浅谈煤矿井下含水大倾角超深孔预裂爆破的问题与对策

基于煤矿井下含水大倾角超深孔预裂爆破工作的基本情况,对煤矿中深孔预裂爆破技术的实际应用、合适火工品的选用、实际炮孔的布置等爆破施工环节进行了综合分析。通过增加对炮孔清孔过程的要求、组装被筒药柱、加大回填质量,以及对无法彻底清空积水的炮孔采用水介质不耦合预裂爆破技术等一系列有效施工技术和爆破技术,减小或避免了积水的不利影响,合理利用积水的作用改善了爆破效果。

与地下潜水相连通含水大(砂)坑路基填筑施工方法

结合工程实例,对高速公路填方路基经过与地下水相通的砂砾地质含水大坑的施工方法进行探讨,即浸水部分采用水稳定性好、透水率高、强度大、经济性好的炮渣石采用竖向分层填进行坐底,然后采用强度高、稳定性好、孔隙率较大的砂砾填料进行水平分层填筑至大坑自然地坪,再采用常规填料水平分层填筑至设计标高。这样既满足了路基的稳定性,又提高了填筑速度,还因采用了孔隙率好的填料避免了水的毛细现象对上层填层的危害。

基于投影寻踪模型的特高含水油藏剩余油可采潜力评价方法

影响特高含水油藏剩余油可采潜力的因素极其复杂,且各因素的影响程度差异明显,常规方法多以剩余油饱和度或剩余油储量丰度等单一指标评价剩余油潜力,难以有效指导特高含水油藏剩余油挖潜。在充分考虑特高含水油藏剩余油可采潜力影响因素的基础上,综合表征储层非均质性、剩余油可采储量规模、水淹状况以及油水分流能力的差异,构建了特高含水油藏剩余油可采潜力量化评价指标体系,并考虑不同指标对剩余油可采潜力控制程度的差异,将加速遗传算法与投影寻踪模型相结合来确定各评价指标的客观权重,从而构建了剩余油可采潜力指数,形成特高含水油藏剩余油可采潜力量化评价新方法。以渤海Q油田南区主力产层NmIL砂体为例,开展特高含水油藏剩余油可采潜力量化评价,结果表明,新方法可综合表征不同区域位置的储层物性、可采储量丰度和油水分流能力对剩余油可采潜力的影响,实现了主力产层NmIL砂体剩余油可采潜力分布的差异化定量评价,优势可采潜力区域刻画明显,将其作为NmIL砂体下一步井网加密调整潜力区域,以精准指导加密水平井的部署,为特高含水油藏剩余油挖潜提供了一种全新的分析方法与思路。

高含水老油田化学驱综合治理新方法及工程实践路径

针对胜利高含水老油田化学驱在科学、技术、管理、工程四个角度面临的开发矛盾,以渤76块为典型单元,在工程实践中进行具体对策分析,构建了“适、专、快、集”的老油田化学驱综合治理新方法。“适”指在老油田科学开发方式转化上,构建不同油藏类型老油田化学驱最佳介入时机模型,提出了在含水率相对较低的阶段,是适合化学驱的有利时机,高效开发方式需“适”介入。“专”指在老油田开发技术应用上,改变传统聚合物先溶解后注入的开发思路,研制可控相转化聚合物,使聚合物先注入后溶解,解决炮眼剪切降解的难题,提高油水流度控制能力,老油田开发矛盾需“专”治理。“快”指在老油田综合管理模式上,改变传统方式,即矿场提问题、研究院设计方案、化工厂生产驱油剂的“串联”管理模式,提出充分发挥矿场、研究院、生产厂三方优势的“并联”管理模式,形成针对单一油藏的产品工业化工艺包以及产业化落地方案,老油田开发技术实现“快”转化。“集”指在老油田工程应用实践上,打破老油田化学驱地面大规模建站的工程工艺模式,采用集约化撬装配注设备,实现老油田化学驱的集约快速配注,老油田工程工艺实现“集”应用。运用上述方法,在胜利油田渤76块综合含水率上升初期,实施由水驱转为可控相转化聚合物驱,实施后一年即见到明显的降水增油效果,单井日产油水平增加8.6t/d,综合含水率降低3.1%,验证了综合治理模式的可行性,为高含水老油田化学驱高效开发提供了有效路径。

高含水油井关停后剩余油再富集速度研究

高含水断块油藏开发末期构造高部位油井在关井一段时间后,会产生剩余油再富集现象。目前关于剩余油再富集速度的研究中,对剩余油运移过程的影响因素考虑不够全面,影响计算精度。针对该问题,在对运移中剩余油再富集受力分析的基础上建立小油滴状和柱状剩余油再富集速度模型,通过正交试验确立2种剩余油再富集速度的主要敏感因素,并建立了2种剩余油再富集速度及再富集时间图版。研究结果表明:存在驱替压差时,储层渗透率为影响2种剩余油再富集速度的主控因素;当储层渗透率一定,驱替压差的增大和原油黏度的减小有利于2种剩余油再富集速度的增大;同一注采井距位置处的小油滴距离孔隙中滞留柱状剩余油越近,聚集过程中剩余油再富集时间越长,但数值上增加不多。该研究对高含水油藏剩余油再富集潜力区评价具有借鉴意义。

花生与绿肥轮作对土壤含水量和土壤肥力的影响

探讨在冬春裸地上种植绿肥对后茬作物春花生养分含量、土壤含水量和土壤肥力的影响,为山东地区春花生等冬闲田建立一种合理的轮作方式提供理论依据。在田间试验条件下,设置了春花生—冬闲田、夏花生—冬小麦、春花生—二月兰和春花生—毛叶苕子4种轮作处理。结果表明:种植二月兰和毛叶苕子绿肥作物,可促进后茬作物花生氮磷钾养分增加,二月兰增加程度高于毛叶苕子。种植二月兰和毛叶苕子绿肥作物,可提高后茬作物花生土壤含水量和土壤肥力,在0~20 cm土层中,2021年,与春花生—冬闲田相比,春花生—二月兰、春花生—毛叶苕子土壤相对含水量分别升高了4.70%、6.14%,在20~40、40~60 cm土层中也表现出相似趋势,2022年与2021年相比,表现出相似规律;与春花生—冬闲田相比,春花生—二月兰处理有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量平均增加了5.71%、8.98%、7.22%和7.72%,春花生—毛叶苕子处理有机质、碱解氮含量平均增加了4.54%、14.91%。可以利用春花生种植期间的冬春裸地种植一季冬绿肥,促进后茬作物养分积累量增加,改善土壤肥力。

基于Landsat8与Sentinel-1遥感图像融合的土壤含水率反演模型

针对当前运用单一光学卫星反演土壤含水率时易受到云的影响,单一SAR卫星反演土壤含水率时易受到地表粗糙度和植被影响的问题,以内蒙古河套灌区沙壕渠为研究区域,以4个深度的土壤含水率为研究对象,分别采用主成分分析(PCA)、施密特正交变换(GS)融合Landsat8和Sentinel-1图像以减少云、植被、土壤粗糙度的影响,并对融合后的图像质量进行评价,然后用融合图像的灰度构建1134种遥感指数,基于相关系数分析、变量投影重要性分析、灰色关联分析3种变量筛选方法与BP神经网络(BP)、极限学习机(ELM)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)4种机器学习算法的耦合模型反演沙壕渠土壤含水率。研究结果表明:经PCA、GS融合后的融合图像可同时保持Sentinel-1和Landsat8图像的优势,并成功定量反演土壤含水率。基于融合图像构建的三维指数普遍比二维指数对土壤含水率更敏感。在表层土壤含水率反演中,基于GS融合的VIP-ELM模型精度最高(决定系数R2=0.66,均方根误差(RMSE)为1.35%)。将GS融合的VIP-ELM模型应用于其他土壤深度含水率的反演后发现,20~40 cm反演精度最高(R2=0.79,RMSE为0.94%),其次是0~10 cm、40~60 cm、10~20 cm。该研究可为多源卫星图像融合反演土壤含水率提供参考。

冻融循环作用下不同含水率灰土的细微观结构与宏观力学性能

为了探明素土和灰土在不同含水率时细微观结构与宏观力学性能受冻融循环的影响规律,开展了素土和灰土在不同含水率时的冻融循环试验、抗压强度试验和核磁共振试验。结果表明,素土和灰土抗压强度均随含水率的提高而降低;素土和灰土抗压强度在同一含水率时均随着冻融循环次数的增加而降低,冻融循环六次时降低率可达到12次时的80%左右;灰土T_(2)谱信号峰值大于素土,T_(2)谱信号峰值随着灰土比例的提高而增大;不同含水率时素土和灰土T_(2)谱面积在冻融循环次数由3次增大至6次的增长率均明显大于6次至12次。

基于QCM液体密度响应模型测量油品含水率研究

油田开发中一直存在高含水率和低含水率测量不准确的问题,新型可再生的生物柴油,同样需要控制含水率以保证热值和稳定性。文中提出一种基于石英晶体微天平(QCM)液体密度响应模型的油品含水率测量方法,通过5组标准甘油溶液进行模型验证,结果表明,实验值与理论值的误差小于5%,并且在低含水量和高含水量2种情况下,误差幅度小于1%。重复性实验验证了模型的有效性。现场测量实验结果证实了模型的适用性。

基于BP神经网络的陈皮干燥含水率预测

为探索陈皮的热泵干燥特性,并实现热泵干燥过程中陈皮的含水率预测,研究了不同干燥温度(50、55、60℃)、干燥风速(1.0、2.0、3.0m/s)、堆叠厚度(20、30、40mm)对陈皮干燥时间和干燥速率的影响。将干燥温度、干燥风速、堆叠厚度和干燥时间作为输入层,隐藏层个数为10,陈皮的干燥含水率为输出层,搭建一个BP神经网络预测模型。研究结果表明:干燥温度、干燥风速和堆叠厚度都是影响陈皮干燥含水率的重要因素,提高干燥温度、增加干燥风速和减少堆叠厚度能够提高陈皮的干燥速率,缩短干燥时间。基于陈皮热泵干燥特性构建结构为“4-10-1”的BP神经网络模型,含水率预测值与实测值之间的均方误差MSE为0.00421,决定系数R^(2)=0.997,模型运行稳定,含水率预测结果准确且快速,能够为陈皮干燥过程中的含水率在线预测提供科学依据。

基于高光谱成像技术的番茄叶片含水量检测研究

[目的]为快速检测叶片含水量,本研究探索及时监测番茄植株生长状况的在线监测模型。[方法]利用高光谱成像技术,提取195个叶片样本的平均光谱反射率。通过异常值剔除、样本集划分、5种预处理方法对原始光谱进行预处理和优化,采用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)、无信息变量消除变换法(uninformation variable elimination,UVE)、迭代保留信息变量法(iterative retained information variable,IRIV)和遗传偏最小二乘算法(genetic partial-least-squares algorithm,GAPLS)提取特征波长,并建立偏最小二乘回归(partial-least-squares regression,PLSR)模型。基于优选的特征波长,建立PLSR、多元线性回归(multiple linear regression,MLR)以及主成分回归(principal component regression,PCR)模型和卷积神经网络模型(convolutional neural network,CNN)。[结果]优选基线校准-正交信号校正法(baseline-orthogonal signal correction,Baseline-OSC)对叶片含水量进行预处理;IRIV法提取的特征波长建立的叶片含水量定量预测模型效果最优,R_(c)^(2)为0.489,R_(p)^(2)为0.466;基于IRIV-CNN建立的叶片含水量模型效果好(R^(2)c=0.668,RMSEC=0.019;R_(p)^(2)=0.424,RMSEP=0.033)。[结论]利用高光谱成像技术结合Baseline-OSC-IRIV-CNN模型预测番茄叶片含水量是可行的。

基于电导率对相对介电常数补偿的土壤含水率电容传感器标定方法

针对土壤含水率电容传感器检测精度低,标定模型对盐渍土壤的适用性不高等问题,提出基于电导率对相对介电常数补偿的含水率电容传感器标定法。在标准溶液中建立相对介电常数与传感器输出电压关系对数模型(R^(2)=0.983),进一步基于二元二次回归分析法,建立标准溶液电导率对相对介电常数补偿的相对介电常数与传感器输出电压及电导率的回归标定模型(R^(2)=0.979)。对传感器进行土壤含水率标定,建立土壤体积含水率与相对介电常数关系的三阶多项式标定模型(R^(2)=0.996)。对两步标定模型进行实测,结果表明:土壤电导率为0~2 dS/m时,体积含水率检测最大误差从未电导率补偿时0.0383 m^(3)/m^(3)降至电导率补偿后0.0127m^(3)/m^(3),最大相对误差从12.0200%降至6.2241%。结果表明,在不同电导率的同类土壤中,使用基于电导率对相对介电常数补偿的含水率传感器标定法能明显提高土壤含水率检测精度和对不同电导率土壤(黄土)的适用性。

大庆油田特高含水期原油开发规划技术发展现状与展望

开发规划在油田开采过程中发挥着重要的龙头指导作用,是油田企业在一定时期内制定的行动纲领和指南。开发规划技术水平的高低直接影响油田开发的效果和效益。在明确开发规划的基本内涵及与计划、战略的区别基础上,着重介绍了大庆油田发展的2类7项开发规划系列技术,包括开发规律及指标预测技术、技术经济政策界限确定技术、开发效果及潜力评价技术、规划编制及优化技术4项核心技术和可采储量及SEC储量评估技术、经济效益评价及决策支持技术、规划信息化技术3项支撑技术。通过分析当前油田开发规划技术发展存在的生产与技术难题,明确了3个发展方向以及3条实现路径。研究成果与认识对油田开发规划理论研究和实际应用具有重要的参考价值和借鉴意义。

融合无人机光谱信息与纹理特征的大豆土壤含水率估测模型研究

及时获取大田作物根区土壤含水率(Soil moisture content,SMC)对于实现精准灌溉至关重要。本研究采用无人机多光谱技术,通过连续2年(2021—2022年)田间试验,采集了大豆开花期不同土壤深度的SMC数据以及相应的无人机多光谱图像,建立了与作物参数具有较强相关性的植被指数及冠层纹理特征。通过分析植被指数和纹理特征与各深度土层SMC的相关性,分别筛选出与各深度土层SMC相关系数达显著相关(P<0.05)的参数作为模型的输入变量(组合1:植被指数;组合2:纹理特征;组合3:植被指数结合纹理特征),分别利用支持向量机(Support vector machine,SVM)、梯度提升模型(Extreme gradient boosting,XGBoost)和梯度提升决策树(Gradient boosting decision tree,GDBT)对各深度土层SMC进行建模。结果表明,与20~40 cm和40~60 cm土层深度相比,植被指数和纹理特征在0~20 cm土层深度中与SMC表现出更高的相关性。XGBoost模型为SMC估算的最佳建模方法,特别是对于0~20 cm土层深度。该深度估计模型验证集决定系数为0.881,均方根误差为0.7%,平均相对误差为3.758%。本研究结果为大豆根区SMC无人机多光谱监测提供了基础,为水分胁迫条件下作物生长的快速评估提供了参考。

含水率对松软煤体波速及破坏特征影响的试验研究

为研究含水率对松软煤体超声波波速与破坏特征的影响,针对不同含水状态型煤试样,采用岩石力学试验机(mechanical testing&simulation,简称MTS)、超声波监测仪,结合图像处理技术(digital image correlation,简称DIC)开展单轴压缩条件下煤体波速、表面形态监测试验,分析波速及变形演化特征;运用计算机断层(computed tomography,简称CT)扫描试验系统进行破坏煤体细观结构观测试验,获取三维裂隙分布形态和特征参数;探讨初始波速和破坏煤体波速随含水率变化规律。研究结果表明:(1)随轴向应变的增加,各含水率下煤体波速均呈现平稳-缓慢下降-急剧下降-再平稳4个变化阶段,且随含水率的增加,波速变化的缓慢下降、急剧和再平稳现象均推迟启动。(2)煤体初始波速及破坏后波速随含水率的增加均先增后减,荷载作用后煤体波速降低值与含水率呈线性关系。(3)随含水率的增加,破坏煤体内部裂隙表面积、裂隙体积及三维分形维数均具有线性增大的变化趋势,煤体由剪切破坏向拉伸破坏转变。(4)微观结构是导致各含水率下煤体初始波速差异的主要原因,而破坏煤体波速由微观结构和细观裂隙分布共同决定。研究结果可为揭示注水煤体声学力学响应特征,防控失稳灾害提供试验依据。

不同含水率下的生活垃圾气化特性模拟

我国不同地区的垃圾含水率有很大差异,为了探究垃圾含水率对气化特性的影响,更进一步地实现生活垃圾资源化利用,本文基于Aspen Plus建立了垃圾气化的工艺流程模型,分析了不同含水率下的温度对气化合成气组分、碳转化率(CCE)、低位热值(LHV)、气体产率的影响,气化温度提高促进CCE、LHV先降低后升高。结果表明升温和增加含水率可提高CCE、降低LHV,温度小于650℃时,增加含水率可促进气体产率,温度大于650℃时,增加含水率会降低气体产率;通过诸多气化指标得出垃圾含水率为25%、气化温度为850℃时为最优工况,在此基础上,40.63%的产气燃烧比例放热可以为干燥、热解、气化阶段提供热量,实现系统的热量自给。当气化温度和产气燃烧比例不变时,随着垃圾含水率的提高,气化系统对外界放出的热量先增加后减小。

不同含水率细砂岩软化效应及裂纹演化规律

为研究深部坚硬顶板浸水后其力学特性及裂纹演化规律,以潘三矿区-810 m细砂岩为研究对象,开展不同含水率单轴压缩力学特性实验研究,分析其软化效应敏感程度及脆性系数,揭示不同含水率细砂岩裂纹演化规律。研究结果表明:细砂岩含水率与其脆性系数呈负相关,含水率的增加降低了其峰值应力、峰值应变和弹性模量,减弱了岩石的宏观破坏程度;在外部载荷持续作用下,含水率的增加是诱导孔隙水反力提前出现的关键因素,同时会促进细砂岩表面水平应变增长;细砂岩表面最大水平应变与其裂纹发育存在潜在联系,其表面宏观裂纹在最大水平应变区域出现。研究结果可为坚硬顶板注水软化机理研究提供一定参考。

断块油藏高含水井关井后剩余油再动用运移规律微观模拟

基于微观可视化光刻玻璃模型,从微观角度定性、定量研究了断块油藏高含水井关井后剩余油再动用运移规律,并开展了影响因素分析。结果表明:水驱后关井期间剩余油再动用类型主要为滴状、柱状和簇状。关井期间剩余油会沿模型倾斜方向向高部位运移聚集,有利于后续水驱阶段进一步提高驱油效率。地层倾角的增大、原油黏度的减小有利于剩余油再动用;关井时间的增加有利于剩余油向高部位采出端接近聚集;后续水驱阶段注入速度的增大会增加波及面积。

土壤相对含水量对乌天麻生物学效率及营养品质的影响

以乌天麻为试材,采用氨基酸评分法,研究了土壤相对含水量(RWC)对蜜环菌人工菌棒种植乌天麻的生物学效率(BE)及营养品质的影响,以期为天麻产业健康发展提供依据。结果表明:1)采用蜜环菌人工菌棒种植乌天麻,土壤RWC对乌天麻的BE、基本营养成分含量及氨基酸的营养品质均有显著影响,土壤RWC为75%时,乌天麻的BE为28.74%,显著高于对照(CK)及土壤RWC为55%、65%、85%时;土壤RWC为75%时,乌天麻的基本营养成分含量与CK接近,显著大于土壤RWC为55%、65%、85%时(P<0.05);2)在乌天麻中共检测到15种氨基酸,包括6种人体必需氨基酸(EAA)和9种人体非必需氨基酸(NEAA),当土壤RWC为75%时,利用蜜环菌人工菌棒种植的乌天麻和CK的乌天麻其EAA/TAA比值、EAA/NEAA比值、必需氨基酸的氨基酸比值(AAS)、必需氨基酸比值系数(RC)、必需氨基酸的比值系数分(SRC)与联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)提出的氨基酸理想模式较接近;3)利用蜜环菌人工菌棒种植乌天麻,通过控制土壤RWC,可以获得必需氨基酸的组成比例相对合理,营养价值均衡,具有较高营养价值的乌天麻。

不同含水率和应力作用下磷块岩的损伤特性研究

地下磷矿长期受地下水侵蚀,水—岩作用是地下采矿工程中的常见问题,在开挖扰动下容易诱发地质灾害。为探究磷块岩在不同水—岩作用下的损伤破坏特性,借助声发射仪监测手段开展不同含水率磷块岩的单轴加载试验,分析了不同含水状态下磷块岩的宏观破坏特征和力学特性,进而构建了声发射振铃计数表征的试件内部损伤变量模型。研究结果表明:①水对磷块岩中胶结物质具有弱化作用,进而对磷块岩的力学性能造成劣化效应;②水会影响磷块岩的破坏模式,随着含水率增加,磷块岩的破坏模式由脆性破坏向塑形破坏转变,表现为磷块岩试件峰值应变随其含水率增加而增大;③随着磷块岩含水率升高,磷块岩在加载至破坏过程中产生声发射时间相对越滞后,声发射振铃计数和能量逐渐减小,不同含水率磷块岩内部损伤变量的演化过程与岩样受力加载全过程属同步关系。研究结果可为地下磷矿安全开采提供理论参考。