深海采矿羽状流及其监测试验综述

对深海采矿羽状流进行试验监测,是揭示深海采矿羽状流问题科学机理的重要手段之一,也是开展环境友好型深海采矿的必由之路。通过对多金属结核的采集、采集过程中羽状流的产生以及羽状流试验监测的相关研究进行概述。目前采用履带自行式和水力式采集的采矿车、管道提升系统和水面支持船的技术方案组合是最具商业化前景,也是深海采矿科学研究的重点。深海采矿产生的羽状流可以分为海底扰动羽状流和尾矿羽状流,在不同层面上会对海洋环境产生不同程度的影响,但羽状流的产生源头是矿车对海底沉积物的扰动,环境友好型矿车的研发是解决羽状流对环境影响的根本手段。实验室监测和原位监测应并行互补,且在原位监测时要兼顾监测底栖生物的活动,为深海多金属结核采集过程对海洋环境影响的评估提供更全面的参考;同时深海采矿相关活动过程中的原位监测应被广泛重视,这对深海采矿以及未来潜在的海底未来资源开采要求的环境影响评估均具有重要意义。

一种新的沉积构造——类羽状交错层理

羽状交错层理由倾向相反的两组纹层组成,中间一般不发育隔层,主要形成于滨海(湖)环境。在宁夏香山群第二亚群发现了类似沉积构造,但两组纹层之间却发育有规模较大的隔层。前人研究认为,该套地层主要形成于浊流环境,尽管存在分歧,但较深的水体环境是勿庸置疑的。这与羽状交错层理形成的环境完全不同,故将其命名为类(似)羽状交错层理。目前似乎只有内波沉积理论能够较为圆满地解释深水环境中这种特殊的牵引流沉积现象。

冷泉羽状流多波束水体声学探测技术与应用

海底冷泉作为地球水圈与下伏岩石圈之间物质和能量交换的重要场所,其广泛发育于主动大陆和被动大陆边缘、深海扩张中心、汇聚板块边界、弧前盆地、断层以及泥火山发育区等区域。研究海底冷泉对于海洋工程安全、天然气水合物开发、海洋油气勘探、全球气候变化、碳循环和极端生物群落等方面具有重要意义。本文在系统总结海底冷泉探测技术方法的基础上,重点阐述了多波束水体声学探测技术及海底冷泉羽状流特征反演方法,对海底冷泉系统探测技术方法完善和应用具有重要意义。

煤层气定向羽状水平井开采机理与应用分析

定向羽状水平井技术适合于开采低渗透储层的煤层气,集钻井、完井与增产措施于一体。定向羽状 水平井的主要机理在于多分支井眼在煤层中形成网状通道,促进微裂隙的扩展,又能连通微裂隙和裂缝系统,提高 单位面积内的气液两相流的导流能力,大幅度提高了井眼波及面积,降低煤层气和游离水的渗流阻力,提高气液两 相流的流动速度,进而提高煤层气产量和采出程度。沁水煤层气田是中国典型的低渗透煤层气藏,具有煤层厚度 和深度适中、渗透率低、煤岩机械强度高、含气量和饱和度高的特点,适合于定向羽状水平井技术条件。在煤层气 藏地质参数不变的情况下,可利用分支井产量模型研究分支数和分支段长对产能的影响关系,分支数和分支段长 是影响产能的敏感性人为因素,也是可以通过工程设计优化加以改变的工程参数,从而尽可能发挥定向羽状水平 井的产能潜力。通过经济评价,利用定向羽状水平井技术开发沁水煤层气田具有较高的经济效益。

基于煤层气可降解的羽状水平井钻井液室内研究

为解决煤层气羽状水平井井眼净化、井壁稳定和储层保护之间的矛盾,研制出可生物降解的钻井液技术。该钻井液为无固相聚合物钻井液体系,具有较高的动塑比和低剪切速率黏度,能很好地稳定井壁和保持井眼清洁。优选出能够降解无固相聚合物钻井液的生物酶,测试结果表明:该生物酶在0.01%加量、1h能有效降解钻井液,较适宜的降解环境为:pH=5.5～7.0,温度20～50℃,氯化钠和氯化钾对生物酶降解效果影响较小。

长江口羽状锋海区浮游植物的生态研究

丰、枯水期的数量均值分别为２５０５．４×１０￣３个／米￣３（１９８８年８月）、３０３．５×１０￣３个／米￣３（１９８８年１２月）和１８９２２２．０×１０￣３个／米￣３（１９８９年８月），平面分布的斑块现象明显，丰、枯水期的数量密集区主要形成于表层盐度２５为中心的河口羽状锋锋面一带及其东侧海区。在影响研究海区浮游植物数量时间和空间分布的诸多因素中，长江径流量的变动是一个至关重要的因素。种类组成隶属于河口型的生态组成模式，河口沿岸低盐种是浮游植物群落的主要成份，决定着长江口浮游植物群落的性质。河口羽状锋海区存在着一个生物地球化学作用带，其位置的变动主要取决于锋面位置的变动。根据浮游植物数量密集区，ｐＨ和溶解氧的异常区的位置，可大致推断出长江口羽状锋的位置及其走向。

樊庄区块煤层气羽状水平井钻井实践

山西沁水盆地樊庄区块的煤层具有埋深适中、厚度大、分布稳定、保存条件好、煤储层物性较好和含气量高等特点,如果利用常规直井开发,从提高裂缝导流能力、减少对煤层的伤害和降低单井钻井成本、扩大单井控制面积、提高单井产量等方面都达不到理想的效果。因此,采用羽状水平井开发是有必要的。通过对山西沁水樊庄区块地质特征的研究,得出了该区块满足羽状水平井钻井技术开发的结论,结合樊庄区块煤层气羽状水平井晋平井组钻井的现场实践研究,提出了煤层气羽状水平井的关键技术(井眼轨道控制技术、洞穴井交汇技术和沿煤层钻井井眼稳定性技术),并对其进行了相应的分析研究,研究成果对利用羽状水平井钻井技术开发煤层气具有一定的实际应用价值。

煤层气羽状水平井井身结构优化设计

为了优质、快速、低成本地完成羽状水平井钻井作业,最大限度地提高羽状水平井单井产量,需要进行钻前井位优选及井身结构优化设计研究。结合沁水盆地南部地区地质特征,分析了影响羽状水平井单井产量的地质因素,指出了断层、陷落柱等破碎地层对煤层气开发和钻井工程的影响;同时,对羽状水平井的主要井身结构参数进行了数模优化,得到了2主支6分支井型的最优井身结构：主支夹角12-18°,主分支夹角39-50°,分支间距150m,水平段进尺4500-5000m。研究结果已在沁南煤层气开发中应用并取得较好的效果。

2000年8月长江口外海区冲淡水和羽状锋的观测

采用CTD、多参数环境监测系统 YSI等仪器设备 ,于 2 0 0 0年 8月在长江口外海区对长江冲淡水结构、羽状锋等进行了现场观测。 2 0 0 0年 8月长江冲淡水出口门后 ,朝东北偏北流动 ,而当年 8月为长江径流量偏小的月份。通过动力分析指出了近口门段长江冲淡水分布类型与径流量的关系。长江冲淡水主流在近口门附近朝东北偏北扩展后 ,在科氏力作用下朝东南扩展 ,在转向区域为沿水下河谷北上的高盐台湾暖流水。高盐的台湾暖流水和长江冲淡水混合 ,生成口外羽状锋 ,强度大 ,阻挡了长江冲淡水向东扩展 ,并使冲淡水在当年径流量偏小情况下朝东北偏北运动。部分台湾暖流水在中下层能穿越长江口外而向北流动。羽状锋主要存在于长江口外 1 2 2 .6°E附近的 1 5m水层之上。在浙江沿岸、长江口外水下低谷西侧。

甘薯羽状斑驳病毒RT-LAMP快速检测方法的建立

【目的】甘薯羽状斑驳病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)侵染甘薯造成重要危害,本研究旨在利用反转录环介导等温扩增技术(reverse transcription loop-mediated isothermal amplification,RT-LAMP)建立一种快速、高效检测SPFMV的方法。【方法】从Gen Bank上获得SPFMV外壳蛋白(coat protein,CP)基因的核苷酸序列,利用Primer Explorer V4设计4条RT-LAMP特异性引物SPFMV-FIP(5′-TAAGCGCGGCTGCC TTCATC-CATTCAACCACCCCTGCA-3′)、SPFMV-BIP(5′-TCGGTTGTTTGGTTTGGACGGA-ATCAGTTGTCGTGTGCCTC-3′)、SPFMV-F3(5′-GAGTCTTGCGCGATATGCA-3′)和SPFMV-B3(5′-ACCCCTCATTCCTAAGAGGT-3′),同时设计2条反转录聚合酶链反应(reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR)的特异性引物SPFMV-F(5′-TCTAATGAGAACACTGAA TT-3′)和SPFMV-R(5′-TTGCACACCCCTCATTCCTAAG-3′)。分别设置F3/B3﹕FIP/BIP引物浓度比(1﹕1、1﹕2、1﹕4、1﹕6、1﹕8和1﹕10),d NTPs浓度梯度(0.025、0.125、0.225、0.325、0.425、0.525、0.625、0.725和0.825mmol·L-1),Betaine浓度梯度(0.4、0.7、1.0、1.3和1.6 mol·L-1),反应温度(59、61、63、65、67和69℃)和反应时间(20、30、40、50、60、70、80和90 min),对RT-LAMP反应体系各条件进行优化,确定最佳反应体系。通过测序及酶切对RT-LAMP产物进行鉴定。以携带SPFMV、甘薯C病毒(Sweet potato virus C,SPVC)、甘薯褪绿矮化病毒(Sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)、甘薯病毒2(Sweet potato virus 2,SPV2)、甘薯潜隐病毒(Sweet potato latent virus,SPLV)、甘薯G病毒(Sweet potato virus G,SPVG)、甘薯褪绿斑病毒(Sweet potato chlorotic fleck virus,SPCFV)和健康甘薯叶片的总RNA为模板,分别进行RT-LAMP和RT-PCR特异性检测;带有SPFMV的甘薯总RNA进行10倍梯度稀释,以RNA原液、10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6和10-7稀释液为模板进行RT-LAMP和RT-PCR灵敏度测定。最后利用优化的RT-LAMP体系对山东省多地采集的SPFMV疑似病样进行检测,加入SYBR green I进行可视化检测。【结果】建立了SPFMV的RT-LAMP快速特异性检测方法,优化的反应体系:引物SPFMV-FIP/SPFMV-BIP为0.8μmol·L-1,SPFMV-F3/SPFMV-B3为0.2μmol·L-1,d NTPs为0.325mmol·L-1,Betaine为1 mol·L-1;65℃反应70 min。特异性试验显示本研究建立的RT-LAMP只对携带SPFMV的RNA能够扩增出典型的梯状条带。RT-LAMP最低可检测的RNA浓度为121.6×10-4 ng·μL-1,而RT-PCR最低能检测的RNA浓度为121.6×10-3 ng·μL-1,表明RT-LAMP的灵敏度比RT-PCR高10倍。田间样品检测,RT-LAMP扩增结果与可视化检测结果一致,表明本研究建立的RT-LAMP快速检测方法可有效应用到SPFMV的田间检测。【结论】建立的RT-LAMP快速检测方法灵敏度高、特异性好,适用于SPFMV的田间快速检测。

煤层气定向羽状水平井钻井技术研究

从煤储层特性分析入手 ,讨论了现有煤层气井增产技术的不足 ,阐述了用特殊的羽状水平井来提高煤层气单井产量的有利条件。并通过室内实验和研究 ,介绍了煤层气定向羽状水平井的设计方案、钻井关键技术和主要工具结构原理 ,提出了在国内现有技术与装备条件下相应的实施方案和建议。

甘薯羽状斑驳病毒实时荧光定量PCR检测方法的建立

依据甘薯羽状斑驳病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)外壳蛋白(CP)基因的保守区设计引物和TaqMan探针,经过对反应体系和反应条件的优化,建立了特异、灵敏、高效的SPFMV实时荧光定量PCR检测方法。试验结果表明:该方法能检测到目的病毒,标准曲线的斜率和相关系数分别为-3.307和0.998,扩增效率为100.6%。最低可检测到约5.46个拷贝的阳性质粒,灵敏度比常规PCR高2个数量级。建立的实时荧光定量PCR方法可用于田间样品的检测,为SPFMV的早期预警和流行学研究提供了技术手段。

反向斑点杂交法快速检测甘薯羽状斑驳病毒和甘薯G病毒

【目的】以克隆得到的甘薯羽状斑驳病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)和甘薯G病毒(Sweet potato virus G,SPVG)基因片段为探针建立反向斑点杂交技术体系,应用于甘薯组培脱毒苗带毒情况检测,为生产优质甘薯组培脱毒苗提供保障。【方法】根据已公布的侵染甘薯的SPFMV和SPVG的核苷酸序列设计两对特异引物,以RT-PCR法从染病的甘薯叶片扩增SPFMV和SPVG的两个片段,并以克隆到的两个病毒片段及内参基因Actin片段为探针建立反向斑点杂交体系。【结果】分别克隆出长度约310和500 bp的片段,经BLAST比对,所获得的310 bp片段为SPFMV的外壳蛋白基因片段,同源性为97%,500 bp片段为SPVG的外壳蛋白基因片段,同源性为99%。分别用带有SPFMV和SPVG片段的重组质粒pUC-SPFMV和pUC-SPVG进行反向斑点杂交,发现不同病毒能获得单一信号,无交叉现象。以染病甘薯和脱毒甘薯苗为样品,用该种病毒的探针进行反向斑点杂交,染病植株样品中能获得单一信号,而脱毒苗甘薯样品未见任何信号,杂交结果与RT-PCR检测结果一致。【结论】用建立的反向斑点杂交技术体系能有效检测甘薯中的SPFMV和SPVG,无交叉信号,可用于甘薯组培脱毒苗的前期检测。

定向羽状分支水平井开发煤层气现状及发展趋势

煤层气定向羽状分支水平井技术是目前煤层气工业中一种改造煤层气井开发效果的新技术 ,受到各国煤层气公司的重视与青睐。文中概述了羽状分支水平井的发展现状 ,通过其有利的应用地质条件的分析 ,得出其今后的发展趋势是进一步对羽状分支水平井的地质设计与数值模拟研究。

长江口外羽状锋的屏障效应及其对水下三角洲塑造的影响

Based on data obtained from the survey of the Yangtze River Estuarine front, a detailed analysis of the frontal surface structure, position, intensity and seasonal variations is presented. From the frontal surface structure and water densities of both sides of the front, a formula of frontal surface barrier force is deduced based on the hydrostatic principle, which suggests the barrier effects of estuarine plume front. Furthermore, the correlation analysis between barrier effects and underwater topography indicates the plume front effects on the submerged delta development. That is, the average frontal surface position prevents the submerged delta from further extending eastward, the front movement with flood and ebb causes the submerged delta to slant eastward gently, and the seasonal variations of frontal intensity restricts the submerged delta cycle of summer deposition/winter erosion.

2004年夏初、秋末长江口外海区冲淡水及羽状锋的盐度特征

用国家海洋局东海环境监测中心2004年夏初(6月)和秋末(11月)对长江口外海区现场观测资料,用Matlab计算机编程语言对观测资料进行质量控制、插值网格化,绘制研究海区盐度立体分布图,显示夏初、秋末两季的盐度分布特征。将2004年夏、秋两季长江口外海区冲淡水和羽状锋的分布与以往观测研究结果对比,可得:(1)长江口外海区冲淡水的盐度值主要在5—31之间,冲淡水前缘盐度锋面的盐度值为18—28;盐度值20—28的盐度锋面基本体现该海区羽状锋的特征及变化。(2)夏初长江口外海区冲淡水范围明显大于秋末,夏初该海区以冲淡水为主,秋末冲淡水的范围收缩,紧贴沿岸一带。相应地,夏初该海区羽状锋呈倾斜锋面,占据较大的海区;秋末则为垂直锋面,介于122.50°E—122.70°E海区。

考虑启动压力梯度的煤层气羽状水平井开采数值模拟

建立了对非均质各向异性双重介质煤层气进行定向羽状水平井开采的数学模型。模型中考虑了与气体吸附、解吸和扩散相耦合的三维气、水两相渗流以及储层的压力敏感性和煤层本身所具有的低渗透特性,即低渗透地层启动压力梯度的影响,同时还考虑了井筒内的压降损失。利用有限差分法对数学模型进行了数值求解,完成了煤层气定向羽状水平井开采的数值模拟,并着重分析了启动压力梯度对模拟产量的影响。计算结果表明,利用定向羽状水平井能够大幅度提高低渗透煤层气的开采效率。启动压力梯度的存在会使煤层中羽状水平井的降压效果变差,从而减少煤层气的产量。

甘薯羽状斑驳病毒cDNA探针的克隆及其应用

从表现病毒症状的甘薯叶片中直接提取甘薯羽状斑驳病毒(sweet Potato Feathery Mo-ttle Virus,SPFMV),用酚-SDS-蛋白酶 K 法提取 SPFMV RNA,以 Oligo(dT)作引物合成cDNA。以质粒 pUC19为载体,转化 E.coli DH5α,筛选出插入片段长度为1.9kb 的阳性克隆,以此制备探针,与 SPFMV(RC 株)感染的巴西牵牛(Ipomoca setosa)和牵牛(I.nil)叶片总核酸抽提液进行斑点杂交呈阳性反应。^(32)P 和生物素标记的 cDNA 探针杂交试验均得到理想结果。

煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术

为了提高煤层气的钻遇率、减少井下复杂事故,开展煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术研究至关重要。通过分析煤层气产出机理和羽状水平井技术特点,给出了羽状井井眼轨迹控制综合分析流程图及常用的控制方法,详细介绍了随钻电阻率、自然伽马测井等测井响应井眼轨迹综合控制技术及不同地层倾角煤储层井眼轨迹实施跟踪预测控制技术。研究结果表明：准确掌握煤储层物性参数、地层倾角及顶底板岩性等是实现井眼轨迹有效控制的基础和关键,在钻进过程中通过实时跟踪和分析钻井参数,并结合随钻电阻率、自然伽马测井及综合录井信息等对井眼轨迹进行实时监测和调整,可有效控制钻头在目标层中最佳层位延伸钻进,从而可确保煤储层钻遇率及减少井下复杂事故发生。

甘薯羽状斑驳病毒和褪绿矮化病毒双重RT-PCR检测方法的建立

根据GenBank中公布的甘薯羽状斑驳病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)外壳蛋白(CP)基因和甘薯褪绿矮化病毒(Sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)热激蛋白(Hsp70)基因序列保守区域设计了2对特异性引物,通过RT-PCR反应程序的优化,建立了能同时检测SPFMV和SPCSV的双重PCR检测体系。该检测体系能够1次扩增出SPFMV和SPCSV的特异性片段,片段大小为461bp和304bp,测序结果表明,2种病毒序列与参考序列的同源性达93%以上。