好的特点,可作为重要的应急备用水源。本文从地下水资源着手,系统梳理了大湾区水资源环境条件、地下水资源状况、特征和开发利用潜力,并提出了应急后备水源地建议,得到以下认识:(1)地下水可划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水三大类,其中松散岩类孔隙水和基岩裂隙水分布最广;(2)湾区内地下水水化学类型较为复杂,丘陵山区以HCO3-Na型、HCO3-Ca型及HCO3-Na+Ca型为主,冲积平原及山间盆地以HCO3+Cl-Na型及HCO3+Cl-Na+Ca型为主,三角洲地区以Cl-Na型微咸-咸水为主;(3)西江、北江及东江干流构成湾区内地下水排泄的总渠道,各支流为地下水的局部排泄基准面,地下水动态变化具季节性特征;(4)地下水整体水质较好,Ⅰ-Ⅲ类水占比高达66.25%,从丘陵山区到三角洲平原,水质呈变差趋势,尤其在广州、江门、中山、东莞等城市周边水质较差,超标因子主要为氨氮、氯化物、氟化物、硫酸盐等,三角洲地区发育大量"铁质水"和"氨氮水",水质性缺水问题突出;(5)地下水开发利用程度很低,东莞及中山等城市基本未开发利用地下水,在各类地下水中,碳酸盐岩岩溶裂隙水具有规模开采的开发利用潜力;(6)综合分析相关资料,提出将广花盆地等10处富水块段作为应急水源地备选,经初步计算每年可为大湾区提供约4.18亿m3的应急水源保障。为应对突发性水质污染及极端干旱气候等大规模供水危机,保障粤港澳大湾区用水安全,促进大湾区高质量发展,建议加强大湾区的基础水文地质调查工作,掌握地下水的水位、水质、水量的动态变化特征,精准计算可用于应急备用开采的地下水储存量。

基于Java/Java 3D的地层3维建模与可视化

利用Java 3D技术建立一个地层可视化3维建模系统,实现地层3维模型漫游、旋转、剖切等功能,并以某地区地下水资源调查评价中采集的地质钻孔数据为例,验证该系统的有效性。该系统将不仅为地下水模型的3维实体建模提供理论支持,而且将推动WebGIS在地下水模型中的应用。

太原盆地地下水数值模拟

在分析太原盆地松散沉积层水文地质条件及钻孔资料(343个)的基础上,确立盆地地下水三维流动特征,建立太原盆地松散沉积层的地质结构模型、地下水的三维流动数学模型,应用数值模拟方法再现了太原盆地地下水流动的时空变化规律。结果表明,太原盆地地下水多年平均补给量在8亿m3左右,近10年每年平均超采量在0.8亿m3左右。

江汉-洞庭平原农业土壤重金属综合评价

针对江汉-洞庭平原农业土壤受重金属(Cu,Pb,Zn,Cr,Cd,Hg,As)污染的状况进行系统调查后,根据取样测试结果对土壤无机污染物含量进行特征分析.参照研究区土壤地球化学背景评价标准,采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对研究区农业土壤重金属污染状况进行综合评价.结果表明:研究区7种单要素污染程度大小依次为Hg,Zn,As,Pb,Cd,Cu,Cr,相比较而言,Hg污染为主要污染元素,研究区大部分区域Hg超标,且同污染物外源性关系密切.整体而言,江汉-洞庭平原综合污染指数较往年统计值有走高趋势,农业土壤环境质量达轻度污染级别.

大同盆地地下水数值模拟及水资源优化配置评价

大同盆地由于水资源缺乏且分布不均匀,以及地下水的过量开采已经引起了严重的环境地质问题。本文建立了大同盆地地下水的三维流动数学模型,应用数值模拟的方法,评价了大同盆地地下水资源量。模拟结果表明大同盆地地下水已经超采且开采非常不平衡;在降雨保证率为50%的情况下,大同盆地年水资源补给量为7.1×10~8m^3,降雨保证率为95%的情况下,年水资源补给量为6.3×10~8m^3,而总排泄量达7.7×10~8m^3(2004年),其中蒸发排泄达总排泄量的35%左右(约2.64×10~8m^3)。根据地下水的开采情况及"引黄入晋"工程北干线的进度,应用模型设计方案对大同盆地地下水资源的优化配置做了评价分析。

储层流动单元评价及剩余油分布:以辽河油田沈95区块为例

流动单元划分与模型建立是油藏数值模拟的基础,亦是剩余油分布预测的有效手段,基于流动单元的层次性,开展了辽河油田沈95区块流动单元的划分研究。首先通过对取心井段流动单元划分,选取孔隙度(φ)、渗透率(k)、压汞曲线上进汞饱和度达35%时的孔隙半径(R35)、流动带指标(FZI)、孔隙体积与颗粒体积之比(φz)5个参数,应用聚类分析方法,将储层划分为A、B、C、D、E 5类流动单元,然后运用这些参数来对非取心井进行了流动单元的划分与预测,建立了流动单元三维定量模型,并结合生产动态资料对流动单元划分的合理性进行验证,分析了不同产能井与流动单元类型之间的关联性,最后在此基础上研究了不同流动单元的剩余油分布规律。研究表明:不同类型的流动单元其渗流能力和储集能力差异较大,在生产动态特征方面表现为产油、产液及含水特征存在明显差异;储层流动单元类型之间的差异是控制油水分布的重要因素,不同流动单元类型与剩余油分布有明显的对应关系。

银山多金属矿床成矿分带的流体动力学计算模拟

对江西银山矿床流体动力学热质输运数值模拟研究表明，矿区出露的次火山岩墙尽管与矿化有密切的时空联系，但不能产生持久高强度的引起大范围矿化的能量场．模拟证实，矿区深部存在隐伏岩体，其形态可能受银山背斜的控制，岩体顶面向南缓倾是矿化由早至晚由北东向南西迁移的主要原因．模拟结果合理解释了矿床分带的偏心规律．运用流体动力学计算模拟进行深部成岩预测，取得了预期效果．

有效改善高凝油油藏注水开发效果——以辽河盆地大民屯凹陷沈95块为例

在不同温度下,高凝油具有不同的流动特点,给油田注水开发带来一系列困难,因此,通过实验室研究成果,并结合地质建模和油藏数值模拟一体化技术研究,分析在不同地表注水温度下油藏的温度场分布,确定温度60℃是一个重要的临界温度,高于此温度,原油呈牛顿流体状态,蜡晶不会析出,粘度降低。研究结果表明,以地表注水温度80℃为最优注水开发方式,并进一步对井间温度场分布和预测进行分析研究,这亦为改善高凝油油藏开发效果、提高采收率的优化方案设计提供指导依据。

MODFLOW中两种模拟混合井流问题方法的耦合

对于无(弱)水力联系的多含水层,混合井改变了含水层的结构,通过井筒将无(弱)水力联系的含水层联通。对于大区域井流问题数值模拟,MODFLOW中显式流量分配法和"High Kv in Wellblock"法的假设条件都很难得到满足,将两者耦合起来拓展其适用范围。采用质量守恒定理和Darcy定律计算井网格的平均等效渗透系数,结合显式流量分配法模拟混合井流问题。最后,通过两个典型算例来验证该方法的合理性,其中一个算例是非完整井穿透相邻的两个含水层,另一个算例是完整井穿透两个含水层,且中间有隔水层。将耦合法的计算结果与显式流量分配法对比,结果表明:只有在第一个例子中当水流达到稳定时,两种方法的计算结果几乎相同,且井网格的水头差很小;而其它情况两者的差别很明显,且采用流量分配法计算井网格的水头差大于耦合法计算井网格的水头差。根据Neville等的相关结论可知采用耦合法对于文中的两个例子都比较合理。

辽河油田静观2块高凝油油藏注水温度优选

辽河油田静观2块高凝油油藏注冷水开发效果差,为此,对水驱油效果进行了实验,对储集层冷伤害进行了研究。运用热力学方法,通过求解注水井地层带数值模型,确定最佳注水温度,对油藏冷、热水驱替效果进行对比,同时预测井间温度场分布。研究结果表明,温度是高凝油油藏开发过程中极为敏感的一个参数。当油藏温度低于析蜡温度时,原油析出蜡晶,堵塞地层孔道,对储集层造成不同程度的冷伤害,同时原油流变性发生改变,渗流阻力变大,驱油效率降低;热水驱替能有效改善高凝油油藏开发效果,增加原油流度,提高采收率。但注水温度并非越高越好,在考虑驱油效率的同时还应兼顾开发成本的限制,最终确定静观2块高凝油油藏最佳注水温度为80℃.

2-萘酚生产对环境的影响及废水处理工艺研究

分析了2-萘酚生产现状、市场形势及污水特点,在总结当前2-萘酚生产废水处理工艺研究状况的基础上,提出了处理2-萘酚污水的双效蒸发—冷凝结晶工艺。该工艺回收2萘磺酸钠并加以再利用,回收率可达到50%以上,余下的浓缩液可用于生产硫酸钠。实践表明,经该工艺处理的排放污水,其净化程度达到国家污水排放二级标准。

地下水开采导致总应力变化对地面沉降的影响

地下水开采引起总应力的变化特征取决于所采地下水所处的层位。本文以抽取典型多层含水层系统不同层位的地下水为例,分别计算出了潜水含水层、弱透水层和承压含水层中总应力的表达式,得出了抽取不同层位地下水总应力的变化规律,并且根据有效应力原理,分析不同层位的有效应力变化特征,最后结合有效应力与地面沉降量计算之间的关系式,归纳出抽取不同层位地下水时总应力的变化对地面沉降的影响。通过分析得出,抽取承压含水层地下水(仍处于承压状态下),总应力不随抽水发生变化;而抽取潜水层的地下水,总应力是变化的。本文最后通过数值试验的方法验证了抽取潜水含水层中的地下水,总应力随着抽水时间逐渐减小,地面沉降量也会随着总应力的下降而减小。并且计算得出在600天的模拟时期内,总应力变化较总应力不变的情况下,累积沉降量要小将近30%。

应用二组分成分变异曲线图判别岩浆作用的一套有效方法

本文以瑞利结晶、批式熔融、分离熔融和混合作用四种主要的微量元素模型为基础,建立了对应于这些岩浆作用的一套以元素比值-比值(或元素)、共分母元素比值-比值、共分子元素比值-比值和元素-元素作变量的数学方程及相应的成分变异曲线图。在分析一套有成因联系的岩石的形成机理时,只要将岩石成分投点成有关的变异图,并与本文的成分变异曲线图对比,就能快速确定岩石的成分变异主要受何种岩浆过程控制。若计算出元素的总分配系数,就可确定源岩、初始岩浆、端员岩浆或混染物的成分。