摘要：塔里木盆地中部顺北地区复杂构造应力造成了多层系断裂样式的差异性。当钻井钻至志留系断裂破碎带,地层压力小于钻井液液柱压力时,易发生漏失现象。为保障钻井的高效钻进,亟需开展志留系断裂特征与应力场扰动分析以指导井位设计。通过志留系断裂增强解释性处理及空间解释,结合断裂生长指数,开展断裂综合解析。研究区断裂整体特征为下伏陡直走滑与上覆雁列正断层分层变形,志留系断裂样式以加里东晚期至海西早期活动的雁列式负花状正断层组合排列为主,呈右阶雁列式展布,走滑伸展作用强烈。基于已钻井SHZ1等偶极阵列声波测井等资料,确定了顺北中部地区志留系主应力方向为北东向54°。结合研究区三维地震资料综合解释,建立地质模型,开展迭代边界元数值模拟,明确研究区现今地应力的平面分布规律,包括最大、最小和中间主应力,并将应力场模拟结果与实际测井资料解释结果进行对比分析。受断裂产状和断距的影响,平面上应力扰动带宽度不同,同一断裂的上、下盘应力扰动范围呈现出非对称分布。通过对志留系断裂空间立体雕刻及应力扰动分析,避开志留系断裂强度大、倾角大的雁列单元边界断裂、断裂应力集中部位及强能量异常断裂、裂缝发育区,结合目的层靶点空间特征,优选井位及其井轨迹设计。志留系断裂综合解析与应力场扰动分析为井位优选中规避志留系严重漏失、保障钻井高效钻进提供了保障。

摘要：在全球倡导能源转型、节能减排的背景下,高效储存、利用“绿氢”已成为能源产业未来发展的重要趋势,地下咸水层储氢也随之成为一种极具潜力的新型大规模储能技术。调研总结咸水层储氢库发展现状,阐明数值模拟技术在氢气-咸水流体系统的研究及应用进展,总结热-渗-力-化多场(thermal-hydrodynamic-mechanical-chemical, THMC)耦合数值模拟方法的技术瓶颈。结果表明:地下咸水层储氢技术具有安全可控、高效灵活、储能容量大等优势,其成熟应用可同时实现经济、社会、生态效益“共赢”;数值模拟方法是研究地下储氢(underground hydrogen storage, UHS)的有效手段,但该方法仍处在发展初级阶段,数值模拟器和全局算法的优化有助于实现咸水层储氢库工程的设计;运用注采方案设计、人工智能等技术能为优化提供一定参考。

摘要：埋深是影响煤层气富集程度的综合要素,理解含气性深度效应是认识深浅部煤层气赋存状态与聚集机制的重要基础。基于煤层气勘探现状,在剖析鄂尔多斯盆地东缘煤层气探井资料的基础上,综合常规-非常规油气成藏地质学理论,探讨了煤层含气量、饱和吸附量、含气饱和度深度效应及其与成藏过程的耦合关系。煤层气成藏是构造沉降阶段生烃供气和回返抬升阶段相态转化、逸散的耦合结果,体现为自封闭成藏和浮力成藏的深度耦合,含气性变化存在饱和吸附量转折和游离气滞留两个关键深度界限,且二者不具备绝对同步性:(1)饱和吸附气量是煤在特定温压条件下的固有属性,不受保存条件的严格限制,其随深度的演化过程是控制相态转换的基础,压力梯度和变质程度补偿效应会引起现今区域饱和吸附量转折深度(带)的明显滞后。(2)游离气的运聚成藏与改造定型受控于地层回返抬升阶段的遮盖条件,涉及埋深-构造-水动力场三元耦合效应及浮力、储盖层毛管力的综合影响,抬升幅度小且改造强度弱时方可具备游离气滞留保存条件,滞留深度以浅地层封闭性降低,游离气普遍散失。鄂尔多斯盆地东缘柳林-延川南一带煤层总含气量随埋深增大近乎线性增高,深部收敛趋势不明显,不同变质程度煤理论饱和吸附量转折深度为1600~2200 m,但煤阶的区域分异致使原位饱和吸附量随埋深持续增大;大宁-吉县区块游离气滞留临界深度约2000 m,2500 m处含气饱和度平均约120%,3000 m处含气饱和度预计可达136%。不同地区煤层气成藏背景和地质条件存在差异,含气性深度效应需具体分析,分析重点应聚焦于甲烷相态转换、地层封闭条件的时空演化对现今气、水分布的综合影响,以实现深部煤层气的分区分带评价和高效开发设计。

摘要：针对当前我国深井高应力大巷煤柱频繁发生冲击地压的现状，采用现场调查、理论分析、数值模拟和工程试验等方法，研究了我国大巷煤柱冲击地压发生类型与机理，提出了一种高应力大巷煤柱释能改性防治冲击地压的新方法，基于该方法开展了防冲原理研究、技术体系设计、井下工业试验等一系列研究工作，主要得到了以下结论：基于大巷煤柱冲击地压的主导力源类型，结合多起冲击地压典型案例，将我国大巷煤柱冲击地压划分为基础应力叠加型、附加应力诱发型和自身蠕变失稳型3类，分别建立并推导了3类大巷煤柱冲击地压发生机理的力学模型与工程判据，揭示了3类大巷煤柱冲击地压的发生机制。提出一种深井高应力大巷煤柱压裂-注浆协同防治冲击地压的方法，其防冲原理体现在“释能”和“改性”2方面，井下工业试验发现弹核煤体起裂压力约40MPa，整体最大压裂宽度达19.5m，现场监测验证该方法能够降低大巷煤柱能量积聚水平，提高大巷煤柱整体冲击阈值。设计了深井高应力大巷煤柱释能改性防冲成套技术体系，包括孤立煤体冲击危险“评估-检验-校核”方法、弹性核水力压裂增缝释能技术和整体注浆加固改性技术。研发了大巷煤柱弹性核压裂“震动-应力-位移”三场监测设备和PS-Z-A/B型无机双组份速凝整体注浆改性材料。

摘要：玻璃材料在核工业及航天航空、深空探测等领域发挥着重要的作用.然而,强辐照效应常常会导致玻璃材料变色、脆化、光学性能退化等,极大制约了其服役的可靠性和耐久性.设计抗辐照玻璃的核心便是深入理解其辐照损伤的宏微观物理过程,然而鲜有论文对其展开深入系统的总结和论述.本文从辐照效应的位移损伤和离子损伤原子级物理图像出发,阐述了玻璃中色心缺陷的形成机制,综述了损伤演化带来的光学及力热特性的变化,继而总结了不同损伤特征的实验监测方法及宏微观损伤的多尺度计算方法和模型,旨在为抗辐照及耐辐照玻璃设计提供指导和依据.

摘要：梳理了国内外增强型地热系统(EGS)模拟实验装置研发进展,归纳了以高温高压反应釜、岩心夹持类渗流模拟系统、岩石三轴电液伺服控制系统和大尺寸真三轴实验系统为代表的4类模拟装置的功能特点,分析了不同实验模拟装置适用范围及其对于EGS建设关键技术研究的支撑作用。结合国内外在干热岩资源开发利用工程建设中存在的问题,分析了EGS模拟实验装置的研发方向,在现有装置平台的基础上提出了建设大型模块化干热岩开发模拟实验平台的设计思路,论述了平台装置的系统构成和模块化功能特点,探讨了热储区形成机理和复杂地质条件下多场耦合作用机制。

摘要：胜利油田在特低渗透滩坝砂油藏创新提出一种“超前压驱”的开发技术模式,并取得高产稳产的应用效果。针对高产稳产的致效机制,开展了物理模拟、数值模拟和矿场应用对比研究,分析高压力系数条件下油水井间压力剖面的建立和水井先压驱条件下储层应力场的改变及其对油井产能的影响。结果表明:高压力系数构建连续稳定的驱替压力剖面、超前压驱变应力场油井差异造缝是高产稳产的两大致效机制,在高压力系数条件下,有利于压力与介质协同传导,同时高压压头前移,有利于克服启动压力梯度,形成连续稳定的压力剖面;在超前压驱注水条件下,高油藏压力可有效降低储层的破裂压力,易形成复杂缝网,同时改变储层地应力场的大小和分布,进而影响油井压裂裂缝展布及产能。研究成果揭示了超前压驱高产稳产的致效机制,对特低渗透滩坝砂油藏的规模效益建产具有重要的指导意义。

摘要：为使生态混凝土力学性能满足要求的同时改善其孔隙环境,通过设计有交互作用的正交试验,采用正交试验的敏感性分析方法,探究硅灰、苯丙乳液、尿素对生态混凝土抗压强度、孔隙率、孔隙环境pH值、总氮累积释放率4个指标的影响规律,并构建多元回归方程验证可靠性并得出最优配合比。结果表明:硅灰、尿素及两者交互作用下对抗压强度与孔隙率的影响显著;硅灰与尿素对降低孔隙内pH值有利,苯丙乳液会影响硅灰的降低效果;尿素能提高总氮累积释放率,硅灰与苯丙乳液能起到制约作用,且苯丙乳液效果较为明显。回归方程拟合曲线与试验结果曲线形态及趋势相似,生态混凝土的最优配合比为硅灰掺量9%、苯丙乳液掺量5%、尿素掺量10%。

摘要：地下水资源可持续开发利用,实质就是在保障地下水良性生态环境功能前提下充分满足人类社会用水需求,其重点与难点在于确定地下水适宜的埋藏深度(简称“适宜埋深”)约束.本文从区域尺度到微观视角,梳理并总结地下水埋深变化对地表生态环境的影响,明确了地下水埋深对发挥地下水生态环境效应的主要作用.当前确定地下水适宜埋深主要考虑的影响因素包括地表植被生长、农作物生长与产量、土壤盐渍化、地面沉降与海水入侵等方面,野外实地调查、遥感反演以及稳定同位素组成分析等是普遍采用的技术手段.对地下水生态环境功能的研究主要集中在干旱地区,而非干旱区的相关研究进展缓慢.本文提出了面向地下水资源可持续开发利用的地下水适宜埋深确定方法,即以研究区自然地理和水文地质条件以及存在的主要生态环境问题为基础,构建区域尺度上的适宜地下水埋深控制指标集合,结合地区生态环境保护目标,通过指标取舍与叠加计算综合确定地下水适宜埋深的区间及阈值.目前对地下水适宜埋深空间分布规律的研究较多,但其时间分布规律研究较为薄弱,是将来研究的重要方向之一.

摘要：压裂水平井是有效开发低渗致密气藏和页岩气藏的主要手段,压裂水平井产能是决定非常规气藏开发成败的关键技术指标。但目前能够经济、快速地获得低渗致密气藏压裂水平井产能的方法很少。基于此,采用理想模型与数值模拟相结合的方式,得出了一种能快速评价低渗致密气藏压裂水平井产能的新方法。根据我国低渗透致密气藏的地质特点,建立了单井数值模拟模型。设计了8组16次正交试验,并对其进行了修正等时试井数值模拟。模拟结果表明,储层渗透率和储层有效厚度是影响气井产能的2个主要因素,并建立了不同裂缝条数的压裂水平井的二项式产能方程系数A和B与地层系数的经验关系。通过实例验证,该方法具有计算简单、适用性强、结果可靠的特点,能够节省大量时间和成本,适合现场快速评价应用。