工程岩体三维构模中钻孔数据处理方法

钻探、物探等工程地质勘察数据是揭示工程岩体空间状态的原始数据,其大量原始数据的处理是工程岩体三维构模中存在的主要困难之一。从三维构模的角度出发,将工程岩体按几何特征抽象为连续性岩体、断裂岩体、倒转褶皱岩体和侵入岩体4种结构单元类型。由于钻孔数据是描述工程岩体的重要原始数据,且具有多尺度性的特点,以钻孔数据为例,提出原始数据的纵向概化准则、横向概化准则和纵横向协调准则的处理方法,解决工程岩体多尺度显示问题。根据地质学的地质数据解释方法,结合岩层层状分布的特点,提出工程岩体三维构模中急需的钻孔数据处理方法:原始数据纵向概化准则和原始数据层处理概化方法。利用层处理方法对实测钻孔数据进行概化处理,确定工程岩体所对应的结构单元类型,进而建立组合结构工程岩体三维模型,验证了所提出的钻孔数据处理方法的可行性。     

基于AFM的巫溪2井页岩储层孔隙特征研究

页岩储层孔隙是页岩气赋存和渗流的基础,但在其研究中很难将孔隙定量信息和页岩表面形貌相结合,且现有的孔隙定性、定量研究手段都存在自身的限制。为研究页岩储层孔隙特征,并将孔隙定量信息和页岩表面形貌结合,采用原子力显微镜（AFM）扫描页岩样品,利用NanoScope Analysis和Gwyddion两种软件对AFM数据进行分析,定性、定量地研究了巫溪2井龙马溪组页岩的孔隙特征,将部分结果同低温N2吸附试验所得结果进行了对比。巫溪2井龙马溪组页岩的均方根粗糙度在1.7～13.6 nm,平均粗糙度在1.3～10.7 nm,TOC（总有机碳含量）和均方根粗糙度的相关系数为0.8112,TOC和平均粗糙度的相关系数为0.900 8,页岩粗糙度受显微组分尤其是有机质组分的控制;页岩孔隙多为狭缝形孔、楔形孔,主孔段位于4～6 nm和14～50 nm,平均孔径在3.9～6.6 nm波动,介孔占70%以上;孔隙截面长宽比在1.5～3.1。利用原子力显微镜获得的孔隙形貌、IUPAC分类标准的各孔径范围内的孔隙占比、平均孔径和利用低温N2吸附试验获得的结果相近;AFM测定部分样品主孔段和低温N2吸附试验结果不...     

巨鹿地区石炭系—二叠系富有机质页岩孔隙结构特征及微观非均质性

为揭示巨鹿地区富有机质页岩孔隙的分形特征及微观非均质性,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和低温液氮吸附等实验,对巨鹿地区富有机质页岩的孔隙结构进行定性及定量表征,运用FHH模型计算孔隙分形维数,并探讨微观非均质性的影响因素。研究结果表明:页岩矿物组成以黏土矿物和石英为主,其中,黏土矿物包括伊蒙混层、伊利石和绿泥石;孔隙类型包括有机质孔、粒间孔、矿物粒内孔和微裂隙;不同孔径范围内孔隙微观非均质性存在差异,4.34～100.00 nm范围内孔隙微观非均质性更强,分形维数与黏土矿物、脆性矿物含量分别呈正、负相关关系,构造及成岩作用也会影响孔隙微观非均质性。该研究可为巨鹿地区页岩气勘探提供理论依据。     

张家口-怀来地区下马岭组页岩气储层与资源潜力评价

为研究张家口-怀来地区下马岭组页岩气储层有机地球化学特征和物性特征,并对该区资源潜力进行精细评价,以研究区暗色页岩为研究对象,综合运用有机地球化学、X射线衍射、扫描电镜、高压压汞、低温液氮和等温吸附等实验方法,对页岩气储层特征和资源潜力进行评价,指明勘探方向。结果表明：下马岭组岩性主要为黑色页岩、砂质页岩和粉砂岩,其中三段和四段为富有机质页岩层段,累计厚度约为80～110m,埋藏深度约为1000～2500m;有机质类型以Ⅰ型为主,部分为Ⅱ₁型,有机质含量平均为2.12%,有机质成熟度为0.69%～1.90%,主要处于低成熟阶段,其高值已进入热解生气阶段;矿物组成以石英和黏土矿物为主,分别占59.9%和36.0%,主要发育溶蚀孔、粒间孔、层间孔和微裂隙,孔隙度平均为2.71%,孔径平均为4.33nm,孔体积和比表面积分别为0.012cm³/g和7.020m²/g,渗透率为1.932×10^-7µm²,总含气量平均为3.02m³/t;下马岭组页岩埋藏深度适中,有效厚度大,生烃潜力高,储层物性较好,具备页岩气成藏的基础条件,为Ⅰ～Ⅱ类储层;估算地质资源量为1753.68×10⁸m³,资源丰度为5.83×10⁸m³/km²,资源潜力较高,具备商业开发的潜力。因受限于较低的成熟度和渗透率,“低中寻高”并采用经济有效的压裂增产措施是下马岭组页岩气勘探开发突破的关键。研究成果将会为下马岭组页岩气勘探开发提供有益参考。     

页岩气储层水力压裂扩展有限元模拟方法及应用

页岩气储层低孔低渗,需用水力压裂等方法进行储层改造方可获得经济产能。储层改造中裂缝的形态和分布对体积改造效果至关重要。为了研究压裂裂缝的模拟方法,系统调研和对比了储层水力压裂模拟常用方法,开展了扩展有限元模拟,研究表明:①水力压裂物理模拟实验能够直观观测裂缝的形态及展布特征,但因试样尺寸等问题难以代表实际储层压裂情形;②常用的数值模拟方法有边界元法、非常规裂缝模型、离散化缝网模型和扩展有限元法等,这些方法各有优缺点,需做有针对性的改进才能更好地模拟真实页岩储层压裂情况;③应用扩展有限元法模拟水力压裂和分段顺序压裂过程中裂缝的延伸情况,得到射孔方向与最大水平主应力之间夹角和诱导应力对压裂裂缝的影响,夹角越大,裂缝偏转角度越小,偏转距离越大,初始破裂压力越高,裂缝稳定延伸的压力也越大,而诱导应力的存在会抑制压裂裂缝的延伸。对实际压裂工程中射孔方向的选择和分段压裂射孔间距的设计具有指导意义。     

浅析水利工程施工质量控制措施

本文作者结合对水利工程施工的工作经验及体会,介绍了水利工程施工质量控制的措施和方法,论述了工程质量的几个主要方面的控制要点,供广大水利工作者参考。     

GAMIT、LGO在工程控制网基线解算中的应用及精度分析

GNSS静态相对定位技术长期以来在各类工程控制网测量中发挥了重要作用.针对工程控制网起算点分布不均的情况,结合实际工程案例,采用GAMIT、LGO软件进行了基线解算,并通过使用精密全站仪测边、相邻线路联测的方式对成果进行对比分析.结果表明,GAMIT、LGO软件均能满足工程控制网基线解算的需要,GAMIT软件对应成果整体更优,效率更高.对于类似情况下布测高等级工程控制网,使用GAMIT软件在一定程度上可以提高基线解算和控制网精度.     

软岩煤矿网络地理信息系统研究及应用

软岩信息的管理和共享是软岩工程技术中急待解决的问题，本应用信息技术和网络技术开发了中国软岩煤矿网络地理信息系统，使庞杂浩瀚的软岩信息的管理和共享成为可能．该系统是一个运用基于组件式服务器扩展技术实现的WebGIS系统．设计并实现了软岩矿井信息库来组织管理软岩矿井信息，使用COM组件技术开发了GIS服务器组件支持软岩空间数据(地图)的网络交互操作和矿井信息的查询，使用ASP技术进行了系统集成．该系统初步实现了软岩空间信息的展示及交互操作，软岩属性信息的查询和分析．中工程实例的分析展示了系统的广阔应用前景．     

非层状岩体三维可视化构模技术研究

根据工程岩体的特征，从三维构模的角度，在中国矿业大学(北京)岩土工程研究所研究工作的基础上将岩体的结构单元类型分成二大类四种：即层状的连续型非倒转岩体、非连续型(断裂)岩体及倒转褶皱岩体和非层状岩体(侵入岩体、喷出岩体等)。借助三维GIS的可视化技术与面向对象的构模方法，根据非层状岩体的空间几何特征及地质数据的特点，提出适合于非层状岩体的数据模型，采用断面构模技术实现非层状岩体三维构模。利用多条轮廓线之间的三维表面重构方法构建非层状岩体的表面模型，将多条轮廓线之间的表面重构问题转化为体数据中的等值面构造问题。进而形成非层状岩体的三维可视化构模技术。开发了三维可视化构模系统，并利用该系统所提供的构模技术实现了灵宝金矿侵入型岩体三维模型的构建。