致密储层岩石超低渗测试系统研发与应用进展

面向深部非常规能源开发领域,自主研制了一套适应于储层特性和深埋环境的超低渗测试系统,旨在解决高地温、高地压、高孔压条件下致密岩石超低渗透率精准测定的难题。该系统由渗流管路和高温高压多通道压力室两部分重要组件构成,经过创新设计和系统优化,能稳定且可靠地模拟150℃高温、150 MPa围压和100 MPa孔压的深部储层环境,并能实现从亚纳达西至毫达西量级岩石样品渗透率的脉冲衰减法测量。基于该系统,开展了花岗岩和页岩在不同加卸载循环、有效应力、孔隙压力和温度条件下的渗透率测试。测试结果表明,加卸载循环次数增加有助于减少取样、制样过程中次生变形或次生微裂隙对测试结果的干扰;孔隙压力的提升抑制了气体滑脱效应,测得的表观渗透率更接近固有渗透率;相同有效应力条件下,页岩单一裂隙渗透率比基质渗透率至少高3个数量级;所建立的裂隙渗透率物理模型精准拟合了单一裂隙渗透率的测试结果,适用于刻画有效应力、孔隙压力和裂隙压缩变形共同影响下的裂隙页岩渗透率变化规律;固定有效应力和孔隙压力条件时,页岩渗透率随温度升高而降低。综上所述,所研发的超低渗测试系统可为致密储层渗透率的评价提供技术支撑,相关测试结果有助于加深对深部储层环境中流体运移机制的理解。

星模拟器的光学系统设计研究

基于数字微镜器件(DMD)的工作原理,设计一种工作在0.4~0.7μm波段的星模拟器的光学系统,用于满足星敏感器的性能测试与评估需求。光学系统包括照明系统、棱镜、DMD和投影物镜。照明方式采用科勒照明保证光线均匀照射,其均匀性达到89%。投影系统焦距为87 mm,半视场角为5.75°,出瞳直径为31 mm,出瞳距离为33 mm。该系统经过优化,在37 lp/mm的空间频率下,MTF大于0.7,接近衍射极限,系统畸变小于1%,显示出良好的成像质量。同时,在保证投影光学系统的偏心、倾斜、厚度等公差参数较宽松的情况下,成品率高。总体上,该系统结构紧凑,性能优越,为星空模拟和测试领域带来了重要的参考。

干旱荒漠区植被在交通工程扰动影响下的时空分布特征——以疏勒河流域嘉安高速为例

交通工程建设对干旱荒漠区植被的扰动效应是一个值得重视的科学问题。本文选择位于河西走廊的疏勒河流域作为研究区,以嘉安高速公路沿线的植被为研究对象,采用遥感解译、GIS空间分析等方法,分析了植被覆盖度和地表覆盖的时空分布特征,识别了高速公路建设对植被的扰动效应,定量剖析了高速公路建设对植被的扰动范围,厘清了不同地表覆盖类型对公路建设扰动的响应特征。结果表明:(1)在2000~2019年间,疏勒河流域的荒漠区面积比例在逐年减少,植被覆盖度整体上为改善趋势。(2)研究区内的“耕地”、“草地”、“稀疏植被”、“湿地”和“不透水表面”面积均为增加趋势,而“裸地”的面积占比呈下降趋势,从2000年的83.97%下降2019年的77.55%。(3)高速公路的修建明显改变了沿线的植被景观格局,导致植被覆盖的差异化水平明显提高,植被覆盖度的最大值和最小值之差从公路建设前的0.013增加至0.033。(4)嘉安高速公路修建期间对植被的扰动范围在60 m之内,导致两侧植被呈现“分带”特征,且扰动作用的强度随“距公路距离”增加而减小,符合对数方程的关系。(5)在高速公路建设的扰动下,各地表覆盖类型的植被退化强度有差异,“不透水表面”、“耕地”、“草地”、“湿地”、“稀疏植被”和“裸地”的退化强度逐渐减弱,退化强度指数分别为-0.216、-0.127、-0.112、-0.112、-0.095和-0.007。本文的研究结果有助于更好地理解道路工程对植被的扰动效应,并可以为道路规划和评价相关的模型提供定量参考。

基于系统工程理论的油田太阳能标准体系建立研究

为了指导油田太阳能资源开发的有序开展,保障太阳能项目建设的合规管理,需要建立太阳能标准体系。通过对国内太阳能标准体系的现状研究发现,目前尚未建立适用于油田太阳能开发利用的标准体系。基于系统工程相关理论,将油田太阳能标准体系建立过程划分为5个阶段,运用三维模型、结构分解、平行分解等方法,设计了覆盖太阳能项目全生命周期、具有油田开发特色的标准体系结构,设置了包含399项标准的体系明细表,初步建立了太阳能标准体系。下一步还需对标准体系进行适用性分析和运行评价,保障标准体系的持续改进。

一种新型复合乳酸菌剂对苜蓿青贮品质及细菌群落的影响

为探究复合乳酸菌剂添加对苜蓿青贮品质及细菌多样性的影响,在无蔗糖和2%蔗糖添加条件下,分别加入不同浓度的新型复合乳酸菌剂进行苜蓿青贮,以只加水青贮的苜蓿(CK)为对照,测定青贮苜蓿的品质,并采用高通量测序技术测定细菌多样性。结果表明:(1)添加新型复合乳酸菌剂可提高苜蓿青贮品质,使青贮苜蓿的pH降低,乳酸、粗蛋白、总氮含量增加,氨态氮和氨态氮/总氮降低,与蔗糖同时添加效果更好;青贮苜蓿的品质随乳酸菌剂添加浓度增加没有持续增加,单独或与蔗糖同时添加10^(8)cfu/g的处理乳酸、粗蛋白、总氮含量较高。(2)青贮苜蓿的pH呈CK>复合乳酸菌剂处理>仅添加蔗糖处理>蔗糖+复合乳酸菌剂处理,乳酸含量则反之;粗蛋白、总氮含量呈CK<仅添加蔗糖处理<复合乳酸菌剂处理<蔗糖+复合乳酸菌剂处理,氨态氮、氨态氮/总氮则反之。(3)复合乳酸菌剂添加改变了苜蓿青贮饲料中的细菌菌群多样性及丰度,使乳酸菌属丰度增加。(4)乳酸菌属丰度与pH值呈显著负相关(P<0.05),与乳酸、乙酸、总氮含量呈显著正相关(P<0.05)。综上,新型复合乳酸菌剂可通过改变微生物群落结构提高青贮苜蓿的品质,单独或与蔗糖同时添加的最佳浓度为10^(8)cfu/g。

基于SBAS-InSAR时序分析技术的甘肃省红会矿区地面沉降监测及其灾害发育特征研究

为了定量描述红会矿区大规模地面变形灾害发育特征和监测矿区地表动态变形程度,本文基于遥感解译和现场调查,获取了矿区地面塌陷坑和地裂缝的空间分布,尺寸和数量;并利用2017年3月至2019年10月期间的32景Sentinel-1A数据开展了小基线集干涉(SBAS-InSAR)技术的矿区地面沉降时序监测。研究结果表明:快速沉降区集中在红会煤矿的采空区地表,与地裂缝空间分布位置相吻合,累积最大沉降量达170 mm;虽然环境恢复治理区修补了大量的塌陷坑和地裂缝,但仍以年均40~50 mm的速度继续沉降;人类聚集区地表整体呈缓慢下沉趋势,除受地下采煤影响之外,还可能与地下水过量开采有关,雨季时原本沉降的地面有明显回升。研究成果可为红会矿区群众搬迁安置、生态修复和地质灾害隐患治理等工作提供一定的科学依据和参考。

基于卷积神经网络的遥感图像目标检测识别

针对遥感图像中目标方向、目标大小、拍摄角度及场景的多样性导致遥感图像舰船目标检测与识别精度不高的问题,论文提出了一种基于改进卷积神经网络的遥感图像目标检测与识别方法。该方法以Faster R-CNN模型为基础,针对舰船目标在遥感图像中呈现的特性对网络进行优化,适于遥感图像舰船目标检测与识别。实验结果表明,该网络模型有较强的鲁棒性,能准确地完成遥感图像中舰船目标的检测与识别。

电刺激器法在西藏色瓦绵羊人工采精中的应用试验

西藏色瓦绵羊是藏北特有草地型绵羊,由于自然交配情况下种公羊利用率低,需要利用人工授精方式来提高种公羊利用率以加快遗传改良进程,本研究旨在西藏色瓦绵羊上运用电刺激采精法寻求最佳采精刺激电压并结合按摩法以获得较好的色瓦绵羊种公羊人工采精效果。试验采用电刺激方法采集西藏色瓦绵羊种公羊精液,对采精时不同电压、按摩结合电刺激采精以及两次连续采精条件下所获得的精液进行品质检测。结果表明:电压在1~3 V和9~15 V时西藏色瓦绵羊种公羊无法采集到精液,在电压为5 V和7 V时公羊阴茎勃起并射精但其射精量、精子密度、精子活力无显著性差异(P>0.05);并且发现单纯使用电刺激和结合按摩所采集出的精液在精液量、精子密度、活力无显著性差异(P>0.05),但是射精时间有显著差异(P<0.05);在间隔30 min进行两次连续采精时第1次采精的采精量、精子密度均显著优于第2次的(P<0.05),活力无显著性差异(P>0.05)。说明西藏色瓦绵羊公羊电刺激采精时适宜电压为5~7 V,电刺激结合按摩可以有效缩短射精时间,但不宜短时间内连续采精,因此电刺激法可以在西藏色瓦绵羊人工授精时推广应用。

青藏高原工程地质稳定性分区及工程扰动灾害分布浅析

随着我国西部大开发等国家战略部署的相继实施以及某交通线路等重大工程的逐渐上马,青藏高原上的工程活动日趋增多。受快速隆升影响,高原内构造运动活跃,工程地质条件复杂,合理的场址选择成为制约重大工程安全建设与运营的关键。本文利用模糊数学方法选取全新世活动断裂及地形地貌作为评价因子,基于最大隶属度准则,对青藏高原全区工程地质稳定性进行分级。结果显示全区工程地质稳定性为差、较差、一般、较好和好的区域面积占比分别为:22.48%、18.01%、28.79%、22.72%和8.00%。对青藏高原全区的重大工程及其扰动灾害进行解译,共识别出重大工程铁路、公路、水电站、矿山等2176处;重大工程扰动灾害6562处,主要分布在工程地质稳定性为差和较差的区域,占比约69.66%。初步分析表明工程地质稳定性分区结果对青藏高原重大工程建设选址具有重要指导意义,自然灾害高发地段与工程扰动灾害有较高重合度。切坡扰动灾害主要发生在滑坡路段、厚层崩坡积路段以及强卸荷坡段,而水库诱发灾害主要类型表现为滑坡复活以及松散堆积物中的滑塌,并且随着蓄水年限增加灾害数量迅速减少。

矿物粒径对花岗岩单轴压缩特性影响的试验与模拟研究

高放废物深部地质处置目前受到世界各国的高度重视。花岗岩是我国高放废物地质处置工程的候选围岩,深入了解处置库花岗岩的强度及破坏特性对于处置系统的设计及性能评价具有十分重要的意义。作为矿物颗粒的集合体,花岗岩是一种由石英、长石和黑云母等矿物组成的非均质岩石,矿物粒径对其宏观力学特性影响明显。以我国高放地质处置库预选区阿拉善花岗岩为例,选取矿物粒径差异明显的似斑状花岗岩和中粒花岗岩两类岩石,采用单轴压缩试验与数值模拟相结合的方式研究了矿物粒径对岩石力学特性的影响。单轴压缩试验在MTS815岩石力学试验系统进行,数值模拟采用基于离散元的颗粒流程序PFC 2D完成。数值模拟过程中,以试件表面图像为基础,采用数字图像处理技术获取岩石内部矿物组分的实际空间分布,从而建立了精确反映花岗岩内部矿物种类及其空间位置的数值模型。利用该模型对花岗岩的单轴压缩试验进行了数值模拟,并与试验结果对比,论证了模型的可靠性。试验及模拟结果表明,阿拉善花岗岩破坏形式为脆性张拉破坏,裂纹大多平行于轴压方向,数字图像数值分析方法可真实地反映材料细观结构。矿物粒径对材料力学特性的影响主要表现为:细粒、等粒结构的岩石强度高,粗粒、不等粒结构的岩石强度低。研究成果可为掌握矿物粒径对岩石强度及变形特性的影响提供依据。

基于BQ系统的阿拉善巴彦诺日公NRG01号钻孔岩体质量评价

高放废物深部地质处置目前受到世界各国的高度重视,处置库围岩岩体质量评价是高放废物处置库选址的关键问题之一。文章基于BQ系统对我国高放废物地质处置库阿拉善预选区巴彦诺日公NRG01号钻孔进行了岩体质量评价。NRG01号孔钻孔资料丰富,采用岩芯编录、波速测井、水压致裂地应力测量及岩石波速测试、单轴压缩试验等多种方法手段相结合的方式获取了BQ评价系统中的各个参数。评价过程中,综合考虑了岩体坚硬程度、完整程度及地下水、软弱结构面、初始地应力等因素对围岩稳定的影响。根据计算的[BQ]值对岩体质量进行评价并与RQD评价结果进行对比。评价结果表明,NRG01号孔岩体质量较好,Ⅰ级和Ⅱ级岩体占90%,410~500 m的岩体范围可作为处置库建设的目标岩体。[BQ]值与RQD值所得的岩体质量评价结果一致性良好,但由于BQ系统考虑的影响因素更为全面,评价结果更为精细。本次评价可为巴彦诺日公地段高放废物地质处置库场址比选及处置库目标岩体选择提供依据。

基于PFC2D模拟的矿物粒径非均质效应研究

岩石作为矿物颗粒的集合体,矿物粒径非均质性对其宏观力学特性影响比较明显。基于颗粒流程序PFC2D,通过设置不同种类粒径组合及粒径比来体现粒径非均质性,研究了粒径非均质性对岩石材料宏观力学特性(弹性模量、峰值强度、泊松比)的影响。研究中设计了6种粒径组合方案,粒径种类数分别为:连续粒径、10种、8种、5种、3种、2种,每种方案下设置5种平均粒径及4种粒径比,进行单轴压缩试验。结果表明,岩石内部存在颗粒尺寸效应和粒径非均质效应,岩石弹性模量和峰值强度随粒径增大均呈减小的趋势,随粒径非均质性的提高整体上也呈减小的趋势,但局部变化阶段受模型中细颗粒含量及数量的影响会呈增大的趋势。粒径对弹性模量的作用机制主要是通过影响模型孔隙率实现的。研究结果揭示了岩石宏观特性的变化是模型内颗粒尺寸效应和粒径非均质性效应共同作用的结果,为掌握矿物粒径对岩石强度及变形特性的影响提供了一定依据。

高放废物地质处置阿拉善预选区工程地质适宜性评价

区域工程地质适宜性评价是高放废物处置库选址的关键问题之一。基于Arc GIS平台,采用综合指数模型对我国高放核废物处置库阿拉善预选区进行了区域工程地质适宜性评价。在现场工程地质调查与资料系统收集的基础上,综合考虑了核废料选址的特殊目的和要求,比选确定岩性、断裂构造、地震、构造应力、地形变作为阿拉善区域工程地质适宜性评价的因子。利用专家-层次分析法确定了各评价指标的权重,基于评价指标及权重的确定,按适宜性好、适宜性较好、适宜性中等、适宜性较差和适宜性差5个级别对阿拉善区域进行了工程地质适宜性分区。评价分区结果为阿拉善预选区高放废物处置适宜性地段选取提供了依据,其中的塔木素和诺日公区段是适宜性良好的两个地段,进一步的选址工作可在这两个地段开展。

工程场址区域地壳稳定性In SAR评价研究

针对区域地壳稳定性评价往往面对区域广阔、数据匮乏、时间紧迫等问题,本文提出基于InSAR技术的区域地壳稳定性要素提取及分析方法,其具有空间覆盖范围大、时间可回溯、观测效率高等优势。以阿拉善地区某重大工程选址为例,选用1996~2010年存档ASAR/ERS合成空间雷达数据,利用D-InSAR技术提取的厘米级非线性变形量识别了地质灾害、浅层地下水变动等信息,利用IPTA-InSAR提取的毫米级变形速率分析了构造活动性,结合地质背景评价了工程场址区域地壳稳定性。本研究为有限条件下快速开展区域地壳稳定性评价提供了一种新思路。

樟木堆积体斜坡动力稳定性与极限承载力评价

樟木位于喜马拉雅山中段,是中国与尼泊尔的重要通商口岸,也是中尼公路的咽喉。特殊的地质地形条件和丰富的降水为地质灾害的发生提供了充分条件,区域内滑坡地质灾害发育。大量房屋建筑修建于樟木滑坡堆积体之上,滑坡灾害严重威胁到当地人民群众的生命财产安全和口岸经济的发展。目前,大量有关樟木滑坡堆积体稳定性的评价只考虑了暴雨条件和通过强度折减简化的地震作用,而忽略了地震的动态作用过程和人类活动的影响。为了精确论证该堆积体在动力载荷作用下的稳定程度,笔者在野外调查的基础上,计算了地震和车辆震动等极端工况下的动态安全系数,并按照地形条件、地质特征及已有滑坡分布状况,分区块评价其极限承载力。结果表明,堆积体古滑坡基本稳定,但前缘和后缘区块的承载力偏低;现代滑坡稳定性较差,没有进一步的承载空间,应禁止增加表观荷载。结论为系统治理樟木滑坡灾害,优化樟木建设用地布局和确保口岸的可持续发展提供了科学支撑。

黏土矿物颗粒特征对含水合物的沉积物力学特性影响研究

含水合物的沉积物力学参数是水合物储层稳定性评价的基础数据。我国南海神狐海域含水合物的沉积物中含大量的黏土,深入了解黏土矿物对沉积物力学特性的影响对水合物开采具有十分重要的意义。基于PFC三轴压缩模拟,首先分析了沉积物中不含水合物时,黏土矿物颗粒特征的力学效应,然后分析了水合物对颗粒的胶结作用和围压对沉积物力学特性的影响。结果表明,不含水合物模型的偏应力-应变曲线呈明显的应变硬化特征。黏土矿物的含量、颗粒形状和排列对沉积物三轴压缩特性具有显著影响。黏土矿物含量的增多对沉积物力学强度具有明显的降低作用,黏土矿物形状为条形的沉积物强度和弹性模量要明显高于圆颗粒模型,在细观上受颗粒平均接触数影响,条形黏土颗粒的定向排列使模型的力学参数具有各向异性。水合物对颗粒的胶结作用可显著提高模型的峰值强度和弹性模量,随着颗粒胶结程度的增大和围压的减小,含水合物的沉积物的破坏方式由塑性破坏向脆性破坏转换。

中国对外直接投资绩效的区域差异研究

在对外直接投资迅速发展的背景下,由于地域广阔,中国各区域的对外直接投资存在较大的差异。对外直接投资不能单纯地追求数量上的高速发展,也要对其绩效进行考察,因此有必要分区域对中国对外直接投资的绩效进行研究。本文使用对外直接投资绩效指数,对不同区域和不同省份的对外直接投资绩效进行了详细分析,并首次使用Arcview 3.3软件对中国对外直接投资绩效进行了地理演变的分析。为了更好地促进不同区域和不同省份对外直接投资的发展,本文提出中国不同区域应因地制宜地进行对外直接投资,基于"一带一路"倡议推进对外直接投资,并完善对外直接投资的法律政策支持。

青藏铁路设兴村段崩塌特征分析与运动学模拟

西藏拉萨—羊八井段建有青藏铁路、京拉公路(G109)、京藏高速(G6)三大重要交通工程和大量输电线路。然而,该区段山高坡陡,崩塌灾害频发,给交通和输电的安全运营带来极大的威胁。现阶段对崩塌灾害的分析与预测多是基于地形剖面的二维方法,限制了崩塌块石的运动方向,难以对崩塌的影响范围进行有效的评估。鉴于此,作者借助现场调查、基于无人机航摄的高精度三维地表形貌建模、崩塌运动的三维数值模拟等方法,以青藏铁路设兴村段崩塌为例,分析了历史崩塌块石分布、岩体结构面产状和危岩区特征,并进行了崩塌块石的运动学模拟。通过模拟获得了崩塌的影响范围和到达概率、优势运动路径以及优势运动路径下危岩区块石距坡面的高度和动能,结果表明危岩区的崩塌块石主要威胁输电线路和京拉公路,对青藏铁路和京藏高速无影响。相关模拟结果还对于崩塌防护范围、高度和强度的确定具有指导意义。

基于拉丁词源的“海绵体”相关英文名词刍议

目前中国审定的与"海绵体"相关的规范名词"阴茎海绵体""尿道海绵体""球海绵体肌"等,其对应的医学英文名词与国际普遍采用的并不一致。文章回顾了近代解剖学名词历次主要修订的过程,从拉丁词源、词法和医学专业角度,分析了该差异产生的历史原因,并提出相应的修订建议。

基于FLO-2D的西藏若如村泥石流危险性分析

若如村泥石流堆积扇前缘分布有青藏公路、青藏铁路以及在建的青藏高速公路三大交通工程,对其危险性研究十分必要。在详细野外调查的基础上,采用FLO-2D软件对青藏铁路、青藏高速公路、若如村及主排导槽的泥石流危险性进行研究。基于1998-2018年历史日降雨数据,模拟了5%、2%和1%降雨频率以及另外8种极端降雨条件下若如村泥石流的暴发过程,分析了重点威胁区域的泥石流流动及堆积特征。将模拟情况与实际堆积范围进行对比,精确率为68.7%,在合理误差范围内。最后将泥深、流速与暴发频率相结合,得到泥石流危险性评价图,并为其灾害分析、预警及发展规划提出建议。