湖滨绿洲棕漠土有机碳含量高光谱估算

以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,利用实测棕漠土有机碳含量与高光谱(350~2 500 nm)数据,应用竞争性自适应重加权采样算法(CARS)、连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权采样-连续投影算法(CARS-SPA)筛选棕漠土有机碳含量响应的高光谱特征波段,分别采用全波段和特征波段结合随机森林(RF)模型构建棕漠土有机碳含量估算模型。结果表明:博斯腾湖湖滨绿洲棕漠土0~50.0 cm土层有机碳含量为1.40~40.92 g/kg,平均值为14.20 g/kg,变异系数为55.54%,呈中等变异水平。CARS、SPA、CARS-SPA等算法筛选出的棕漠土有机碳含量响应特征波段分别为122个、11个和10个。基于CARS-SPA算法筛选出的特征波段数据输入RF模型估算效果最好,验证集检验的决定系数(R^(2))、相对分析误差(RPD)、均方根误差(RMSE)分别为0.85、2.59和2.72 g/kg,该方法能有效减少光谱数据冗余、提高模型估算精度和运行效率。本研究结果为研究区棕漠土有机碳含量的估算提供参考。

用Mo-TOC相关性估算海相泥质烃源岩原始有机碳的一种新方法——以藏南白垩系海相泥岩、页岩为例

本文引入一种原始有机碳恢复的新方法,即利用Mo-TOC相关性来估算海相泥质烃源岩原始有机碳。并以藏南地区白垩纪海相泥岩、页岩为例,估算其原始有机碳含量及有机碳损失率。该方法可能在我国高成熟度-过成熟烃源岩的评价和油气资源量预测中发挥重要的作用。

准噶尔盆地石炭系高-过成熟烃源岩有机质丰度恢复研究新进展

针对准噶尔盆地石炭系露头样品有机质丰度低、成熟度高的现状,应用降解率法,探讨高-过成熟烃源岩有机质丰度恢复。结果表明,有机质丰度恢复取决于有机质类型,石炭系烃源岩有机质以Ⅱ型和Ⅲ型为主,也有部分Ⅰ型。不同类型烃源岩有机碳恢复系数存在差异,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型有机质的原始有机碳恢复系数分别为2.45、1.42、1.04。有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ型的烃源岩,进行恢复前后的有机碳及生烃潜量变化显著,烃源岩评价等级也显著提升,而有机质类型为Ⅲ型的烃源岩无论是有机碳还是生烃潜量变化却不大。

重金属高背景区水稻镉积累与健康安全风险评价:以云南省会泽县娜姑镇为例

调查发现,重金属高背景区存在土壤中的镉含量超标,而农作物中的镉含量并未超标的现象,但对其原因知之甚少。开展区内农作物镉积累研究并探寻制约农作物镉吸收的因素,对土壤环境质量评价和污染土地生态修复都具有重要意义。以云南省会泽县娜姑镇娜姑坝子为研究区,采集了水稻籽实和配套土壤样品各41件,采用ICP-MS方法检测了Cd含量。通过偏相关、R型聚类、逐步线性回归等分析了水稻镉与土壤元素(指标)之间的相关关系。结果显示,水田土壤镉(Cd)含量为0.467~1.87 mg/kg,平均为0.78 mg/kg,是全国土壤背景值的5.69倍,58.5%的样品超过农用地土壤污染风险筛选值。水稻(糙米)镉含量为0.007~0.062 mg/kg,平均0.016 mg/kg,均低于食品安全国家标准限值。水稻镉与土壤铀(U)、钼(Mo)等呈显著正相关,与土壤有机碳(TOC)、硫(S)等呈显著负相关,与土壤Cd总量和酸碱度(pH)无显著相关性。土壤镉超标而水稻镉不超标的现象可能与土壤富含有机碳有关,该地区土壤有机碳(TOC)含量达全国背景值的5.57倍。当TOC> 3%时,水稻镉含量迅速下降。据此提出土壤镉环境等级的有机碳修正方法,将研究区3.42 km^(2)(5 129亩)Ⅱ等水田修正为Ⅰ等。此外,还提出了一些土壤养护和修复的建议。

铁碳-芬顿氧化/UASB-AO/深度处理工艺处理有机溶剂回收精制生产废水

针对某有机溶剂回收精制车间生产废水特点,高浓废水采用铁碳-芬顿氧化工艺预处理后,与厂区内低浓废水进行混合再采用UASB-AO/深度处理工艺进行处理。工程实践表明,综合废水COD_(Cr)从15000 mg/L降低到出水<500 mg/L,去除率>97%,出水水质满足园区污水处理厂接管标准。

激光拉曼法在高-过成熟页岩及煤成熟度评价中的应用

激光拉曼光谱参数可以反映有机质成熟度信息,但在高-过成熟页岩及煤有机质中研究较少。本文通过激光拉曼、有机岩石热解和镜质组反射率实验,对南方海相筇竹寺组、龙马溪组页岩及沁水盆地、比德—三塘盆地无烟煤进行了有机质成熟度研究。利用拉曼图谱分峰拟合及前人的公式计算出拉曼计算反射率(RmcRo),并与热解峰温(Tmax)、实测镜质组反射率(Ro)进行相关性拟合。结果表明:页岩及无烟煤拉曼图谱楔形峰带、一级峰带(D峰和G峰)、二级峰带(S2、S3、S4峰)明显,RmcRo与Tmax、Ro相关性好,相关系数分别为0.9173和0.9614,RmcRo在成熟度评价中与Tmax、Ro评价结果具有一致性;与前人单点测试相比,激光拉曼多点测试可有效揭示页岩有机质成岩时期发生的不均等变化,对非均质性的反映更加准确,可靠性更高;页岩的RmcRo变异系数比煤的更大,表现出更强的有机质非均质性。研究成果可为高-过成熟页岩及煤有机质成熟度评价提供依据。

川东红星地区中上二叠统页岩气勘探成果及方向展望

基于构造、岩心、测井等资料,采用电镜扫描、低温N_(2)吸附实验、高压压汞实验、盆地模拟等手段,系统分析了川东红星地区中上二叠统页岩的沉积演化、储层特征及页岩气富集模式,明确了勘探有利区,总结了勘探成果及意义。研究结果表明:(1)红星地区中上二叠统的沉积演化表现为:栖霞组—茅口组三段为开阔台地相;茅四段底部为台地-陆棚相,相带变化快,茅四段顶部为斜坡-陆棚相,地层被剥蚀、南厚北薄;吴家坪组一段(吴一段)底部为海陆过渡滨岸沼泽-潟湖相,吴一段顶部为台地-斜坡-陆棚相,斜坡-陆棚相带分布范围小、相变快;吴二段为斜坡-陆棚相沉积,从早至晚依次受控于古气候、火山活动和古气候、火山活动,沉积中—晚期古生产力较高,TOC均值大于8.00%。(2)研究区茅四段及吴二段陆棚相区发育2套优质页岩,具有“高有机碳-高灰质”的特征,富有机质页岩厚度分别为19 m和25 m,孔隙类型以有机孔为主,结构以微孔和介孔为主;富碳凝灰岩薄夹层混合质页岩岩相、高碳凝灰岩薄夹层硅质页岩为优质岩相,孔隙度分别为6.27%和6.43%,TOC值分别为10.11%和9.35%,含气饱和度分别为92.59%和91.81%,脆性指数分别为55.24%和61.19%,是地质和工程的双“甜点”段。(3)研究区二叠系广泛发育的层状藻为主要有机质来源;在侏罗纪主排烃期,其构造稳定、二叠系烃源岩排烃较少,中侏罗纪—早白垩纪早期为主生气期,构造活动较弱,页岩气的保存条件好,现今已完成生气过程,处于成熟—过成熟阶段,Ro值约2.1%,勘探潜力巨大。(4)建南、龙驹坝、三星区块为有利勘探区,其中建南区块潜力最大;茅四段(3)小层及吴二段(3)小层为优质层系的靶窗层段。

有机硅抗高温钻井液体系的室内研究

提出了一种新型的有机硅抗高温钻井液。该钻井液以高温稳定的硅基有机物为主要组分,并引入一种以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体的四元共聚物高温抗盐降滤失剂OCL-JB,基本配方为:4%膨润土+6%OCL-JB+4%OCL-JA(降滤失剂)+2%OCL-GLT(降滤失剂)+0.5%OCL-GNT(降粘剂)+重晶石。硅基有机物增加了甲基含量,并引入了抗高温稳定剂和磺化物,从而提高了其化学稳定性和高温稳定性。该有机硅抗高温钻井液具有好的页岩抑制性、润滑性和井眼稳定性;滤失量小,滤饼薄且致密,可有效防止钻头泥包;携砂能力强,流变性容易控制;在高矿化度下,钻井液性能稳定,能抗5%评价土、4%NaCl和2%CaSO4的污染;抗温能力强,在180℃以上;而且体系所用材料无毒、无荧光,适用于深井钻探。

松辽盆地梨树断陷高-过成熟烃源岩生烃潜力评价

为准确认识松辽盆地梨树断陷高-过成熟烃源岩生烃潜力,有效推动梨树断陷油气勘探,笔者结合梨树断陷烃源岩发育特征,在梨树断陷双龙次凹优选低成熟烃源岩样品,开展地层孔隙热压模拟实验,建立了高-过成熟烃源岩有机碳恢复系数曲线和产烃率曲线,重新落实梨树断陷不同层系优质烃源岩空间展布特征和生烃潜力。结果表明,梨树断陷高-过成熟烃源岩有机碳恢复系数为1.4~2.4,总产烃率为(320~500)mg/g.TOC,总生烃量达33821×106t油当量,其中沙二段为最主要的生烃层系,主力生烃区位于梨树断陷中部的洼陷带及其临近的八屋-十屋、东部斜坡、北部斜坡和小宽南地区。

高硫含量正极在锂硫电池中的研究进展

锂硫电池具有高能量密度、原料储量丰富、低成本和环境友好等优点,有望发展为下一代实用化二次电池体系之一。然而锂硫电池中活性物质硫导电性差、多硫化物的溶解与穿梭效应及充放电过程中的体积膨胀等问题阻碍了其商业化进程。通过采用载体材料将硫限域、封装,可以一定程度上解决锂硫电池面临的以上问题。但是传统复合硫正极材料中硫含量和活性物质利用率较低,限制了高能量密度锂硫电池的发展。因此,开发具有高性能和高硫含量的复合硫正极是实现锂硫电池实用化的有效手段。本文从提高复合材料硫含量入手,综述了近年来碳-硫复合材料、过渡金属化合物-硫复合材料和有机硫三种高硫正极材料在锂硫电池中的研究进展,重点讲述了高硫材料的合成方法及其结构对硫和多硫化物的限制与动力学加速作用,并对高硫含量正极材料的未来发展方向进行了展望。

四川盆地北部大隆组页岩气地质条件及勘探潜力

以最新钻井LB1井、7个野外露头剖面及部分老井资料为依托,探讨了四川盆地北部大隆组优质页岩的平面及纵向展布规律,认为优质页岩的展布受沉积相控制,呈NW—SE走向。在广元—旺苍地区发育盆地相,泥页岩厚度较小(10~20 m);盆地相两边发育深水陆棚相,泥页岩厚度较大(20~45 m);外围依次发育浅水陆棚或斜坡相,泥页岩厚度逐渐变小(0~15 m)。从斜坡相到陆棚相,再到盆地相,呈现出灰质逐步减少,硅质含量逐渐增加的特征,泥页岩厚度呈先大(深水陆棚相)后小(盆地)的趋势。另外,对LB1井地化特征、储层微观特征开展研究,并与已突破的焦石坝、丁山、东溪地区志留系页岩对比,分析认为,四川盆地北部大隆组优质页岩具有高有机碳、高含气量、有机质类型好、成熟度适中及可压性好等特点。根据高有机碳的特点,认为无定形体有机质的广泛发育是高有机碳含量的基础,缺氧硫化环境是保存的关键。根据高含气量的特点,认为含气性和比表面积具有较好的相关性,而对比表面积贡献较大的主要是有机质含量。最后评价了中国石化矿权内大隆组勘探潜力,认为资源量较大,值得进一步开展工作。

含特殊官能团有机物分配系数预测的多参数线性自由能关系(PP-LFERs)研究

利用多参数线性自由能关系(PP-LFERs)模型预测有机物的有机碳-水分配系数(Koc)是一种高效经济的估算方法.基于广泛收集的文献中165种(18类)化合物的lg Koc和分子结构参数(E、S、A、B、V)值,通过多元线性回归方法,用建模组132种化合物构建了两种预测多种类有机物lg Koc的PP-LFERs模型:EV模型和简化的V模型.它们的复相关系数分别为0.92和0.87,标准误差分别为0.37和0.49.用验证组33种化合物对模型进行了验证的结果表明,两种模型均具有较好的预测性和稳健性.在数据集中包括有8种典型的高氟和硅氧烷类化合物,对于硅氧烷类化合物,EV模型和V模型的实测值和预测值的均方根误差分别为0.38和0.16;对于高氟类化合物,两模型的均方根误差分别为0.66和0.75,说明了模型对这两类化合物预测的准确性.最后,从分子间作用力角度分析了有机物的吸附机理,得出空穴作用和色散作用是非极性化合物吸附的主要动力,而在极性化合物中,空穴作用和氢键作用最为显著.

海相不同类型烃源岩有机质丰度热演化规律

烃源岩加水热压模拟实验和自然演化剖面实测都表明,海相不同类型烃源岩的有机质丰度热演化可分为3段:未成熟-低成熟阶段(Ro 小于0 8% )随成熟度的增加有机碳含量及生烃潜量变化不明显;在成熟阶段中晚期(Ro 为0 8%～1 3% )有机碳含量和生烃潜量随成熟度增加逐渐降低,其根本原因是油气不断大量生成和排出;在高成熟-过成熟阶段随成熟度的增加有机碳含量变化又不明显。未成熟-低成熟阶段到高成熟阶段,有机质丰度明显降低,需要进行原始有机碳含量的恢复。经不同类型源岩对比,恢复系数与生排烃潜力、干酪根类型、成熟度和有机质含量等因素有关。

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS技术的布渣叶化学成分分析

目的:应用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间高分辨质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS)分析布渣叶中的化学成分。方法:色谱条件为Waters CORTECS UPLC C18色谱柱(2.1 mm×150 mm,1.6μm),以甲醇(A)-0.1%甲酸水溶液(B)流动相进行梯度洗脱(0~4 min,14%~30%A;4~16 min,30%~58%A;16~25 min,58%~78%A;25~25.1 min,78%~98%A;25.1~29 min,98%A),流速0.25 mL·min^(-1),进样量1μL;质谱条件为电喷雾离子源(ESI),在正、负离子模式下对色谱流出物进行检测,检测范围m/z 100~1 500。结果:通过高分辨质谱数据分析、结合参考文献数据以及对照品确认,从布渣叶中共鉴别出31个化学成分,包括28个黄酮类(9个黄酮碳苷类,10个黄酮醇及其苷类,8个原花青素类,1个苯骈色原酮类)和3个有机酸类(咖啡酸、阿魏酸和p-香豆酸)。结论:UPLC-Q-TOF-MS/MS技术为鉴别布渣叶药材中化学成分提供简便、快速、准确的方法,其主要化学成分为黄酮碳苷类、黄酮醇氧苷类、原花青素类,7个原花青素类成分在该植物中属首次发现,可为布渣叶药材的质量评价及药效物质基础研究提供参考。

鄂尔多斯盆地庆城地区三叠系长7段烃源岩特征及控藏作用

鄂尔多斯盆地三叠系长7段是页岩油的重点研究领域。通过总有机碳测定、氯仿抽提、岩石热解、XRD全岩矿物分析、扫描电镜观察等,对鄂尔多斯盆地庆城地区三叠系长7段烃源岩特征进行了分析,并利用多元回归线性法建立了有机碳与测井曲线的三维电测模型,明确了烃源岩的空间展布特征及其的控藏作用。研究结果表明:(1)鄂尔多斯盆地庆城地区三叠系长7_(1)、长7_(2)和长7_3小层泥页岩样品TOC平均值分别为5.01%,6.04%和6.76%,氯仿沥青“A”的平均值分别为0.63%,0.67%和0.73%,整体有机质类型以Ⅱ_(1)型和Ⅱ_(2)型为主,处于成熟—高成熟阶段,含油性与可动性均较好,达到较好—极好烃源岩级别。(2)研究区泥页岩样品主要由石英长石与黏土矿物组成,孔隙类型主要为原生粒间孔、晶间孔及有机质收缩缝,但各样品的孔径分布不同。(3)研究区烃源岩TOC下限为1.50%,庆城地区附近长7_(2)小层、庆城与环县地区附近长7_(3)小层为主要有效烃源岩发育区。(4)有效烃源岩的TOC含量及其空间展布特征影响了页岩油藏的含油性,其中TOC含量直接决定了产油量的高低。距离生烃中心越近越有利于油气聚集。