陇东地区富油煤地质特征与主控因素研究

为探明陇东地区富油煤地质特征及主控因素,结合地质背景、煤工业分析、显微煤岩分析及格金低温干馏试验等相关测试,对陇东地区富油煤地质特征进行研究,采用统计分析方法,研究煤相参数与焦油产率之间的线性关系,分析影响陇东地区富油煤焦油产率的主要控制因素。结果表明:陇东地区固定碳含量和灰分产率明显较小,水分含量和挥发分产率明显较大,挥发分产率越高,焦油产率越高;煤岩组分以镜质组为主,惰质组次之,整体属于富油煤;陇东地区煤中焦油产率受成煤物质以及成煤环境的影响,煤中焦油产率与镜质组含量呈正相关趋势,与惰质组含量呈负相关趋势,与煤中H元素含量和H/C原子比呈正相关趋势;灰成分指数和镜惰比与焦油产率呈正相关趋势,表明陇东地区成煤环境属于潮湿、厌氧的还原环境,有利于煤中有机质生油。研究结果为今后煤炭资源勘探提供科学依据,有助于富油煤资源量的准确预测。

鄂尔多斯盆地中东部石炭纪本溪组致密砂岩储层含气性测井综合评价

鄂尔多斯盆地中东部石炭纪本溪组致密砂岩粒度较细,泥质含量较高,孔隙度低、渗透率极差,使测井对其含气性的解释难度增大。基于化验分析资料,重点应用核磁共振、阵列声波、阵列感应等成像测井资料,结合常规测井,建立了4类7种方法的本溪组细粒致密砂岩储层含气性测井评价方法研究,利用测井资料综合开展储层含气性的有效识别。研究表明,综合运用常规和成像测井,对本溪组细粒致密砂岩储层含气性综合评价提供了更加有效的途径。开展本溪组细粒致密砂岩储层含气性测井综合评价研究,对煤系致密砂岩气的勘探和开发具有重要的理论意义和应用价值。

盐结皮土壤形成发育过程影响下的能量平衡动态变化

地表能量平衡是地气交互作用的关键环节,探究不同下垫面的地表能量平衡特征对了解地表的热量传输具有重要意义。然而,目前对于能量平衡在盐结皮土壤形成过程下的变化特征的研究未见报道,主要难点在于缺少盐结皮形成过程中土壤表面反照率的计算方法,严重影响了盐渍化土壤热量传输的精确定量描述。因此,利用模拟试验结合能量平衡模型,应用反照率计算方法,定量分析了盐结皮土壤形成发育过程下能量平衡的动态变化特征。结果表明:(1)Logistic增长模型可以很好地拟合盐结皮在土壤表面的形成发育过程(R2=0.99)。(2)在持续照射条件下(1000 W·m^(-2),16 d),随着盐结皮的持续发育,盐结皮土壤的反照率比对照高出0.15~0.41,从而显著降低了土壤对热量的吸收,导致盐结皮土壤表面温度比对照降低了16℃。(3)盐结皮土壤的净辐射、感热通量、潜热通量和土壤热通量在反照率和表面温度影响下分别比对照减少了47.9%、52.4%、46.8%和47.4%,显著影响了土壤的剖面温度。研究结果对进一步探讨盐结皮影响下的土壤水热传输过程具有重要的科学价值。

新疆农田和荒漠生态系统土壤有机碳储量及其影响因素

基于中国生态系统研究网络(CERN)长期监测数据,选取新疆维吾尔自治区代表暖温带干旱区的绿洲农田生态系统(阿克苏站)、代表暖温带荒漠区(策勒站)以及温带荒漠区(阜康站)的绿洲农田和荒漠生态系统综合观测场、辅助观测场和农户调查点2005—2020年0—100 cm土层的土壤有机碳(SOC)储量数据,分析新疆农田和荒漠生态系统SOC储量的影响因素。研究结果表明,2005—2020年0—100 cm土层SOC总储量平均值为阿克苏站(5.17 kg/m^(2))>阜康站(4.20 kg/m^(2))>策勒站(2.96 kg/m^(2))。0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm土层的SOC分别约占0—100 cm土层储量的27.3%—35.3%、23.1%—24.6%和15.8%—17.5%。在阿克苏站,施肥量最高、灌溉量最低的农户调查点SOC储量最高;而在策勒站和阜康站,农户调查点和辅助观测场的施肥和灌溉措施分别最有利于提高SOC储量。总体来看,土壤含水量、地上生物量与SOC储量呈正相关关系;年平均气温与0—40 cm土层的SOC储量呈负相关关系。在单一生态站的生态系统尺度,年平均气温与SOC储量相关性不显著;地上生物量与策勒站和阜康站的SOC储量呈正相关关系,但是与阿克苏站0—40 cm土层的SOC储量呈负相关关系;施纯钾量与策勒站0—60 cm土层的SOC储量呈正相关关系,但与阜康站40—100 cm土层的SOC储量呈负相关关系。总之,与自然状态下的荒漠和农田不施肥相比,灌溉和施肥的农田管理措施有利于增加干旱区SOC储量。不同生态站要根据自身区域特点制定合理的农田管理模式,以维持较高的SOC储量。

深度学习及其在地质领域中的应用

深度学习技术的快速发展将成为地质领域再出发的助推剂,深度学习是人工智能范畴内的一个重要分支,是一种以人工神经网络为基本框架,从大量历史数据中学习规律并预测新数据的算法。为了充分理解深度学习在地质领域的应用价值,明确其在地质领域应用中存在的挑战和机遇,本文在系统阐述深度学习的发展过程、方法分类以及常见的4种深度学习模型的基础上,对比了它们在地质领域应用的特点和优势。主要从基础地质、地质勘探、地质灾害以及水文地质4个方面介绍了深度学习在地质领域应用的研究和进展,最后根据现有的情况给出了未来发展的建议,为深度学习在地质领域中应用可能遇到的机遇和挑战提供参考。

鄂尔多斯盆地东部本溪组煤系致密砂岩储层脆性评价

致密砂岩储层的特性决定了脆性评价工作在其勘探开发过程中的重要性。研究区块内的脆性矿物为石英、碳酸盐矿物和黄铁矿,但不同矿物组分对于脆性贡献存在差异。为了更准确地衡量脆性,利用全岩矿物和黏土矿物X衍射实验、三轴岩石力学实验和特殊测井资料,提出一种基于改进灰色关联理论的新型评价方法。新方法能够将矿物组分对于脆性的贡献量化,结果显示石英为0.807、黄铁矿为0.758、碳酸盐矿物为0.496、黏土矿物为-0.896。通过对3种方法计算结果的比较,研究发现新方法既与原方法具有较好一致性,又弥补了原有2种方法在部分情况下计算存在较大差异的问题,这显示了其一定的优越性。利用该方法可以得到连续性的脆性剖面,对于现场射孔压裂施工具有一定的指导意义。

鄂尔多斯盆地中东部本溪组致密砂岩储层特征及有利层段优选

鄂尔多斯盆地中东部本溪组发育厚层含气的致密砂岩储层,开展其储层特征及有利层段研究,对于深化鄂尔多斯盆地中东部本溪组储层地质认识和有利勘探层段选择具有重要的理论和指导意义。基于岩石薄片、X射线衍射、扫描电镜等分析测试以及常规压汞、常规物性、核磁共振等多种岩石物理分析,综合开展了储层岩石学、孔隙结构、物性、含气性特征研究;结合烃源岩品质以及储层可压性、气测曲线特征开展有利层段优选。结果表明:鄂尔多斯盆地中东部本溪组砂岩以石英砂岩和岩屑石英砂岩为主,储集空间以原生粒间孔和次生溶孔为主;砂岩具有低孔、低渗、颗粒偏细等特点,属高排驱压力-微喉道型和物性较差的致密砂岩储层。储层具有高杨氏模量、低泊松比、石英等脆性矿物含量较高的特点,使储层易压裂改造;下伏于8号煤层且发育良好的致密砂岩储层为本溪组重要的气层,邻近灰岩的上覆致密砂岩储层含水性增强。研究成果为鄂尔多斯盆地中东部本溪组致密砂岩气的规模勘探与效益开发提供地质依据。

2000-2020年中国陆地生态系统年总初级生产力数据集

陆地生态系统年总初级生产力(AGPP)是粮食生产和陆地生态系统固碳的基础。分析AGPP的时空变化可以为保障区域粮食安全和减缓气候变化趋势提供理论依据,但需以准确评估区域AGPP为基础。基于ChinaFLUX的长期联网观测数据和公开的数据集,本研究构建了中国陆地生态系统AGPP数据集,并结合生物、气候和土壤因素,利用随机森林回归树通过模拟单位叶面积的AGPP构建了中国AGPP评估模型,生成了2000–2020年中国陆地生态系统AGPP数据,空间分辨率为30arcsecond,数据格式为tiff。本数据可以为模型模拟提供验证数据,也可以为区域生产力、生态质量、陆地碳汇评估及管理提供数据支撑。

盐结皮厚度对土壤水盐分布特征的影响

土壤盐结皮对干旱区土壤演化和生态水文过程具有重要影响,目前的研究对于盐结皮土壤的水盐分布特征涉及较少,并且未考虑盐结皮厚度的影响,导致研究结果存在较大差异。因此,通过室内模拟试验,设置4种初始盐分浓度(0 g·L^(-1)、10 g·L^(-1)、150 g·L^(-1)和250 g·L^(-1))以获取不同盐结皮厚度(4.5 mm、6.6 mm和7.3 mm),采用部分重复逐步退出的方法对比分析土壤剖面水盐的动态变化。结果表明:(1)对比无盐处理,含盐处理盐结皮越厚,土壤剖面含水量越大,含盐量变化幅度越小。(2)试验结束时,4.5 mm厚度盐结皮土壤含水量分布特征和无盐处理相似,6.6 mm和7.3 mm厚度盐结皮土壤剖面含水量显著大于无盐处理(P<0.05)。(3)试验结束时4.5 mm、6.6 mm和7.3 mm厚度盐结皮土壤剖面最小含盐量相比初始含盐量分别减小了90.5%、46.3%和32.1%。研究结果验证了盐结皮厚度会对土壤水盐分布产生较大影响,因此建议未来对于盐结皮土壤水盐分布特征的相关研究需综合考虑盐结皮厚度的影响。

博斯腾湖最低生态水位计算

近些年来,由于人类活动的影响,湖泊普遍出现了萎缩、水位下降、水量锐减、水质污染等问题,研究湖泊最低生态水位,确保湖泊所必须的最小水量,对于解决我国湖泊生态退化问题具有重要意义．本文提出综合指标法来计算湖泊最低生态水位．根据博斯腾湖具体情况选取天然水位资料、湖泊形态和芦苇3种指标为依据分别计算博斯腾湖的最低生态水位,计算结果分别为1047．06 m,1047．41 m和1047．20 m,然后通过综合分析以上这3种指标所占权重,进行加权计算,最终确定博斯腾湖最低生态水位为1047．16 m,通过分析表明1047．16 m作为博斯腾湖最低生态水位是合理的,综合指标法作为湖泊最低生态水位的计算方法切实可行．

湖泊最低生态水位计算方法研究

对湖泊最低生态水位计算的年保证率法、湖泊形态分析法、天然水位资料法、功能法、曲线相关法和最低年平均水位法6种计算方法进行了论述,并选用其中的3种方法应用于博斯腾湖,计算结果表明,不同计算方法得到的结果并不相同,据此对不同计算方法的适用范围和优缺点进行了比较分析。

土壤性质在出生缺陷环境风险中的指示作用

为研究土壤性质在出生缺陷环境风险中的指示作用,考虑了区域人口分布和疾病空间结构,使用Bayesian方法,对山西省和顺县连续4年的神经管畸形发生的数据进行了处理,并使用非参数统计的方法,结合土壤环境过程机理,对土壤的理化性质和出生缺陷的环境风险做了系统分析.结果表明:土壤的机械组成,阳离子交换量(CEC),pH,有机质含量及碳酸钙含量都与神经管畸形发生率显著相关.土壤砂粒含量高的地区,神经管畸形发生的风险会显著增加;土壤粘粒含量高的地区,神经管畸形发生的风险会显著降低.土壤阳离子交换量高的地区,神经管畸形发生的风险会显著降低.在偏碱性土壤且pH较高的地区,神经管畸形发生的风险会显著降低.在有利于土壤提供有效形态重金属及稀土元素的环境条件下,神经管畸形发生率会显著提高.在影响神经管畸形发生的环境因素中,土壤介质中各形态元素的有效含量比其总量具有更强的指示作用.

湖泊最小生态需水探讨

由于人类活动的加剧以及全球气候的变化,湖泊出现了萎缩、水位下降、水质污染等问题,确定和保证湖泊生态系统必须的最小生态水量是淡水资源科学配置和永续利用的保证,本文根据水量平衡原理对湖泊最小生态需水的概念、模型、计算方法进行了探讨,并对模型的各参数,最低生态水位、降水量、蒸发量、地下水交换量、出湖水量进行了分析和讨论。

测井曲线的沉积旋回划分方法及应用

在地质综合研究的基础上,基于测井曲线活度分析,结合测井小波分析以及地层旋回特征,进行地层旋回划分方法的研究,并以HSS油田H1518井为例,运用以上方法进行HSS油田H1油层组的地层旋回的划分和地层精细对比。研究结果表明,在标志层研究的基础上,利用测井曲线的活度及小波分析,结合沉积旋回特征研究,可有效进行沉积旋回的划分,HSS油田H1油层组按照旋回特征划分为1个砂层组、3个砂层和7个小层。

白音查干凹陷腾格尔组测井沉积微相研究

从区域沉积背景、岩石学特征和岩-电响应特征分析出发,通过提取反映沉积微相的测井曲线幅值和特征参数,分析测井曲线特征参数与岩性和沉积微相的对应关系,建立白音查干凹陷腾格尔组测井相模式。分析结果表明,白音查干凹陷南部缓坡带腾格尔组,以辫状河三角洲沉积类型为主,可进一步划分为水上分流河道、泛滥平原、水下分流河道、分流间湾、河口坝、前缘席状砂、前缘楔状砂等7个沉积微相。通过单井测井微相、沉积特征及层序地层特征研究,对该区储层沉积体系和沉积相划分进行了完善,为进一步的油气勘探提供了有力依据。

基于粗糙集理论与ANFIS的坡地入渗预测

降雨入渗是坡地水文循环的中心环节，长期以来是土壤侵蚀、非点源污染、水资源管理等科学研究的重点内容。有些学者利用人工神经网络进行模拟预测取得了一定的效果，但人工神经网络不能处理和描述模糊信息。传统的模糊系统具备处理非线性及模糊语言信息的能力，但是传统的模糊系统缺乏有效的方法来改进隶属函数以减少输出误差或提高性能指标。

煤层群上层工作面回采对下层巷道稳定的影响分析

以冯家塔煤矿近距离煤层上下同时开采为工程背景,利用数值模拟的方法,分析在上煤层工作面的采动作用下,下煤层工作面已掘巷道的矿压显现规律,由此确定其超前影响范围、巷道顶板下沉特征以及巷道支护参数。通过实测下煤层巷道离层和变形数据,巷道顶板离层、下沉和两帮移近位移变化量均控制在10 mm以内,巷道变形得到了有效地控制,验证了已有的支护参数设计比较合理,能保障矿井的安全高效生产。

HSS油田H1油层组储层特征研究

HSS油田为低渗透砂岩油藏,H1油层组属于二叠系平地泉组上部,主要为三角洲前缘沉积。在野外剖面、钻井岩心详细观察的基础上,通过对岩石薄片鉴定、扫描电镜和物性等资料的综合分析,对岩石学特征和储层物性特征及其储层非均质性进行了详细研究。结果表明:H1油层组主要为浅灰色细砂岩,其次为少量的中砂岩和粉砂岩;储层物性较差,为中孔、低渗储层;成岩作用与黏土矿物对储集层物性具有重要的影响。根据岩心分析资料、测井资料,结合沉积微相研究,通过计算渗透率级差(JK)、渗透率变异系数(VK)和渗透率突进系数(TK)得到储层表现出强非均质性。沉积环境、粒度、填隙物和沉积相控制了储层的内部结构特征和储层非均质性,进而影响油藏的发育和分布。

红壤坡地不同生态措施地下径流养分流失研究

利用大型土壤渗漏装置(Drainage Lysimeter)对百喜草覆盖、百喜草敷盖、裸露三种生态措施的地下径流养分流失问题进行了研究。结果表明:在试验期间这三种处理措施氨氮流失总量分别为992.64 mg,2 679.67 mg,258.84 mg;总氮流失总量为1 096.494 mg,3 108.376 mg,295.064 8 mg;总磷流失量为603.35 mg,3 109.45 mg,182.42 mg;养分随地下径流流失量敷盖最大、裸露对照最小,这和一般情况下地表径流养分流失有所不同;从流失过程可以看出这三个处理的地下径流养分流失和径流过程比较相似,符合"肥随水走"的水肥运动规律,当降雨过后地下径流变大,养分流失也增大;在整个过程中,氨氮随径流过程变化剧烈,而且随地下径流流失量大,总磷则相对平稳,而且流失量也小。