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2021年  第40卷  第4期

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2021, 40(4).
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摘要:
资源地质与工程
北部湾盆地福山凹陷流沙港组致密油成藏条件及主控因素
秦秋寒, 雷栋, 宋效文, 苏俊青, 任桂媛, 刘德生, 马庆林, 卢政环, 郭浩, 廖飞燕, 时阳
2021, 40(4): 1-10. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0401
摘要 HTML全文 PDF下载 icon595 icon612
摘要:
查明北部湾盆地福山凹陷流沙港组致密油成藏条件并分析其控制因素，对于进一步明确致密油分布、厘定有利探区具有重要的指导意义。基于地震、录井、测井、岩心及分析化验等资料的综合分析，对北部湾盆地福山凹陷流沙港组有效烃源岩、有利储层、源储匹配关系等进行了研究。结果表明，流沙港组在最大湖泛期于皇桐和白莲两次凹内形成优质烃源岩，具有有机质丰度高、热演化程度适中的特点，提供了致密油形成的物质基础；受多物源供给影响，致密砂岩深入两次凹内，具有源储叠置、分布广泛的特点，溶蚀孔隙与构造裂缝发育，有利于致密油的近源运移与富集；主要烃源岩进入生油高峰期时凹陷构造已基本定型，无大型断裂发育，相对稳定的构造条件有利于致密油形成和保存。因此，福山凹陷流沙港组具备致密油成藏的有利条件，致密油纵向上主要分布在流一下亚段和流二段，平面上主要分布在皇桐次凹和白莲次凹，其形成和分布主要受控于优质烃源岩展布、富溶蚀孔隙"甜点"储层分布及有利的源-储叠置组合。
琼东南盆地南部梅山组丘状体沉积特征及成因机制
熊鹏飞, 姜涛, 匡增桂, 程聪, 任金锋, 赖洪飞
2021, 40(4): 11-21. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0427
摘要 HTML全文 PDF下载 icon1088 icon597
摘要:
琼东南盆地南部梅山组具有独特的丘状反射特征，关于其成因机制引起了广泛关注和讨论。以琼东南盆地大量二维地震资料和高分辨率三维地震资料解释为基础，在深水钻井标定下，从地震相特征、沉积物物源、沉积搬运通道、古地貌特征以及海平面变化和构造活动6个方面，阐明了梅山组丘状体的沉积特征，并讨论了其成因机制。研究结果表明，中中新统梅山组沉积时期，受强制性海退影响，琼东南盆地范围内海平面下降至低水位，南部隆起局部暴露剥蚀，提供了大量沉积物源；上中新统黄流组沉积时期，盆地局部构造活动使得南部隆起物源发生重力失稳，通过深水水道向盆地中央以重力流方式搬运沉积物。琼东南盆地梅山组地层的丘状反射特征是黄流组沉积时期以南部隆起沉积物为物源的浊流侵蚀下伏梅山组地层所致。对该丘状体成因机制的深入研究，不但有助于丰富对丘状地震反射现象的认识，而且揭示了其沉积构成为粗碎屑沉积物而非生物礁滩沉积，对深水油气勘探储层特征及评价具有重要意义。
利用高压压汞实验研究致密砂岩孔喉结构分形特征
王伟, 宋渊娟, 黄静, 李亚辉, 陈朝兵, 朱玉双
2021, 40(4): 22-30, 48. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0402
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摘要:
微观孔喉结构是影响砂岩油藏特征的重要因素，但致密砂岩孔喉复杂，非均质性强，常规测试难以对其进行有效表征，需要利用分形理论对致密砂岩孔喉结构进行深入研究。以鄂尔多斯盆地姬塬地区长7段致密砂岩为研究对象，通过高压压汞和分形理论研究了致密砂岩孔喉结构和分形维数特征。讨论了分形曲线转折点与孔喉结构关系，并结合铸体薄片和扫描电镜，分析了孔喉分形特征形成原因。结果表明：致密砂岩分形曲线具有明显转折点。转折点为孔喉分布峰值，代表连通性好的大尺度孔喉向连通性差的小尺度孔喉的转换。致密砂岩小尺度孔喉分形维数平均值为2.24，大尺度孔喉半径分形维数平均值为4.65。大尺度孔喉非均质性明显强于小尺度孔喉。小尺度孔喉分形维数与孔喉结构相关性较好。致密砂岩小尺度孔喉主要为喉道和晶间孔，这部分孔喉连通性差，半径较小，受成岩作用影响微弱，因此分形维数小。致密砂岩大孔喉主要为剩余粒间孔和溶蚀孔隙，该类型孔喉半径较大，受成岩作用改造明显，因此分形维数大。
碳酸盐岩裂缝研究进展及发展趋势
李长海, 赵伦, 刘波, 李建新, 陈烨菲, 张宇
2021, 40(4): 31-48. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0403
摘要 HTML全文 PDF下载 icon1472 icon721
摘要:
裂缝对碳酸盐岩储层油气产能有重要的影响。在总结碳酸盐岩裂缝的分类、成因、主控因素、识别与预测等方面的基础上，认为对非构造缝的分类、命名及其含义仍存在较大争议。裂缝成因主要包括构造作用、成岩作用、异常高压作用、剥蚀作用和风化作用。粒度和孔隙度对构造缝发育的影响机理有待进一步深入研究。沉积相对构造缝发育有一定的影响，但同一沉积相内岩性组成复杂，难以准确揭示裂缝发育的影响机理。直接研究岩性对裂缝发育影响更利于揭示裂缝形成机理。基于成岩演化序列对裂缝进行研究可明确裂缝形成时的岩石特征，为深入讨论构造缝发育的主控因素提供了基础。层间缝、缝合线、异常高压缝和溶蚀缝等非构造缝发育的主控因素有待进一步深入研究。近几年地震技术识别裂缝突破不大，非常规测井识别裂缝领域以声波远探测技术发展最快。常规测井识别裂缝一直是研究的热点问题，不同学者提出了40余种裂缝识别方法。测井、地震信息裂缝预测法预测结果可靠性高，是目前主流的裂缝预测技术。规范裂缝分类、梳理裂缝成因、深化构造缝发育机理研究、加强非构造缝主控因素探讨、提高常规测井裂缝识别率、综合现有不同裂缝预测技术预测裂缝是下一步裂缝研究的重要发展方向。
鄂尔多斯盆地杭锦旗独贵加汗区带下石盒子组储层特征及孔隙演化
李智, 叶加仁, 曹强, 余汉文, 张威
2021, 40(4): 49-60. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0404
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摘要:
杭锦旗地区独贵加汗区带是鄂尔多斯盆地北部天然气勘探开发的重要对象，区带内下石盒子组砂岩储层非均质性强，含气饱和度差异大，前人对致密储层发育特征及其孔隙演化历史研究不够系统和深入。基于钻井岩心、岩石薄片及相关测试等资料，在统计、对比分析独贵加汗区带下石盒子组砂岩储层岩石学与物性特征的基础上，通过成岩作用分析，厘定控制储层孔隙发育的主要因素，进而重建主要储层段的孔隙演化历史。研究表明，杭锦旗地区独贵加汗区带下石盒子组砂岩多属超低渗透储层，局部存在裂缝发育的高渗透率段；压实作用和胶结作用对研究区储层孔隙演化起破坏性作用，减孔率分别为84.8%和7.1%，而溶蚀作用为建设性成岩作用，增孔率9.5%；盒一段储层现今孔隙度基本继承了早白垩世末期的特征，孔隙演化历经早成岩阶段A期压实与胶结作用快速减孔，B期持续压实减孔，中成岩A期溶蚀增孔作用与压实-胶结减孔作用并存及B期变化微弱等过程。
西藏羌塘地体中生代中—晚期不整合事件及其构造意义
杜林涛, 李亚林, 刘洋
2021, 40(4): 61-71. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0405
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摘要:
不整合事件对于认识陆陆碰撞具有重要意义。羌塘-拉萨地体碰撞时间一直存在争议，其主要原因是"碰撞时间"定义不同，就不整合事件发生时间来说存在两种定义；一是与碰撞缝合带有关的区域性不整合的时间，早白垩世末(100 Ma)；二是洋壳消失，大陆之间陆壳初始的接触时间，盆地边缘不整合事件，即中侏罗世晚期(166 Ma)。针对上述问题，选取2种不同定义下的羌塘盆地内不整合面：北雷错西南与安多114道班地区不整合面进行研究。114道班地区下伏安山岩岩浆锆石U-Pb年龄为77 Ma，结合国内外学者对羌塘-拉萨地体碰撞时间的研究成果，认为羌塘-拉萨地体碰撞，发生强烈相互作用的初始时间为早白垩世末100 Ma，持续时间范围100~75 Ma。北雷错西南陆相地层最大沉积年龄为94 Ma，综合年代学、沉积学以及地层产状，认为该地层为新生代康托组，而非前人中侏罗世晚期"毕洛错组"的认识，进而认为羌塘-拉萨地体之间陆壳初始的接触时间不可能为166 Ma，但是一定早于100 Ma。
西湖凹陷天台斜坡带火山机构三维雕刻及成因机制解析
望雪怡, 刘强虎, 朱红涛, 侯国伟, 秦兰芝
2021, 40(4): 72-80. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0406
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摘要:
西湖凹陷天台斜坡区火成岩发育尤为丰富，其发育与分布对盆内储层改造、构造演化都有着重要影响。依据区内地震特征和构造环境，划分出中心式、裂隙式2种喷发类型；采用振幅－方差体地震属性分级－拾取－融合技术，系统刻画区内火成岩的三维时空展布以及火山喷发时期，发现区内火成岩具有始新世至中新世多期间歇性发育特征，且火山机构富集于天台斜坡西南部；在区内建立了中心式和裂隙式2种喷发模式，认为这些模式的建立对于正确预测火成岩的分布具有重要意义；最后对火成岩的成因机制进行了解析与探讨，发现区内火山活动与板块构造运动相互影响、火山的时空展布与断裂也具有一定的配置关系，认为裂隙式喷发可能会形成优势的油气运移通道，中心式喷发则有利于形成良好的储集空间。基于此，我们将更容易找到区内有效的火成岩储层，对油气勘探具有重要的指示作用。
含油气盆地微观裂缝脉体期次、成因与流体演化研究进展及展望
陈少伟, 刘建章
2021, 40(4): 81-92. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0426
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摘要:
沉积岩石中断裂与裂缝是含油气盆地流体活动的重要通道，断裂与裂缝中充填的不同期次、不同类型的矿物脉体是烃-水-岩相互作用的产物，记录了断裂、裂缝形成过程中不同期次流体性质、组分、来源以及温压场、氧化还原环境等信息，为研究沉积盆地断裂发育、流体动力场特征、物理化学环境及封闭与保存条件等地层古流体活动、动态演化过程提供了重要线索。系统总结了含油气盆地微观裂缝脉体流体活动示踪、演化的基本方法及其地质应用现状，认为目前主要集中在三个方面：①通过对裂缝脉体充填的成岩矿物岩石学观察，分析成岩矿物类型、结构及形成的相对次序；②通过对脉体成岩矿物的同位素、微量-稀土元素、流体包裹体等地球化学测试，示踪成脉古流体性质、来源、温压-氧化还原环境等；③通过对脉体成岩矿物放射性同位素(如U-Pb、Re-Os等)的测试，精确确定脉体形成时间，结合区域构造演化探讨脉体形成过程、流体动力场环境及其动态演化过程。最后分析了现有研究方法存在的问题，探讨今后的发展趋势及地质应用前景，以期为含油气盆地古流体演化及其与油气运移、聚集与保存等油气成藏机理的研究提供参考。
基于微观孔隙结构的低渗透砂岩储层分类评价
汪新光, 张冲, 张辉, 杨朝强, 彭小东, 赵楠, 王磊
2021, 40(4): 93-103. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0429
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摘要:
针对已有的低渗透储层分类评价方法难以满足北部湾盆地流沙港组低渗透油藏精细评价与油藏开发需求的问题，通过恒速压汞、高压压汞、核磁共振等实验手段开展低渗透储层微观孔隙结构与渗流特征分析，优选储层品质指数、孔隙结构分形维数、主流喉道半径、平均孔喉道半径、可动流体百分数、启动压力梯度变化率共6个参数，基于灰色关联权重分析法建立北部湾盆地低渗透储层综合分类评价标准，进而开展低渗透储量分类评价，为北部湾低渗透储量开发潜力和攻关方向提供依据，分析结果表明：Ⅰ类与Ⅱa类为相对优质的低渗透储量，目前已投入规模开发；Ⅱb类与Ⅲ类为较难动用储量，需采取合理的开发策略与开发模式进行试验性开发；Ⅳ类储量在现有条件下难以有效开发。
渤海海域东部不同富油凹陷烃源岩生烃特征差异及意义
于彪, 刘建良, 杨贵丽, 刘可禹, 刘晓林
2021, 40(4): 104-114, 130. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0407
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摘要:
渤海海域东部发育多个富油凹陷，具有较大的生烃潜力，由于各凹陷形成和发育过程不同，导致不同凹陷、不同层段烃源岩热演化和生、排烃特征具有明显差异。通过对渤海海域东部3个富油凹陷多套烃源岩进行埋藏史、热史和生、排烃史研究，厘定了渤中凹陷、渤东凹陷和庙西凹陷烃源岩生、排烃时间以及演化特征。结果表明：①渤海海域东部地区不同构造单元烃源岩热演化程度具有"西高东低"的趋势，渤中凹陷最早生烃时间为31.5 Ma，渤东凹陷和庙西凹陷最早生烃时间分别为28.2，11.2 Ma，渤中凹陷最早排烃时间为27.8 Ma，而渤东凹陷和庙西凹陷最早排烃时间分别为20.9，6.7 Ma；②渤中凹陷烃源岩热演化程度较高，现今主要为储层提供天然气，为环渤中凹陷地区形成天然气藏和凝析气藏提供了气源；渤东凹陷、庙西凹陷热演化程度依次降低，为储层提供大量油源，盆地边缘地区主要以油藏为主。
铼金属矿床类型、元素赋存形式和富集机制
周成胶, 张刚阳, 张丁川
2021, 40(4): 115-130. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0431
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摘要:
铼是一种战略性的稀散金属矿产，很少形成独立的矿床，多数以伴生元素的形式产出于斑岩型岩浆热液系统。研究表明，富铼矿床主要分布于活动大洋或大陆板块边缘，成因上主要与板块俯冲或碰撞作用紧密联系。富铼矿床成矿时代较新，主要为喜马拉雅期和燕山期。已报道的铼独立矿物约11种，主要包括自然铼、硫铼矿、铜铼矿、钌铼矿、氧化铼等，其中以硫铼矿为主。大多数的铼主要以类质同像的形式赋存于辉钼矿中，其次为黄铜矿、黄铁矿、黑钨矿等。富铼辉钼矿通常形成于中低温热液体系，辉钼矿中铼常显示不均匀性和多阶段性富集特征，最普遍的置换机制为Re4+↔Mo4+。自然界中，由于铼独特的化学行为，铼可以以气相、络合物或离子的形式迁移。在不同的物理化学（如温度、pH、氧逸度、硫逸度等）条件下，相对低温、低pH、还原环境更有利于铼的富集沉淀。为了进一步完善铼金属成矿理论，需着重加强铼的成矿物质来源、赋存状态以及铼富集机制的研究。
松辽盆地钱家店铀矿含铀岩系层序地层结构对铀成矿的约束
曹民强
2021, 40(4): 131-142. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0408
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摘要:
弄清楚砂岩型铀矿含铀岩系地层结构及其对铀成矿的制约作用，是准确认识铀成矿规律和成矿作用的基础。综合地震、测井、岩心及分析测试资料，对松辽盆地西南部钱家店铀矿床含铀岩系——姚家组层序地层结构进行了研究，在此基础上，探讨了地层结构与铀成矿的关系。研究发现，钱家店地区姚家组为一个完整的三级层序，姚家组底界面为区域不整合界面，底部主要发育泥砾岩、含泥砾砂岩等，姚家组顶界为平行不整合，顶部发育一套紫红色夹灰色泥岩，在姚家组内部识别出了初始湖泛面和最大湖泛面，将其划分为低位体系域、湖泊扩展体系域和高位体系域。低位体系域分布范围较小，厚度平均约40 m，呈北东狭长型分布；湖泊扩展体系域和高位体系域地层连续超覆，分布范围向西南扩展至八仙筒-开鲁一带，总体仍为北东走向，地层平均厚度在研究区分别约为85 m和75 m。层序地层结构对研究区姚家组铀成矿具有约束作用，垂向上，由下至上不同小层序组铀矿化逐渐减弱；平面上，不同体系域铀矿化分布特征不同，低位体系域铀矿化主要发育在钱Ⅳ块-钱Ⅴ一带，呈北东走向条带状分布，矿体呈似板状、透镜状；湖泊扩展体系域铀矿化在钱Ⅱ-钱Ⅳ-钱Ⅴ一带呈不规则弧形分布，矿体呈"似卷状"，为典型的层间氧化带型铀矿化；高位体系域铀矿化主要发育在钱Ⅲ块以及南部零星分布，推测向南具有进一步找矿空间。研究结果可为研究区找矿提供依据，并为铀成矿模式及成矿过程研究提供基础。
工程地质与地质灾害
“5·12”汶川地震前后四川省主要地质灾害时空发育规律
文广超, 苏林雪, 谢洪波, 陈红旗, 徐招峰
2021, 40(4): 143-152. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0430
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摘要:
区域地质灾害时空发育规律是内外地质营力共同作用的结果，大区域范围内外地质营力相对稳定，因此，地震的震源、震级、发生时间是影响大区域地质灾害时空发育规律的主要因素。为研究"5·12"汶川地震对四川省地质灾害时空发育的影响，以1998-2018年滑坡、崩塌、泥石流、地震、降雨等数据为基础，采用数理统计与空间分析方法对比分析了汶川地震前后四川省主要地质灾害时空特征，结果表明：①四川省主要地质灾害的活跃性呈周期变化，正常情况下呈现3 a左右的小周期，"5·12"地震后地质灾害逐年增强，4 a达到峰值，之后逐年减弱，8 a后其影响不明显；②主要地质灾害发生的相对强度地震后变化不大，但较震前在各类型分区所表现的地质灾害活力与强度不对应，地貌分区中地灾数量最多的为四川盆地，而地灾活力最强的为川西北高原；岩性分区上震后地灾易发性与震前相比较第四系高于坚硬岩区；构造分区上地质灾害具有明显的分区特征，地震前后扬子准地台发生的地灾强度均远远大于松潘-甘孜地槽褶皱系，但地灾活力明显弱于松潘-甘孜地槽褶皱系，基本构造单元也有类似的特点。
库水位升降与降雨作用下大型滑坡体渗流稳定性分析
唐军峰, 唐雪梅, 肖鹏, 王航, 李佳武
2021, 40(4): 153-161. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0409
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摘要:
库岸滑坡体分布广泛，在库水位升降和降雨条件下极易失稳。三板溪水电站东岭信滑坡堆积体总方量2 000×104 m3，最大厚度150 m，2006年水电站蓄水后滑坡体开始出现大变形，每年雨季加剧。首先经野外地质勘察和十余年监测数据整理，探明了地质条件和变形规律；其次使用SEEP/W模块对不同库水位升降速率、2019年库水位结合实测降雨条件下的饱和-非饱和流进行模拟，并采用SLOPE/W分别计算不同时刻的稳定系数。分析认为东岭信为超深层滑坡，其变形过程深受库水位升降和降雨影响；滑坡体具有明显的滞水特征，渗流过程复杂；在库水位上升过程中稳定系数不断下降，而在库水位消落过程中稳定性逐渐增强；在库水位上升和强降雨量共同作用下稳定性下降很快，汛后10 d左右达到最低值，此时的稳定性最差。本研究可用于指导库水位升降和降雨条件下大型滑坡体稳定性评价。
基于多源数据的谭家湾滑坡变形机制及稳定性评价
仝德富, 谭飞, 苏爱军, 宋洪斌, 鲁志春, 于锦
2021, 40(4): 162-170. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0432
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摘要:
针对2016年5月发生于秭归县西北部的谭家湾滑坡，结合卫星遥感影像、现场勘查资料以及历史资料等多源数据，初步明确了滑坡的影响区域、特征及发生时序；综合采用钻探、槽探、物探等手段，开展室内外相关实验，明确了滑坡区的地层特性以及岩土体物理力学性质指标，通过分析该区裂缝位移及GPS数据，对该边坡的变形机制进行了探讨，并对该区稳定性进行了评价。结果表明：①谭家湾滑坡属于不规则"圈椅形"中型松散层的水库下降型滑坡，滑坡区的地表形态、地质构造及岩性等因素决定了滑坡的形成和发育，库水位和降雨的共同作用激励了滑坡的变形；②滑坡根据时序共分为3级滑体，总体呈现多次、多层、相互影响的演化特点，第三级滑体具有牵引式特征；③滑坡体内地下水位随库水位下降而下降，但下降速率缓于库水位，随之坡体内水力梯度和渗透力显著变大，此时碰到强降雨，将会导致坡体地下水赋存，岩土体软化，加剧滑坡变形，须施加必要的防护措施。④稳定性分析表明，该滑坡现处于临界稳定状态，一旦发生降雨和库水位变化，局部段可能发生失稳滑动。
基于物理模型试验的多层滑带堆积层滑坡—抗滑桩受力特征
张杰豪, 胡新丽, 徐楚, 牛李飞, 杨登芳
2021, 40(4): 171-178. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0410
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摘要:
研究抗滑桩的受力特征是进行抗滑桩设计工作的关键。我国三峡库区部分堆积层滑坡发育多层滑带，而目前抗滑桩的设计方法仅针对单层滑坡，因此，对多层滑带堆积层滑坡—抗滑桩受力特征的研究具有重要意义。基于三峡库区堆积层滑坡工程地质特征，开展了多层滑带堆积层滑坡物理试验模型，在滑坡的后缘施加推力来模拟滑坡演化过程，同时监测滑坡—抗滑桩体系的多场信息。试验结果表明，在多层滑带堆积层滑坡的演化过程中，桩身受力表现出了很好的规律性。根据坡表位移的变化趋势，将滑坡演化分为4个阶段，在此基础上对桩身受力进行分析。滑坡推力分布图式中出现了4个极大值，土体抗力分布图式中出现唯一最大值，该试验结果为抗滑桩的设计提供了一定的理论支持。
基于改进阻力系数法的悬挂式帷幕基坑渗流计算
彭祎, 成建梅, 马郧, 陈凝旖
2021, 40(4): 179-186. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0411
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摘要:
帷幕结合基坑内降水的方案是深基坑工程中地下水控制的主要趋势，由于基坑渗流场的复杂性和尺度效应，业内尚无成熟且精确的解析计算方法。在分析悬挂式帷幕基坑与闸坝渗流场特点异同的基础上，对闸坝改进阻力系数法进行修正，提出了承压水条件下悬挂式帷幕基坑渗流段的分段方式，推导了新的考虑基坑特殊段"水平汇流段"的等效阻力系数计算公式，并将之拓展至含水层各向异性条件下，实现了悬挂式帷幕基坑涌水量和坑外水位降深的定量计算；最后，结合典型基坑案例，通过数值模拟验证了该方法的精确性。研究表明：经过合理分段、等效和修正处理后，改进阻力系数法在悬挂式帷幕基坑承压水渗流计算中，与数值法计算结果的相对误差能控制在5%以内，精度较高，且具有分段灵活、计算简单的优点，能适用于不同场地条件下基坑降水设计的计算。
基于滑坡灾害预警分级的应急处置措施
覃瀚萱, 桂蕾, 余玉婷, 李登华
2021, 40(4): 187-195. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0412
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摘要:
滑坡灾害应急处置能力是地质灾害减灾防灾的重要方面。目前，基于滑坡灾害预测和预警分级成果，系统性的应急措施分类研究还鲜有展开，因此，以三峡库区白水河滑坡为例，运用时间序列加法模型将滑坡累计位移分解为趋势项位移与周期项位移，并分别应用多项式拟合及自回归（AR）模型对2个分量进行预测，在此结果上采用聚类分析方法将滑坡变形分为匀速变形与加速变形阶段，综合判断滑坡灾害预警等级，开展了针对滑坡预警分级的应急措施研究。结果表明：白水河滑坡预警等级主要为蓝色和黄色2种类型，对处于不同的预警等级下的滑坡，可根据滑坡变形特征快速决策，基于滑坡灾害预测和预警分级结果能更有效地指导滑坡应急处置。
非均一性斜坡落石运动轨迹
陈泰江, 章广成, 向欣
2021, 40(4): 196-203, 213. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0413
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摘要:
现有的落石运动轨迹研究均将斜坡视为半无限均匀的坡面，而实际的工况下，坡面由不均一材料组成。根据落石不同的运动模式，将坡面简化为多层岩土体材料的结构形式，在滚动阶段，基于Hertz接触理论得到落石在不同坡面条件下运动特征，并给出坡面分层条件下落石切向摩擦系数的计算公式，在碰撞阶段，基于能量守恒定理，采用准静态接触力学理论得到法向恢复系数公式，理论推导得到任意层厚岩土体材料坡面条件下落石法向和切向恢复系数的解析解，然后求解得到碰撞后落石运动参数，并根据碰撞后落石的速度及回弹量关系，给出碰撞后落石运动模式转换的判别条件，最后结合运动学定理，得到3种运动模式任意分层坡面条件落石的运动轨迹，将理论公式应用于某山区落石运动轨迹预测，验证了理论公式的适用性和有效性。
基于粗糙集理论与响应面法的老黏土膨胀敏感性分析方法
杜毅, 李凌, 晏鄂川, 李立锋, 周游, 王健, 陈胡昕
2021, 40(4): 204-213. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0414
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摘要:
评价老黏土膨胀性等级时出现的误差主要源于多因素在参数统计上的不确定性，对此提出老黏土膨胀敏感性分析方法。结合粗糙集理论分析各因素的敏感性并确立主导因素，进而构建老黏土膨胀性等级的多因素定量评价模型，随后通过响应面法，分析主导因素间参数不确定性的交互作用对评价结果的影响。襄阳城区老黏土研究表明，自由膨胀率和体缩率为影响评价结果的主导与次主导因素，二者参数变化产生的交互作用对膨胀性评价等级影响较显著。当体缩率统计值较大时，随着自由膨胀率的上升，膨胀性评价等级变幅较大，偏大的自由膨胀率将高估老黏土的膨胀性，致使评价过于保守，偏小的自由膨胀率则会对其低估，导致结果较不可信；而当体缩率统计值较小时，评价等级随自由膨胀率的上升变化不大，因此评价结果较为准确。所得结论可为老黏土膨胀性评价与分类工作提供参考。
环境地质与水文地质
面向绿色基础设施体系优化的矿业废弃地再生研究: 以大冶为例
廖启鹏, 许红梅, 刘欣冉
2021, 40(4): 214-223. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0415
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摘要:
完善的绿色基础设施体系在重构矿业城市生态系统，提升矿业城市人居环境品质上作用关键。一方面，经过生态修复后的矿业废弃地是矿业城市绿色基础设施的重要增量，另一方面，以绿色基础设施体系优化为导向的治理是破解当前矿业废弃地治理低效的有效途径。湖北省大冶市是一座典型的资源枯竭型城市，在运用形态学空间格局分析（MSPA）方法评价大冶市绿色基础设施的基础上，结合矿业废弃地空间分布，评价其生态潜力，进而提出生态型、生活型和生产型3种矿业废弃地再生的改造方式。研究结果表明：①大冶市生态基底良好，但是景观破碎化严重，连通性弱；②大部分矿业废弃地生态潜力较高，60%的矿业废弃地可以转化为绿色基础设施；③30%的矿业废弃地适合生态型改造、52%的适合生活型改造、18%的适合生产型改造。
新技术新方法
利用GS-LightGBM机器学习模型识别致密砂岩地层岩性
谷宇峰, 张道勇, 鲍志东, 郭海晓, 周立明, 任继红
2021, 40(4): 224-234. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0416
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摘要:
以交会图为代表的传统岩性识别图版无法适用于致密砂岩地层，其主要原因是大部分地层岩性的测井响应特征相似度高，难以基于图版分析被有效识别。LightGBM较传统模式识别模型能更高效地解决问题，为此采用该模型识别致密砂岩地层岩性。由于LightGBM在建模时利用了较多的超参数，导致预测结果难以保证为最优，所以采用GS算法进行优化，进而提出GS-LightGBM。实验目的层为姬塬油田西部长4+5段致密砂岩地层。提出模型的预测能力通过设计两个实验来验证。为突出验证效果，实验中加入SVM和XGBoost作为对比模型。实验结果显示，GS-XGBoost和GS-LightGBM的准确率、F1-score和AUC指标相接近，都最高，但GS-LightGBM的计算时间只有GS-XGBoost的约1/23。实验结果表明，GS-LightGBM模型可在不失精度的情况下，能快速给出预测结果，具备了在致密砂岩地层岩性识别研究上的应用价值和推广性。
深度学习油气藏地质建模研究进展
刘彦锋, 张文彪, 段太忠, 廉培庆, 李蒙, 赵华伟
2021, 40(4): 235-241. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0417
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摘要:
随着大数据和以深度学习为基础的人工智能技术的快速发展，油气藏地质建模逐步从传统的两点地质统计建模、基于目标建模、多点地质统计建模和基于沉积过程建模进入智能地质建模阶段。以深度学习为基础的智能地质建模主要采用对抗生成网络建立三维地质模型，目前这些研究集中在网络结构和算法的完善，特别是对地震和测井等各类数据的条件化，少量研究侧重于样本数据的获取。目前研究中采用的训练样本大多是基于目标或基于沉积过程方法模拟得到的合成数据，为了真正将该技术应用实际地下油气藏，需要更加关注真实样本数据的获取。仅靠深度神经网络这种统计学习方法实现技术突破的难度较大，研发通用的人工智能地质建模器是未来的主要发展方向，其中统计学习与符号学习相结合可能是实现该技术的必经道路。
测井数据小波变换在川中寒武系洗象池群层序地层划分中的应用
曹庆超, 白壮壮, 李浩武, 张宁宁
2021, 40(4): 242-251. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0418
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摘要:
川中地区寒武系洗象池群由于缺乏生物化石，岩性、电性变化小，利用传统的岩心和测井等资料很难精确地划分层序。自然伽马能谱测井Th、U、K曲线的突变点能指示层序界面和最大海泛面，其Th/U和Th/K曲线不仅能够反映沉积时的氧化还原环境，还可以反映沉积水体的变化，将沉积旋回记录下来。再通过小波变换技术进行多尺度分解，得到不同级数的小波曲线。以GT2井为主要研究对象，对Th/U曲线进行多波基分解，对比发现Dmeyer小波为最优选。结合碳同位素正漂移事件，对小波变换后得到的小波曲线Th/U-d8分析，总结出2种层序划分地质模型，并将洗象池群划分为4个三级层序、8个体系域，每个三级层序由海侵体系域和高位体系域构成。同时选取了分辨率更高的小波曲线Th/U-d7和Th/U-d6曲线对四级和五级层序进行精细划分，共划分11个四级层序和25个五级层序，分别以三级层序和四级层序刻画了沉积期的相对海平面变化。该研究有助于对川中洗象池群进行精细的层序划分，推进其沉积演化与储层发育特征研究。
基于全岩心CT的遗迹化石定量表征新方法: 以加拿大麦凯Ⅲ油砂区块为例
陈浩, 黄继新, 聂志泉, 周久宁, 史晓星
2021, 40(4): 252-259. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0419
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摘要:
根据高分辨率岩心照片、全岩心CT扫描和测井资料，以加拿大麦凯Ⅲ油砂区块下白垩统McMurray组为研究对象，开展了遗迹化石属种识别、定量表征及其空间分布特征研究。在划分目的层岩相类型的基础上，综合生物扰动指数（BI）、遗迹尺寸多样性指数（SDI）和围岩平均粒径，提出了生物扰动综合指数（BCI），并采用序贯高斯随机模拟建立了目的层BCI三维地质模型。结果表明：目的层发育9种碎屑岩岩相和9属遗迹化石。岩相以富含油块状中粒砂岩相、富生物扰动细粒砂岩相和富生物扰动泥质粉砂岩相为主，遗迹化石以Skoliths、Palaeophycus和Planolites为主。根据BCI模型，可将全区划分为Ⅰ类弱生物扰动（BCI < 1.5），Ⅱ类中等生物扰动（1.5<BCI < 3）和Ⅲ类强生物扰动（BCI>3）区域。本研究为定量表征遗迹化石的发育特征和空间分布提供了新的思路与方法。

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