极浅水边界层的沉积环境效应

极浅水环境是水深远小于正常边界层厚度的环境,潮滩滩面和潮水沟就经常处于这种环境之中。来自江苏潮滩的观察资料表明,落潮后期滩面和潮水沟在薄层低速水流作用下可形成浅水波痕、平床和次级潮水沟形态,而边界层内的流速结构仍然得以维持,物质输运强度也与Von Krmn-Prandtl模型所定义的u100数值相一致。涨急时段中潮位附近形成的滩面涌潮是极浅水边界层的另一种动力学行为,它代表薄层高速水流作用下发生的底部边界层系统的崩溃,此时Von Krmn-Prandtl模型所刻画的流速结构不复存在。滩面涌潮高度是系统崩溃的临界水深,它可以定量地表示为Hb=4z0。极浅水边界层过程对潮滩沉积和地貌形成具有独特的作用。

水下生产系统在浅水边际油气田的应用研究

在总结水下生产系统技术特点及各种水下系统开发模式的基础上,针对浅水边际油气田储量小,所处海域水浅易受渔业作业影响的特点,提出降低工程开发成本的策略,并对浅水条件下水下生产设施的落物和渔网防护问题进行了阐述。研究成果可供浅水边际油气田开发参考。

柴达木盆地南八仙地区渐新世浅水三角洲物源及沉积演化

以古近系渐新统下干柴沟组上段(E23)为研究对象,在精细岩芯观察和钻(测)井资料综合分析的基础上,结合重矿物组合、ZTR指数、砂岩碎屑组分、粒度累积概率图和砂地比等参数综合分析结果,对柴达木盆地南八仙地区E23湖盆扩张期弱退积型浅水三角洲物源方向、砂体展布规律和沉积微相发育演化进行了深入研究。结果表明:①南八仙地区E23沉积时期物源主要来自南祁连山中酸性岩浆岩和中高级变质岩发育区,物源方向为近北东—南西向,稳定重矿物(磁铁矿、石榴子石、白钛矿和锆石)含量高(质量分数介于81.0%~99.9%)、不稳定重矿物(绿帘石和角闪石)含量低。②南八仙地区E23沉积时期为浅水三角洲—滨浅湖沉积环境,主要发育水下分流河道砂体,岩性主要为岩屑长石砂岩,其次为长石岩屑砂岩,砂体的成分成熟度一般中等—较差、分选磨圆度中等—较差,粒度概率图以反映河流作用的一跳跃一悬浮式为主;沉积构造类型多样,主要发育块状层理、正粒序层理、平行层理和槽状交错层理。③E23沉积时期,南八仙地区继承性发育3条北东—南西向呈条带状展布的砂体富集带(砂地比值介于35%~65%之间),早期到中期砂体发育程度增强,呈进积式;中期到晚期砂体发育程度有所减弱,呈弱退积式。④E23沉积时期,南八仙地区处于浅水三角洲前缘亚相沉积环境,持续发育3个呈北东—南西向展布的沉积朵叶体,主要发育水下分流河道微相,其次为水下分流间湾微相,早期到中期浅水三角洲前缘发育规模增大,中期到晚期发育规模减小。

基于弯矩修正法的浅水区海底直铺管道允许悬跨长度计算

海底管道悬空问题是管道工程建设中经常遇到的重要问题,当管道的悬跨长度达到一定值时,管道较容易失稳,而悬空油气管道失稳破坏导致的后果往往非常严重,因此需要对悬空的海底管道进行定期的维护和处理,但由于海上作业难度大,针对悬空管道的治理成本非常高,因此可考虑对处于悬空但在安全允许悬空范围内的管道暂时不进行加固,此时就需要计算管道的允许悬跨长度,为管道的治理提供依据。由于我国油田大多建设在近海地区,因此在考虑管道的悬空问题时需考虑浅水区波浪的特点。本文考虑浅水区波浪的非线性影响,推导得到浅水区波浪场内任意一水质点的水平流速和竖向流速计算公式,并根据该公式和Morison方程,进一步建立了管道悬跨水动力载荷的表达式,最后基于弯矩修正法,提出浅水区平铺海底管道允许悬跨长度计算公式。根据工程实例,结合本文研究,计算得到该工程所在海区平铺管道允许悬跨长度。

浅水效应下智能技术试验船回转操纵性数值模拟

本文借助STAR-CCM+软件对考虑浅水效应的智能技术试验船回转操纵性进行数值模拟研究。首先对无界流场中智能技术试验船的流体动力性能评估,并且与试验结果对比验证了计算方法的准确性;在此基础上,通过改变智能技术试验船与池底的垂向距离,模拟不同浅水工况下智能技术试验船回转操纵性能。数值模拟结果表明,浅水效应下智能技术试验船侧向力系数显著增大,对应的偏航力矩系数亦有所增加。相关结论可为智能技术试验船浅水航行时安全性能提供指导。

基于密井网和井间示踪剂资料的浅水三角洲单砂体沉积构型研究——以东营凹陷胜坨油田二区沙二段1-2砂组为例

浅水三角洲分流河道和河口坝砂体平面上常呈连片状,难以准确划分其单砂体,限制了剩余油分布的精准预测,制约了油田采收率的进一步提高。基于岩心和测井等资料,借助密井网和井间示踪剂数据,系统表征东营凹陷胜坨油田二区沙二段1-2砂组浅水三角洲单砂体沉积构型特征。研究结果表明:胜坨油田二区沙二段1-2砂组发育浅水三角洲沉积,包括浅水三角洲平原亚相和浅水三角洲前缘亚相,发育分流河道、溢岸、河口坝、滩坝等微相。浅水三角洲砂体划分为4个构型级次(5~8级),本次研究的单砂体属于8级构型单元。综合利用密井网和井间示踪剂数据,识别了单砂体的6种侧向接触样式:河道-溢岸-河道拼接式、河道-河道切叠式、滩坝-滩坝拼接式、河口坝-河口坝拼接式、坝上河道切割河口坝式和泥岩分隔式。井间示踪剂资料显示,坝上河道切割河口坝式侧向接触样式砂体连通性最好,其次为河道-河道切叠式、河口坝-河口坝拼接式和滩坝-滩坝拼接式,最差为河道-溢岸-河道拼接式。建立了研究区浅水三角洲单砂体沉积构型模式,其中浅水三角洲平原微相类型主要为分流河道和溢岸,单一分流河道砂体间接触样式主要有侧向切叠、侧向与溢岸砂体相连、垂向叠加和斜列叠加4类;浅水三角洲前缘微相类型主要为分流河道、河口坝和滩坝,单一河口坝砂体间接触样式有垂向叠加、侧向拼接、斜列叠加和泥岩分隔4类,单一滩坝砂体间有侧向拼接和垂向叠加2类样式。

实船试航中不同浅水效应修正方法的对比分析

船舶航行时,当水深吃水比小于4或水深傅汝德数大于0.6时,会出现“浅水效应”。在实船测速试验中,需要对浅水效应进行适当修正,才能准确评估船舶的航速。目前常用的船舶浅水效应修正方法有Lackenby方法和Raven方法。本文介绍了这2种方法的基本原理和适用条件,并基于9艘船舶的实船测速试航数据,对这2种方法进行计算和比较,并分析2种方法对实船航速修正结果的影响,可为我国船舶测速试航及航速修正提供参考。

浅水波方程模型与奇非线性行波方程解的动力学行为及精确的参数表示:动力系统方法

首先,介绍在重力作用下,无旋、无黏性和不可压缩的流体的表面波传播的一维(或两维单向)浅水波运动的各种不同模型(PDE),这些模型对应的行波系统一般是奇平面动力系统.其次,用著名的广义Camassa-Holm方程作为例子,通过对应的行波系统的精确解来研究该方程的尖孤子、周期尖波、伪尖孤子、伪周期尖波及有界破缺波解的存在性.第三,应用动力系统分支理论和奇摄动几何理论相结合的方法,建立了奇非线性行波方程研究的理论和方法,介绍奇非线性行波动力学行为的2个主要定理,完整地解决了波的光滑性与非光滑性、完整性和破缺性的判定问题.第四,介绍当伴随正则系统直线解上的奇点是结点时,如何用相轨道识别对应的波形,并研究一个非线性水波方程,获得该系统的各型光滑的孤立波和周期波在不同参数条件下的存在性和精确的参数表示.

浅水藕—泥鳅综合种养生态高效生产技术

寿光市双王城生态经济园区发挥当地自然资源优势,采用浅水藕—泥鳅生态混养模式,高效地利用立体空间,实现了良好的生态循环,让特色产业成为发展优势,取得了显著的生态效益和经济效益,具有一定的推广价值。

求解浅水波方程的并行物理信息神经网络算法

双曲守恒律方程是一类比较特殊的偏微分方程,其数值求解方法的研究一直是一个热点问题,一个显著特性是即使初始条件是光滑的,其解也可能会发展成间断。浅水波方程作为非线性双曲守恒律方程,由于间断解的存在,其精确求解存在很大困难。针对浅水波方程数值求解问题,本文基于PINN(Physics informed neural networks)反问题网络结构构造新的网络,构造的网络结构包括两个并行的神经网络,其中一个网络与已知状态数据(熵稳定格式加密求出)相关,另一个网络与方程本身相关。利用已知速度数据结合浅水波方程本身求解未知水深,最终通过一些数值算例验证网络的可行性。结果表明,新的网络结构可用于浅水波方程求解,利用速度数据可以较为精确地推算出水深。

单体高速船截流板减阻的浅水特性分析

[目的]为探究水深对截流板减阻效果及最佳减阻高度的影响,基于RANS方程组数值求解的方法,对加装不同高度截流板的单体高速船进行深浅水绕流场数值模拟。[方法]首先,以DTMB 5415光体高速船为研究对象进行数值方法的有效性验证与不确定度分析;然后,对不同截流板高度与水深工况下的某高速单体船进行绕流场数值模拟;最后,基于数值结果分析不同工况的阻力、航态及流场特性。[结果]研究表明,截流板的减阻效果存在明显的浅水效应;最佳减阻高度随水深变化基本不变,截流板对纵倾角度的降低也基本不随水深的变化而改变;截流板有一定降低船后兴波的作用,但随着水深的减小,该作用效果会减弱。[结论]所做研究对截流板在浅水中的应用具有一定的参考价值。

川西新场构造带须二段浅水三角洲砂体结构特征及控制因素

川西新场构造带上三叠统须家河组二段砂体分布广泛、砂体类型多样且厚度差异较大,导致气藏层间隔层、层内夹层分布不均,储集层分布非均质性强烈,因此需对储集砂体沉积微相与砂体分布特征及砂体结构展开精细研究,为下一步储集层预测和气藏高效开发奠定基础。作者以Cross高分辨率层序地层学理论为指导,结合岩心、测(录)井、三维地震、分析测试等资料,系统阐明了川西新场构造带须二段砂体结构特征及其控制因素。研究结果表明:研究区整体处于浅水三角洲前缘亚相带,主要发育水下分流河道砂体,河口坝砂体次之,河道砂体侧向迁移频繁,垂向多期叠置、横向上广覆连片。不同位置水下分流河道特征差异大,结合其典型特征,将水下分流河道砂体进一步细分为削截型水下分流河道和完整型水下分流河道。总结出研究区共发育2大类9小类砂体垂向叠置样式和3种侧向接触样式。砂体结构特征和发育样式主要受基准面升降、河流能量控制。最终建立了川西新场构造带须二段沉积微相及砂体结构发育模式,这对浅水三角洲前缘的气藏勘探开发具有指导意义。

浅水爆炸冲击波特性及其毁伤效应研究进展

为阐明浅水爆炸条件下冲击波界面效应,分别从自由水面、水底以及自由水面和水底两个界面双重作用条件下归纳了冲击波线性反射和非线性反射理论、实验等研究进展。总结了浅水区混凝土障碍、舰船毁伤方式,分析了由于界面作用以及装药、起爆方式等的差异而导致冲击波在近场的非均匀分布性,采用爆炸能量调控改变在特定方位能量输出,从而提升浅水爆炸毁伤效应的可行性。指出浅水爆炸理论发展仍未完善,浅水爆炸近场能量结构控制、混凝土目标动态响应和毁伤效应,界面反射冲击波与气泡相互作用是重点研究方向。附参考文献129篇。

浅水受限区水下油气田开发方案

针对国内浅水油气资源开发环境影响及空间受限等问题,本文提出了国产浅水水下生产系统的总体设计方案。通过对浅水水下生产系统关键设备结构进行分析,提出了一种满足受限区海域开发要求的环境友好型设计思路。结果表明:通过系统和总体布置的设计,国产浅水水下生产系统与深水相比在单体重量、作业方式、维护检修方面更加经济。

长江中下游典型浅水湖泊表层水体微塑料时空分布特征——以湖北保安湖为例

以湖北保安湖为研究对象,分别于2021年4、7、10月和2022年1月采集表层水样,测定水体中微塑料丰度、粒径、形状、颜色和类型,探究浅水型湖泊表层水体中微塑料的时空分布特征及其影响因素。结果表明,保安湖表层水体微塑料的年平均丰度为(16.20±2.23)items/L。微塑料丰度呈现明显的季节性差异,其中夏季(采样时间7月)平均丰度最低,为(1.40±0.09)items/L。在所有微塑料颗粒中,粒径0.064~1 mm占比最大,为82.57%;黑色和无色微塑料占主导地位,占比分别为36.16%和21.31%;纤维状微塑料分布最广泛,占比达40.01%;聚乙烯(PE)和低密度聚乙烯(LDPE)是最主要的微塑料类型,两者之和占比达46.05%,其次为聚苯乙烯(PS,占比17.2%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,占比8.33%)和聚乙酸乙酯(PVAC,占比8.31%)。统计分析表明,微塑料丰度与湖水水质无显著相关关系。该研究揭示了长江中下游地区典型浅水湖泊微塑料分布现状,为评估类似湖泊微塑料潜在污染风险提供了科学依据。

准噶尔盆地东道海子凹陷下侏罗统浅水三角洲沉积演化及主控因素

准噶尔盆地东道海子凹陷下侏罗统发育浅水三角洲,但其沉积演化与控制因素仍不明确。基于东道海子凹陷及其周缘测录井、岩心、地球化学测试等资料,对该地区下侏罗统沉积相、古地貌、古气候进行分析。结果表明:东道海子凹陷下侏罗统浅水三角洲可识别出三角洲平原、内前缘、外前缘3种亚相,其中平原亚相以分流河道为主,可形成上百米厚的砂砾岩,内前缘水下分流河道发育含泥质夹层的中—细砂岩,外前缘主要为席状砂沉积,形成泥岩与泥质粉砂岩薄互层;古地貌东高西低,根据相对位置与坡度可分为古高地、古斜坡、古洼地3类地貌单元;地球化学指标与沉积特征显示早侏罗世古气候干湿交替,湖平面发生3次湖退—湖进,三角洲平原进退幅度达数十千米。推测古地貌与古气候共同控制了浅水三角洲的沉积展布与演化,其中整体平缓的古地貌为浅水三角洲的形成奠定基础,局部地貌的高低与演化决定沉积体系的展布与变迁,而干湿变化的古气候影响湖平面的升降旋回,进而控制三角洲的进积与退积。综合上述分析,建立了进积型及退积型2种浅水三角洲沉积模式。该认识有利于深化气候和地貌对浅水三角洲控制作用的认识,为准噶尔盆地东道海子凹陷下一步勘探提供借鉴。

西湖凹陷花港组浅水三角洲平原分流河道沉积构型

渐新统花港组上段是东海陆架盆地西湖凹陷中南部地区的主要产油气层位,但对其沉积体系的认识一直存在争议,砂体构型特征及控制因素的研究也相对匮乏。综合运用岩心、测井及地震等资料,研究渐新统花港组上段沉积环境、沉积微相类型、砂体沉积构型特征及其控制因素。结果表明:西湖凹陷中南部花港组上段以浅水三角洲平原沉积为主,分流河道是最主要的砂体类型。根据弯曲度差异,可将分流河道划分为辫流型(弯曲度1~1.05)、曲流型(弯曲度大于1.15)和辫-曲转换型(弯曲度1.05~1.15)3种类型,其中辫流型分流河道砂体“宽而厚”,平面组合呈交织宽条带状,心滩呈斑点状排列,砂体垂向叠置样式以切叠型为主;曲流型分流河道砂体“窄而薄”,平面样式为单一条带型或分叉-合并型,厚砂以点坝的形式分布在河道边缘,砂体垂向叠置样式以“孤立型”为主;辫-曲转换型分流河道是辫流型和曲流型的过渡类型,河道砂体规模中等,河道内心滩和点坝同时发育。3类分流河道的厚度与宽度呈对数正相关,宽厚比具有辫流型>辫-曲转换型>曲流型的特征。推测古地貌和基准面变化是影响浅水三角洲分流河道构型特征的主要因素,其中古地貌控制了分流河道的河型变化,较陡的地形有利于低弯度辫流型分流河道的形成,而长期基准面上升造成了分流河道规模逐渐下降,中期基准面的上升造成了分流河道砂体叠置样式发生切叠型→叠加型→孤立型的演变。研究成果完善了浅水三角洲的沉积构型知识库,对地下浅水三角洲分流河道储集层的预测及开发具有重要的指导意义。

河控浅水三角洲平原亚相沉积模式探讨——以鄂尔多斯盆地S59区块山西组一段为例

鄂尔多斯盆地S59区块山一段,整体具有构造稳定、地势平坦、古水深较浅、湖平面频繁升降、物源充足等特点,发育浅水三角洲沉积体系。本文在前人研究的基础上,通过对取心井岩心分析及侧井相分析,探讨了浅水三角洲的沉积特征,建立了浅水三角洲平原亚相沉积模式。研究结果表明,山西组山一段为河控浅水三角洲沉积,浅水三角洲的陆上部分沉积过程与曲流河沉积具有一致性,发育边滩、“渐弃型”废弃河道、决口扇和洪泛平原等微相,平面上河道在凹岸不断侵蚀,凸岸不断堆积形成边滩微相。此外在凹岸发育一定规模的废弃河道,河道砂体呈南北向分布,发育少量的决口扇沉积,在河道间发育细粒沉积洪泛平原亚相。三角洲平原亚相沉积模式的建立为预测优质砂体发育位置提供地质依据。

浅水环境水体底部湍流对船舶气泡减阻效果影响的实验研究

为了解外部湍流流场对气泡减阻效果的影响,通过平板实验的方式,对不同水深的浅水环境进行模拟实验。通过粒子测速仪(PIV)观测平板气泡流场,结合平板在水流中的受力变化,研究不同水深湍流流场对于气泡减阻效果的影响。结果表明,气泡减阻机理之一是通过湍流抑制减阻,在非浅水环境和浅水环境下,减阻效果不同,且喷气量在浅水环境中对气泡减阻起着关键作用。

浅水湖泊溶存甲烷浓度对气温升高及季节变化响应特征

揭示温度升高对浅水湖泊中溶存甲烷(CH_(4))浓度的影响,可为更好地应对气候变化对浅水湖泊碳排放的影响提供数据支持。采集梁子湖表层沉积物和湖水,并置于塑料水缸(沉积物厚度为10 cm,其上注入深度为1 m的湖水),设置比周围环境温度高3.5℃的升温组(W)和不进行温度设置的控制组(C),每组6个平行,2022年1月完成系统设置后放置2个月,在春季(3、4月)和夏季(7、8月)进行样品采集并计算溶存甲烷浓度,同时测量水温(T)、pH、电导率(EC)、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、正磷(PO_(4)^(3-))、氨态氮(NH_(4)^(+))、硝态氮(NO_(3)^(-))和亚硝氮(NO_(2)^(-))、Chl-a、溶解性有机碳(DOC)等参数,并分析溶存甲烷浓度和环境因子的相关关系。结果显示,W组的甲烷浓度与C组之间差异不显著,W组的甲烷浓度总体上低于C组;夏季甲烷的浓度显著高于春季,说明温度是影响甲烷排放的重要因素;Spearman相关性分析和逐步回归分析表明溶存甲烷浓度主要与T、营养盐含量(TP、PO_(4)^(3-)、DOC)、pH、DO和EC有关,其中,季节性温度变化是影响水体溶存甲烷浓度的最主要环境因子。