下穿岩溶天坑隧道暴雨期涌水量峰值估算方法

岩溶地区隧道建设不可避免会遭遇涌水灾害,突涌水量估算是岩溶隧道施工抢险与后期处治方案制定的重要基础。天坑洼地是岩溶地区特殊地貌单元,是联接岩溶地区地表水与地下水的重要通道,下穿岩溶天坑隧道涌水量不仅受岩溶区水文地质条件控制,而且还受到暴雨期岩溶天坑小流域地表径流补给的影响。结合实测数据和统计数据,基于小流域暴雨资料推求地表汇流洪峰形成机制,提出了一种考虑岩溶天坑流域地表径流补给的下穿岩溶天坑隧道暴雨期突涌水量峰值估算方法,并结合鸡冠山隧道的隧址区地形地貌、水文地质条件与实测涌水资料,开展了案例分析计算与实测涌水量对比。结果表明:传统涌水预测方法无法考虑暗河与地表水补给的影响,与实测结果差距很大,本方法能够准确预测隧道下穿岩溶天坑区暴雨期突涌水量峰值,为保障岩溶区隧道施工与运营安全提供重要支撑。

喀斯特地貌下复合式地源热泵系统经济性分析

对喀斯特地貌下地源热泵室外地埋管系统、地源热泵机房进行设计与选型,并对冬夏季土壤最大吸热量与释热量、地埋管换热井数和辅助散热冷却塔进行设计计算;分析喀斯特地貌对室外地埋管传热与后期施工的影响,强调喀斯特地貌下地源热泵系统地埋管费用极大地影响其经济性与回收期。通过对工程实例进行计算分析,复合式地源热泵空调系统的年运行费用比空气源热泵+冷水机组系统节省215.8万元,节能率高达37.7%,动态追加投资回收期为5.8年。

鄂尔多斯盆地中、南部古岩溶发育差异性分析

鄂尔多斯盆地加里东期古岩溶作用改造的碳酸盐岩是古岩溶型气田勘探开发的有利层位,盆地中部已取得成功,盆地南部虽有优裕的碳酸盐岩,但尚未取得突破性进展。分析比较盆地中部、南部古岩溶特征,它们之间存在差异:中部溶孔发育而南部溶缝见长,且中部较南部岩溶结构明显,保存相对完整。这种差异源于碳酸盐岩物质基础及加里东期古地貌的不同:岩溶机理表明盆地中部泥微晶灰质云岩和含膏泥微晶云岩有利于溶孔的发育而盆地南部岩性条件不利,其溶孔主要发育在成岩改造的粉细晶云岩层段;盆地中部位于岩溶斜坡,风化壳易于保存,而盆地南部由于处于岩溶高地,易于形成垂直溶缝,且保存不佳。物质基础受控于沉积微相和成岩作用,有利的微地貌有赖于古地貌准确详细的刻画,因此加强盆地南部沉积微相以及成岩作用的研究,准确详细地刻画盆地南部古岩溶微地貌形态,在沉积微相和古岩溶微地貌双重有利的区域寻找突破口是盆地南部勘探开发的关键。

基于GIS分析喀斯特流域下垫面因素对枯季径流的影响——以贵州省河流为例

本文采用GIS作为空间分析的工具 ,分析了喀斯特流域地貌类型等下垫面因素对枯季径流的影响 ,并从流域结构的角度 ,选择了空间尺度、岩性、地貌类型、森林植被等自然因素作为参数 ,借助于SPSS软件 ,运用多元统计学的方法 ,建立了多元回归方程数学模型 ,对喀斯特流域枯季最小日流量进行预测。

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层控制因素分析

鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层演化经历了多期次的叠加。根据古岩溶的演化期次,分别编制了奥陶系地层厚度图、前石炭纪岩溶古地貌图及奥陶系顶面构造图。结合岩溶发育机理,系统分析了各个阶段岩溶储层发育的控制因素,进而综合预测了岩溶储层发育的有利区带,为奥陶系的油气勘探指出了有利方向。同沉积期,鄂尔多斯盆地存在伊盟古隆起、中央古隆起和韩城古隆起,这3个隆起带共同控制着岩溶储层的发育,隆起的鞍部、斜坡带以及坳陷中的微隆起带是岩溶储层发育的有利地区;裸露风化壳期,古岩溶地貌和古沟槽的展布是岩溶储层发育的主控因素,古岩溶坡地为岩溶作用的进一步发生创造了条件;埋藏期,奥陶系顶面起伏形态始终处于中部高、东西低,中部隆起与东部坳陷之间存在一陡坡带,中部隆起带为压释水运聚的有利方向,而陡坡带为压释水的强烈转换区,这一特征决定了岩溶储层的最终分布。因而,同沉积期隆起斜坡带、裸露风化壳期岩溶坡地以及埋藏期陡坡带的叠加位置将是岩溶储层发育的有利区域。

千米桥潜山奥陶系碳酸盐岩储层成岩作用与孔隙演化

渤海湾盆地千米桥潜山奥陶系储层经历了两次裸露岩溶及古近纪后的深埋藏成岩作用。其中 ,印支 -早燕山期裸露岩溶属溶丘 (梁 ) -洼地型岩溶发育模式 ,是储集空间形成的重要时期。 6期胶结事件的详细解剖表明 ,喜马拉雅期深埋藏岩溶主要与腐蚀性热流体的作用有关 ,是形成现今储层孔隙系统的最关键时期。局限的热液岩溶和裸露的背斜轴部之下地表岩溶的混合带 ,对千米桥潜山奥陶系孔隙分布具有重要控制作用。印支期挤压逆冲形成的背斜轴部 ,特别是潜山内幕背斜形态与潜山顶面形态相互协调的区域 ,是储层发育最好的部位。

岩溶区公路隧道施工围岩分级指标体系研究

岩溶在我国分布广泛,公路隧道勘察设计阶段的围岩分级准确度往往不能满足施工要求;而这点在岩溶区公路隧道表现尤为突出。为解决这个问题,通过对国内外常用围岩分级方法的指标和公路隧道施工现场常用围岩分级指标的统计分析,获得岩溶围岩分级共性指标;通过对南方岩溶区域地质特征分析,提出岩溶围岩分级特殊性指标,最终获得以岩溶围岩分级共性指标和特殊性指标(岩溶发育对隧道影响程度——与岩溶发育程度、水、溶洞充填物、溶洞规模及分布方位有关)为基础的岩溶围岩分级指标体系,然后利用规范定性定量法和打分制法获取各围岩分级指标参数。并在此基础上,利用围岩分级指标缩减试验验证南方岩溶围岩分级指标体系的可靠性和合理性,并将其应用于天生桥隧道和关上二号隧道进行围岩分级,准确率达93.3%。

范各庄井田奥灰水NO_3^-离子形成机理及在水源判别中的应用

在分析范各庄井田水文地质特征的基础上，利用水文地球化学理论初步探讨了奥陶系灰岩含水层地下水中赋存高含量ＮＯ－３离子的形成机理，介绍了应用这一水化学特征分析矿井充水条件的方法。

清江半峡神女洞形成环境及研究意义

本文采用对溶洞流水堆积物特征及古地磁测量和孢粉分析方法，分析了清江半峡神女洞的形成环境和形成时代，并论述了其在古水文地质条件和古地理环境演变及岩溶发育史研究中的作用。

近50年济南岩溶泉域地下水位对降水响应的时滞差异

依据近50年降水及年均水位等的差异，将1959-2011年济南岩溶泉域地下水位与降水观测数据划分为若干时段。采用小波变换方法定量分析了泉域地下水位对降水的响应时滞，并采用相关分析讨论了时滞与地下水开采量等的关系。结果表明，（1）泉域地下水位与降水的主周期均为1a。（2）两种划分方式下，泉域排泄区水位时滞分别为83．44～161．24d、88．62~150．56d，径流区水位时滞分别为67．87～81．66d、76．58～82.21d，径流区水位时滞明显小于排泄区。（3）依据降水划分的时段，排泄区与径流区均有随年降水减少。水位时滞增加的趋势。（4）依据水位划分的时段，排泄区有随水位降低，时滞增加的趋势，而径流区不明显。（5）泉域水位时滞与泉域地下水开采量、泉群流量等存在相关关系，泉域开采量越大，泉群流量越小，则水位时滞相对越大。上述时滞差异分析，有助于增加地下水位与降水之间的非线性耦合过程的认识，可为地下水位的预报预警提供帮助。

海西早期岩溶改造作用及古地貌恢复:以塔河2区为例

塔河油田2区奥陶系储层为一间房组碳酸盐岩礁滩相地层,结合储层岩心、岩石薄片、测井分析及地球化学特征,进行了构造-沉积特征研究,通过井震结合,应用填平补齐法,恢复了该区及周缘奥陶系顶面海西早期岩溶古地貌,并划分为4个亚地貌单元,分析了奥陶系储层特征及成岩作用,研究了储层岩溶作用期次,得出海西早期的溶蚀-岩溶-构造破裂是储层改造的主要作用机制;通过现今钻井缝洞单元分布,结合海西早期岩溶古地貌、古水系及断裂控制,提出了储层发育的有利区带,得出环T443、TK220、T207井附近泄水洼凼北部区域是岩溶储层发育最有利区域。

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶分类、期次及勘探思路

奥陶系海相碳酸盐岩已成为塔里木盆地最重要的勘探开发层系,岩溶作用则是形成优质碳酸盐岩储集层的关键因素之一。针对塔里木盆地碳酸盐岩岩溶分类方案不统一、岩溶术语界定不清楚、生产应用难度大的现状,作者分析了奥陶系不同地区、不同层位、不同时期岩溶储集层特征及岩溶发育程度的差异性,依据岩溶成因及主控因素提出了塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶分类,划分出风化岩溶、礁滩体岩溶和埋藏岩溶3大类,其中风化岩溶又分为潜山岩溶和层间岩溶2个亚类。研究指出礁滩体岩溶、层间岩溶、潜山岩溶是塔里木盆地的重要勘探岩溶类型,并以构造运动为主线将奥陶系岩溶划分为5期,开展了不同类型岩溶特征及分布规律研究,指出了3种重要类型岩溶的勘探思路。此次研究统一了塔里木盆地奥陶系岩溶分类及期次,对勘探开发生产和研究工作具有较强的指导性,具有重要的理论指导及实践应用意义。

麦盖提斜坡石炭系碳酸盐岩微地震相特征与储集层预测

塔里木盆地西南坳陷麦盖提斜坡石炭系碳酸盐岩 (Tg2′和Tg2″反射波组 )非均质性严重 ,非储集层段基本为强振幅连续微地震相 ,而储集层发育段为弱振幅的连续或不连续反射微地震相。利用目的层微地震相特征 ,可寻找有利的碳酸盐岩储集层发育带。根据井下碳酸盐岩储集层发育段与过井地震剖面的地震 地质层位标定结果 ,建立了麦盖提斜坡微地震相特征与碳酸盐岩储集层发育段的相关模式。对斜坡西部群苦恰克地区石炭系小海子灰岩段底的Tg2′反射波组和斜坡东部石炭系巴楚组生屑灰岩段底的Tg2″反射波组进行微地震相分析 ,结合已知井下碳酸盐岩沉积相与储集层发育特征、储集层所处构造 (古构造、现今构造 )位置 ,预测碳酸盐岩储集层发育有利地区。研究认为 :群苦恰克地区石炭系小海子灰岩段岩溶发育带主要分布在巴什托普背斜构造带的西南翼 ;玛扎塔克构造带以南地区石炭系巴楚组生屑灰岩段有利储集层发育区主要分布在该区 4个潜山区及其附近。图 3参

四川盆地中二叠统茅口组地层缺失量计算及成因探讨

碳酸盐岩地层剥蚀量不仅可以反映岩溶地貌,而且还能间接反映碳酸盐岩岩溶储层的发育特征。针对四川盆地中二叠统茅口组顶部地层缺失量及成因不清的问题,在定性分析地层缺失特征的基础上,根据4口典型井茅口组的自然伽马测井曲线的频谱变换、旋回特征分析,识别出曲线中的米兰科维奇旋回信息,进而采用米兰科维奇旋回法定量计算了该地层的剥蚀量并探讨其缺失成因。结果表明:(1)茅四段仅在宜宾—雅安—江油地区和石柱地区残存,在其余地区则普遍缺失,并且表现为由川南—川中—川北地区地层缺失强度逐渐加大;(2)茅口组地层缺失量介于0~200 m,其中川西南、川东北地区缺失厚度介于0~60 m,川南、川中、川北等地区地层缺失厚度介于140~200 m;(3)茅口期末的地层剥蚀是由冰期海平面下降侵蚀所致,川北地区海平面下降幅度较大;(4)中二叠统岩溶地貌继承了西南高东北低的沉积特征,岩溶地貌从川西南—川中—川北地区,由侵蚀高地逐渐过渡为岩溶上斜坡和岩溶下斜坡,与吴家坪期西南高东北低的沉积特征一致。结论认为,采用米兰科维奇旋回法计算碳酸盐岩地层剥蚀量结果可靠、方法有效,可用于其他盆地海相地层缺失量的恢复研究。

应用地震低速异常带特征研究轮南地区奥陶系古岩溶

孔隙型储集层地震波速度越低，代表其孔隙越发育。但碳酸盐岩岩溶发育段却与此不同，地震波穿越这类岩溶段的速度与其缝、洞发育规模及缝、洞内的充填物质、充填程度有关，速度降低的程度与有效储集空间也有复杂的关系。利用塔里木盆地轮南地区合成声波测井剖面岩溶带低速异常特征，结合钻探获取的实际古岩溶及储集层特征信息，研究了该地区奥陶系古岩溶与低速异常的关系，进而研究古岩溶的横向分布特征。根据研究结果认为：岩溶发育段与致密碳酸盐岩段相比，速度要降低；Ⅰ类低速异常体速度（小于５ｋｍ／ｓ）降低较明显，主要反映被碎屑岩充填的大规模洞穴体，代表洞穴充填岩溶相带，对储油不利；Ⅱ类低速异常体（速度为５．０～５．３ｋｍ／ｓ）主要反映中、小型洞穴和裂缝发育段，被充填或部分充填；Ⅲ类低速异常体速度（５．３～５．７ｋｍ／ｓ）降低相对不明显，主要反映垂直渗流岩溶相带中未充填或半充填中、小规模裂缝发育段，这类裂缝发育段是轮南地区奥陶系油气聚集的主要场所。

不同时间段青木关岩溶地下河水化学变化主导因素分析

利用多参数水质分析仪,对典型岩溶槽谷区重庆青木关岩溶地下河出口姜家泉的月尺度、农耕期和暴雨期3个不同时间段的水化学动态变化特征进行监测,通过主成分分析法,研究这3个不同时间段水化学变化主导因素的异同。结果表明:月尺度期间,电导率、pH值和Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^+、Na^+、HCO_3^-受雨水稀释作用,使丰水期低于枯水期;水化学变化主要受5个主成分影响,累积方差贡献率为90.75%,但其主导因素是水-岩作用。农耕期,降雨携带残余的粪肥、氮磷钾肥汇入地下河,电导率和Cl^-、NO_3^-、K^+、Na^+浓度升高;水化学变化主要受3个主成分影响,累积方差贡献率为87.81%,但其主导因素是施肥活动。暴雨期间,各离子浓度变化经过平稳期、上升期、稳定期、特殊期4个阶段。上升期,降雨对地下河影响最大,导致水-岩作用增强,电导率和Ca^(2+)、HCO_3^-浓度上升;对地表土壤和化肥的冲刷淋溶作用显著,导致Al、Fe、Cl^-、K^+、Na^+和NO_3^-浓度明显上升。水化学变化主要受4个主成分影响,累积方差贡献率为80.09%,但其主导因素是水-岩作用、地表土壤和养分流失。

遥感技术在探查杨庄矿朱庄矿奥灰水中的应用

应用遥感技术查明了杨庄矿和朱庄矿奥灰水的径流条件，所圈定的补给地带，经钻探得到了验证。

塔北地区奥陶系灰岩段裂缝特征及其对岩溶储层的控制

构造作用形成的裂缝对碳酸盐岩岩溶储层的形成及改造至关重要。对大量的岩心、薄片、阴极发光、成像测井及测试资料的综合研究表明,塔北地区奥陶系灰岩段发育有3类成岩缝和3期构造(溶蚀)缝。3期构造缝对应3个构造旋回,分别为晚加里东—早海西期方解石及泥质充填的构造张裂缝、晚海西期—印支期方解石充填的共轭剪切缝以及燕山—喜山期半充填或未充填的剪性网状微—小缝。构造缝的形成直接促进了岩溶作用的发生,溶蚀缝往往改造前期的构造缝,虽发生时间稍有滞后,但仍属同期。各类裂缝的形成时间、规模、充填特征、成像测井特征及阴极发光性各异。构造缝、溶蚀缝控制了岩溶储层的发育和分布。裂缝自身溶蚀扩大或与溶蚀孔洞配置构成了油气储集的主要空间,也是提高碳酸盐岩储层储渗性能的重要因素之一。成岩缝张开度较小,水体的沟通、横向疏导作用有限,对加速岩溶作用的发生贡献有限。

变化环境下岩溶区流域径流变化特征研究

基于岩溶区流域—平塘站1963年至2014年的年径流深资料,采用线性趋势、滑动秩和检验和Morlet小波分析等方法研究了变化环境下平塘站径流深的趋势、突变和周期特征,并运用R/S分析法预测径流深未来的变化趋势。结果表明:近52a来平塘站年径流深和雨季径流深均呈现减少趋势,分别在1998年和2008年发生了突变,均存在第一、第二和第三主周期,分别为20a、6a和3a,在未来都有持续减少趋势;枯季径流深呈现微弱增加趋势,在1987年和1991年发生了突变,第一、第二和第三主周期分别为24a、9a和5a,在未来有持续增加趋势。

鄂尔多斯盆地塔巴庙地区奥陶系风化壳岩溶地震相特征与天然气勘探

鄂尔多斯盆地北部东段塔巴庙地区奥陶系风化壳岩溶作用过甚 ,破坏了地层的连续性及储集性能 ,是导致该区风化壳气藏勘探效果不佳的主要原因之一。根据岩心及电测资料 ,可从风化壳中鉴别出 6种岩溶相 :壳面堆积相、洞顶相、洞底相、隔层相、坍塌相和洞穴充填相 ;其中洞顶相砾岩、云岩和隔层相云岩为优良的储层或气层 ,洞底相灰岩和坍塌相云岩是潜在的储层或气层。该区奥陶系风化壳的地震波反射速度反映了风化壳的岩溶化程度 ,即岩溶化程度愈高 ,泥质含量愈大 ,反射速度就愈低 ;反之亦然。根据G -LOG图上风化壳内高速带、中速带、低速带及上覆石炭系超低速带的发育程度和配置关系 ,可划分为 9种岩溶地震相。其中II、III、IV型岩溶地震相 ,岩溶强度相对较弱 ,分布面积较广 ,是风化壳气藏的主力勘探目标。岩溶地震相理论经实践检验 ,对钻前的油气地质情况有较好的预见性 。