山西省沁水盆地南部4~#煤薄煤层试采获得煤层气工业气流

1研究目的(Objective)沁水盆地是中国重要的煤层气生产基地之一,位于山西省中南部。研究区位于沁水盆地南部寺头断层西侧,行政区域隶属于晋城市沁水县、阳城县。研究区煤系地层厚度63~145 m,平均92 m,其中煤层厚度4.1~17.4 m,平均7.9 m。

基于地震属性优选技术的煤层气开发单元划分

为了进一步提高煤层气井开发效果,提取了目标煤层的多种地震属性,同时建立了已开发井产量分布样本;在此基础上,通过对所有地震属性与产量样本拟合分析,利用指标权重法计算,相干和均方根振幅2种地震属性对产量影响的累积贡献率达到85%以上,因此优选了相干和均方根振幅2种地震属性;通过2种属性与产量的拟合相关系数,建立了综合属性预测公式,划分了有利开发单元,使得预测结果与已开发井产量的相关性得到加强。结果表明:通过开发井资料与地震属性优选技术,可准确的划分开发单元。

大位移井套管磨损预测及剩余强度计算

在大位移井钻进过程中,由于水垂比大的特点,钻柱在井下运行形式复杂,造成套管内壁磨损严重,套管强度降低,极大地影响了后续钻井和生产作业。应用基于能量传递的套管磨损效率模型,采取分段法求取管柱侧向力,对套管月牙形磨损进行分析,并依据API(American Petroleum Institute)最小壁厚法,简化月牙状套管磨损,建立套管磨损预测及剩余强度计算方法。利用该模型对南海某大位移井进行计算。结果表明:侧向力是影响套管磨损的主要因素,倒划眼对套管的磨损效果明显强于正常钻进。全井段磨损最严重的位置是狗腿角最大的井段,套管失效的风险最大,是采取防磨措施的关键井段。经计算该井四开作业完成之后,狗腿角最大处的套管磨损深度为1.15 mm,套管强度衰减至原始强度的58.24%,但仍能满足强度要求;该研究成果为南海大位移井套管磨损的防治提供了依据和参考。

沁水盆地南部煤层气水平井射孔优化

为提高沁水盆地煤层气水平井压裂效果,基于分布式光纤水平井产水产气剖面监测、水平井录井导向、测井等资料分析,明确了煤岩煤质、煤体结构、水平井钻遇位置以及射孔改造方式是决定煤层压裂改造效果的关键因素。沁水盆地3号煤层中—上部自然伽马低、煤质较好、煤体结构完整,是适合压裂改造的优质层段;根据双自然伽马曲线可准确判断水平井井眼轨迹在煤层中的钻遇位置,确定优质压裂层段及射孔方式。当井眼轨迹位于煤层中部时,采用常规射孔方式可实现高效改造;当井眼轨迹接近顶板或出层时,需采用向下定向射孔方式,实现上部优质煤层的有效改造;当井眼轨迹位于下夹矸层附近时,可采用向上定向射孔方式,实现中部优质层段的改造。该方法现场应用水平井46口,单井日产气量突破2.5×10^(4)m^(3),日稳产气量达到2×10^(4)m^(3),储集层压裂改造效率提升10%~50%,水平井开发效果好。

郑庄北中深部煤层气水平井产能影响因素及开发技术优化

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能影响因素,改善开发效果。【方法】基于郑庄北部水平井开发实践,结合地质特征与工程参数,分析了中深部煤层气水平井产能的主控因素,并针对性提出实现中深部水平井高效开发的建议。【结果和结论】结果表明:单支套管压裂水平井产能受地质和工程因素综合影响。地质条件下,中深部储层含气饱和度明显高于浅部储层,整体资源富集;高产井主要分布在构造曲率较小的平缓区域内;原生煤层射孔段数与水平井产气效果呈正相关关系;研究区水平主应力差介于8~16 MPa,且随埋深增加而增大,无法形成复杂缝网是导致前期产气效果差的原因。工程条件上,当井眼轨迹方位与最大水平主应力方位夹角为60°~90°时产气效果最好,井平均稳产气量可达到9 700 m^(3)/d;水平段越长,煤层稳产气量越高;采用泵送桥塞射孔压裂方式的水平井产气效果明显优于油管压裂方式,稳产气量随压裂规模增加而显著提高,压裂参数中施工排量对改造效果的控制作用显著,当排量<7 m^(3)/min时,水平井稳产气量整体小于2 000m^(3)/d;当排量增大到8~10 m^(3)/min时,稳产气量逐渐增高;当排量保持在10~12 m^(3)/min,稳产气量持续稳定在10 000~12 000 m^(3)/d;当排量提高到16~18 m^(3)/min时,稳产气量突破18 000 m^(3)/d。最后,优选含气性、构造曲率、煤体结构、地应力等地质参数与水平段长度、压裂段数、单段压裂液量、单段压裂砂量、施工排量、砂比等工程参数,通过灰色关联法分析了中深部水平井产能主控因素。结果表明煤体结构和压裂规模是影响水平井产能的主要因素。提高原生煤层钻遇率与选点效率以及进一步提升施工排量及压裂规模是实现研究区中深部煤层压裂水平井更高产能的主要途径。

渤海春季和秋季的浮游动物

于 1 998年 9— 1 0月和 1 999年 4— 5月用浮游动物中网在渤海调查了浮游动物群落 ,在 1 998年秋季记录到 47种浮游动物 ,而 1 999年春季仅有 2 7种。结果表明 ,4个航次浮游动物总丰度 (不包括夜光虫 )分别为 1 36— 31 2 70、5 5 8— 671 9、5 0 8— 1 3843、5 2 1— 1 2 945ind/m3。在1 998年秋季的调查中 ,小拟哲水蚤和拟长腹剑水蚤是优势种 ,小拟哲水蚤的丰度在 9月和 1 0月分别为 6.8— 30 90 2ind/m3和 60— 40 5 0ind/m3,拟长腹剑水蚤的丰度在 9月和 1 0月分别为0— 831 6ind/m3和 32— 3679ind/m3。在 1 999年春季的调查中 ,双毛纺锤水蚤和腹针胸刺水蚤是优势种。在 4月的调查中 ,双毛纺锤水蚤的丰度为 0— 8389ind/m3,腹针胸刺水蚤的丰度为0— 35 5 2ind/m3。在 5月的调查中 ,双毛纺锤水蚤的丰度达到 0— 1 1 941ind/m3,腹针胸刺水蚤的丰度为 3— 82 38ind/m3。拟长腹剑水蚤、小拟哲水蚤和双毛纺锤水蚤是个体较小的浮游动物 ,普查大网资料得出的丰度大大低于中网资料得出的丰度。因此 ,个体较小的浮游动物应该作为浮游动物的重要组成部分来研究 。

海山区浮游生态学研究

本文综述了海山浮游生态学研究的现状。海山是大洋中常见的地形单元,在有的海山附近鱼类和底栖生物的生物量比周围大洋中要多,针对这些鱼类和底栖生物的饵料来源提出了三种假说,第一种假说认为海山区特殊的物理环境导致初级生产力较高(经典假说),第二种假说认为海山区的饵料不是本地生产的,地形和流场使得外来的浮游生物在海山区富集或通量加大(外来营养补充假说),第三种假说认为海山上部的颗粒有机物营养较高,是鱼类和底栖生物的营养来源之一(颗粒有机物补充假说)。对海山浮游生态学的研究基本围绕这几个假说进行。目前只在9座海山进行了浮游生态学研究,这些研究表明单个假说并不能解释海山附近鱼类生物量较大的现象,海山鱼类和底栖生物的营养来源可能有很多,这些假说阐述的机制并不互相矛盾,海山生物之间的营养关系也比原来想象的复杂得多。已有研究都是针对其中某个假说进行验证研究,建议我国即将进行的海山浮游生态学研究针对三种假说进行海上调查,以提供完备的数据支持。

南海北部冬季和夏季浮游哲水蚤类群落

根据2004年2月10日-3月6日(冬季)和8月26日-9月6日(夏季)在南海北部的两个航次中用浮游动物大网垂直拖网采集的浮游动物样品,对该海域的浮游桡足类群落进行分析。结果表明,共发现哲水蚤类70种,冬季航次62种,夏季航次62种,种类的季节变化不大。在海洋站位,每个站位出现的哲水蚤类为4-41种,近岸的站位出现的种数少,向远海逐渐增多。哲水蚤总丰度冬季为10-353个/m3,夏季为13-205个/m3,从近岸到远海减少。哲水蚤生物量干重冬季为0.80-33.39mg/m3,夏季为0.64-5.81mg/m3,从近岸到远海减少。种类多样性指数采用香农-威弗指数,冬季为0.80-4.39,夏季为2.12-4.66,在近岸较低,远海较大。优势度大于2%的种被认为是优势种。冬季的优势种为:中华哲水蚤(Calanus sinicus)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、狭额真哲水蚤(Subeucalanus subtenuis)、弓角基齿水蚤(Clausocalanus arcuicornis)、长尾基齿水蚤(Clausocalanus furcatus)、达氏波水蚤(Cosmocalanus darwini)。夏季的优势种(类)为:微刺哲水蚤(Canthocalanus pauper)、小哲水蚤(Nannocalanus minor)、狭额真哲水蚤、亚强真哲水蚤(Subeucalanus subcrassus)、小拟哲水蚤、锥形宽水蚤(Temora turbinata)、柱形宽水蚤(T.stylifera)、异尾宽水蚤(T.discaudata)。这些种在各个站位占总丰度的15%-92%(平均为48%)。优势度大于5%的种有中华哲水蚤、小拟哲水蚤、狭额真哲水蚤、锥形宽水蚤、异尾宽水蚤,各种的丰度(除狭额真哲水蚤外)从近岸向远海降低。在远海深水的站位,出现了热带暖水种乳点水蚤属的腹突乳点水蚤(Pleuromamma abdominalis)、瘦乳点水蚤(P.gracilis)和粗乳点水蚤(P.robusta)。哲水蚤目种丰富度、桡足类丰度、多样性指数、优势种丰度从近岸到远海的变化趋势,反映了桡足类群落从近岸到远海的演替。

海洋微型浮游动物的丰度和生物量

综述了海洋微型浮游动物研究的历史沿革 ,微型浮游动物在海洋生态系统中的作用、丰度和生物量 。

海洋浮游微食物网对氮、磷营养盐的再生研究综述

海洋浮游微食物网包括病毒、细菌、聚球藻蓝细菌、原绿球藻、微微型自养真核生物、微型浮游动物(混合营养和异养鞭毛虫、纤毛虫)等生物类群,其中病毒、细菌及微型浮游动物等异养生物类群是海洋中氮、磷营养盐再生的重要贡献者。海洋中细菌吸收还是释放营养盐取决于细菌与底物中元素的比例,在多数海区,异养细菌都是吸收营养盐。病毒主要通过溶解宿主来释放宿主细胞中的物质,释放的营养元素的存在形态大多为有机物。微型浮游动物对营养盐的再生主要通过排泄来完成,目前在实验室内测定微型浮游动物排泄率的研究比较少,进行研究的主要困难有两个:第一,微型浮游动物的室内培养较难;第二,测定微型浮游动物的代谢率技术难度较高。根据已有研究结果,鞭毛虫的单位体重排氮率为2.8~140μg N(mg DW)^(-1)h^(-1),最大排氮率为7.0×10-9~13.8×10-6μg NH4+N cell^(-1)h^(-1),再生效率为0~100%;最大排磷率为3.8×10-9~6.6×10-7μg P cell^(-1)h^(-1),再生效率为0~100%。鞭毛虫的营养盐排泄率和再生效率受鞭毛虫自身的生长阶段和生活策略、饵料中元素比例及温度的影响。纤毛虫的单位体重排氮率为0.25~178μg N(mg DW)^(-1)h^(-1),最大排氮率为1.59×10-7~1.2×10-4μg NH4+N cell^(-1)h^(-1);单位体重排磷率为13~363μg P(mg DW)^(-1)h^(-1),最大排磷率为0~1.3×10-5μg P cell^(-1)h^(-1)。影响纤毛虫排泄率和再生速率的主要因素为纤毛虫生长阶段和温度。自然海区测定微型浮游生物对营养盐的再生的方法主要为同位素稀释法,此外还可以根据其他资料推算微型浮游生物的营养盐再生速率及产生率以反映再生能力。多数野外实验结果证明微型浮游动物是营养盐主要的再生者。

白令海浮游植物添加营养盐培养实验

本文报道 1 999年 7月～ 9月中国首次北极考察期间 ,在白令海进行的一组浮游植物添加营养盐培养实验。实验从 7月 2 3日开始 ,8月 5日结束。培养瓶为两个对照 ,硝酸盐添加为海水浓度的2、4和 8倍 ,磷酸盐添加为海水浓度的 2、4和 8倍。培养瓶在“雪龙”号甲板上的流水控温槽中培养。在培养的第 5天 ,对照、硝酸盐组和磷酸盐组浮游植物增长的趋势一致 ,叶绿素 a增长为初始浓度( 0 .55mg/m3 )的 3.5～ 4.5倍。在培养的第 1 0天 ,硝酸盐组叶绿素 a浓度达到 1 7.6～ 2 4 .0 mg/m3 ,大大高于对照 ( 7.6～ 9mg/m3 )。磷酸盐组叶绿素 a浓度为 9.3～ 1 1 .4mg/m3 ,比对照有所增加 ,但不如硝酸盐组明显。实验结束时各瓶的叶绿素 a浓度都降低。添加较大浓度营养盐的培养瓶中浮游植物的增长要大一些 ,但是并不明显。本实验说明 ,虽然从营养盐的绝对浓度和比例上看 ,都没有明显的 N或 P限制 ,但是白令海潜在着硝酸盐的限制。虽然营养盐的浓度对浮游植物的吸收有一定的影响 。

渤海微型浮游动物及其对浮游植物的摄食压力

１９９７年 ６月在渤海的 ５个站位采样分析了微型浮游动物的空间分布，用稀释法研究了浮游植物的生长率和微型浮游动物对浮游植物的摄食压力。结果表明，所研究的微型浮游动物主要是砂壳纤毛虫和桡足类幼虫。 Ｃｏｄｏｎｅｌｌｏｐｓｉｓ ｓｐｐ．是砂壳纤毛虫的绝对优势种，只在１、３、５号站有分布。表层分布为： １号站９８１ｉｎｄ／ Ｌ、５号站２００ｉｎｄ／ Ｌ、３号站３０ｉｎｄ／ Ｌ；垂直分布为上层多、下层少。桡足类幼虫密度为 ０－８７ｉｎｄ／ Ｌ。表层浮游植物的生长率为 ０．４３－０．７３ｄ－１，浮游动物的摄食率为 ０．４２－０．６９ ｄ－１，相当于每天摄食浮游植物现存量的３４％－４９％和初级生产力的８５％－１０１％。

温度对中华哲水蚤代谢率的影响

Effect of temperature (0～30 ℃) on the oxygen uptake rate and ammonia excretion rate of Calanus sinicus were determined through incubation experiments. The average dry body weight of C. sinicus was 110 μg. The relationship between oxygen uptake rate (R) and temperature (T) was expressed as R = 0.028 3 ×T + 0.065 3. The relationship between ammonia excretion rate (A) and temperature was expressed as A = 0.015 5 e0.075 2T.

海洋微型浮游动物对浮游植物和初级生产力的摄食压力

综述了国际上研究微型浮游动物对浮游植物和初级生产力摄食的方法 ,并重点介绍了稀释法的理论和在实践中遇到的问题。各种方法得出的微型浮游动物对浮游植物和初级生产力摄食压力的估计表明 。

海洋浮游动物粪便通量

海洋浮游动物粪便颗粒的沉降被认为是碳从海洋表层向海底输送的主要途径之一 ,对研究碳通量和水层—底栖耦合具有重要意义。综述了有关浮游动物粪便的形态、产生率、分解速度和沉降速度的研究 ,以及近年来沉积物捕捉器样品的研究。虽然通过粪便产生率和沉降速度估计出的粪便通量很大 ,但是沉积物中粪便颗粒造成的碳通量所占比例不大。因此 ,对其它沉积途径的研究不容忽视。

胶州湾桡足类幼虫和浮游生纤毛虫的丰度与生物量

1 997年 9月、1 2月 ,1 998年 2月、4月、8月、1 1月以及 1 999年 2月和 5月在胶州湾采集桡足类幼虫和浮游生纤毛虫的样品。样品用Lugol’s试剂固定 (最后浓度 1 % ) ,用显微镜计数桡足类幼虫和浮游生纤毛虫的丰度 ,并计算总生物量 (表层生物量和水体生物量 )。桡足类幼虫、无壳纤毛虫和砂壳纤毛虫的最大丰度分别为 850ind/L( 1 998年 8月 )、2 1 30 0ind/L( 1 998年 8月 )和 1 72 0ind/L( 1 999年 5月 )。表层的总丰度为 1 0— 2 2 630ind/L ,水平分布湾内比湾外多。表层纤毛虫和桡足类幼虫的总生物量为 0 .1 0— 380 .2 7μgC/L ,水体的生物量为0 .2 0— 1 42 6.0 2mgC/m2 。

海洋浮游细菌生长率和被摄食的研究综述

海洋浮游细菌利用海水中的溶解有机碳合成自身物质,是海洋浮游生态系统的二次生产者。微型浮游动物是细菌的主要摄食者,也是细菌生产向较高营养级传递的中介。研究海洋浮游细菌的生长率和被(微型浮游动物的)摄食率对理解海洋浮游生态系统的功能具有重要作用。本文综述了利用改变海水中生物类群组成(或功能)的培养方法研究海洋浮游细菌生长率和被摄食率的历程和现状,为我国的同类研究提供借鉴。改变海水中生物类群组成(或功能)进行培养的方法有海水分粒级培养、海水稀释培养和添加选择性抑制剂培养。这些方法各有其局限性,应用并不广泛。细菌及其主要摄食者异养鞭毛虫群落在自然海区和实验室内都有生长周期,鞭毛虫的生长周期落后于细菌,因此细菌的生长率有时会小于被摄食率,有时会大于被摄食率。我国这方面的研究相对落后,应值得引起重视,建议从海水稀释培养法入手开展相关研究。

上层海洋浮游生物地理分布

确定海洋浮游生物的分布区域是海洋浮游生态学研究的首要任务之一,本文总结了上层海洋(0—200m)浮游生物地理分布的研究历史、已有的认知及全球变化的影响。对浮游生物地理分布的研究可以分为19世纪末期至20世纪70年代、20世纪80年代至2000年,以及2000年以后三个时期。根据分布区资料的时间长短,浮游生物分布区分为瞬时分布区和时段分布区。大洋浮游生物地理分布呈按纬度平行分布的九带式格局:赤道条带、2个中心区条带、2个亚极区条带、位于中心区和亚极区之间的2个过渡区条带及位于南北极海区的2个极区条带。洋流和水团是除过渡区条带之外的生物分布格局决定因素,而过渡区条带的可能调控机制为中尺度涡。在核心区内生物的构成相对稳定,但在不同位置生物的丰度比例可能不同,在环流中心可能有演替顶极。在分布区的外围,洋流和中尺度涡使得生物远离核心区,繁殖能力下降不足以维持种群,从而处于流放状态。相同分布格局的生物扩散能力不同,扩散能力最差的生物是核心种,最强的为先锋种。相邻水团中核心种和先锋种的交汇可以有不同的情形,交汇的位置也会经常发生周期性的变化。由于纬度的不同和陆地的阻隔,南北半球和不同大洋的相同条带之间有不同的种类。人类活动使得有些近岸种类发生了生物入侵,而全球变暖使得大洋浮游生物分布区向极区移动。随着分子生物学技术的普及发展,微食物网生物的生物地理分布研究也逐渐开展。我国的海洋生态学研究正在走向大洋深海,对全球尺度的海洋浮游生物地理分布的关注逐渐增加,也必将有所贡献。

饵料浓度对中华哲水蚤摄食的影响

用饵料浓度差减法和排粪率法研究中华哲水蚤（Ｃａｌａｎｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ）在饵料（青岛大扁藻、新月菱形藻）浓度从１５００到３５０ ０００个／ｃｍ３时摄食率的变化．实验证明中华哲水蚤具有很强的摄食潜力，摄食率在实验饵料浓度范围内一直在增加，在较低的饵料浓度（如青岛大扁藻４ ０００个／ｃｍ３）下停止摄食．

光和温度对叶绿素a和脱镁叶绿酸a降解的影响

Chlorophyll a and phaeophorbide a degradation rate under different light condition and temperature were studied. At 15℃, Chlorophyll a degradation rate under light and without light were in avenge 1. 13 m2 Einst-1 and 0. 03 d-1 respectively. Pheoporbide a degradation rate under light was in average 0.15 m Einst -1. At - 20℃, chlorophyl a and pheophorbide a did not degrade obviously. The product of chlorophyll a and pheophorbide a degradation was no-fluorescence material.