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深部水文地质学裂隙渗流研究挑战与进展
1
作者 董艳辉 王礼恒 +4 位作者 张倩 周志超 文冬光 李守定 万力 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期296-312,共17页
深部水文地质学是地球科学领域近年来快速发展的前沿方向,主要聚焦于地下数百米至数千米深度范围内的基岩裂隙含水系统。随着我国深部资源能源开发、环境保护与空间利用需求的不断增加,对深部地下水系统的认知程度与调控能力已成为支撑... 深部水文地质学是地球科学领域近年来快速发展的前沿方向,主要聚焦于地下数百米至数千米深度范围内的基岩裂隙含水系统。随着我国深部资源能源开发、环境保护与空间利用需求的不断增加,对深部地下水系统的认知程度与调控能力已成为支撑国家战略的关键科技问题。本文系统综述了深部水文地质学的研究进展,重点阐述了深部裂隙介质渗流的关键科学问题、研究方法与工程实践。首先,提出了深部水文地质学核心科学问题:深部地下水的来源与年龄、深浅层水循环相互作用机制、高度非均质含水系统表征、深部流体与工程相互作用以及深部生物圈影响。其次,系统梳理了深部裂隙介质渗流研究的关键方法与技术,包括实验室尺度的高精度观测与测试技术、现场实验与长期监测手段、多尺度数值模拟与多场耦合建模技术,以及多学科集成与人工智能研究范式。第三,聚焦典型工程背景,深入探讨了四类深部水文地质问题的研究进展:(1)深部低渗岩体裂隙渗流,以高放废物地质处置为例,分析了北山预选区深部地下水系统特征与水文循环模式;(2)深部低渗岩体裂隙溶质运移,以页岩气水力压裂为例,探讨了深部流体向上迁移的水文地质控制机制;(3)深部流体反应溶质运移,以深层碳酸盐岩储集空间为例,揭示了深部热液流体对储层改造的主控作用;(4)深部裂隙热流耦合,以增强型地热系统开发为例,分析了多场耦合作用下储层裂隙演化与热开采持续性的主控机制。最后,展望了深部水文地质学六大未来研究方向,包括深部观测技术系统建设、高精度裂隙渗流建模、多场耦合模拟能力提升、地球物理成像与水文融合、高分辨率水化学分析以及人工智能与大数据集成。本文对深部水文地质学理论、方法与应用的全面总结,旨在为高放废物地质处置、页岩气开发、二氧化碳地质封存、增强型地热系统以及深层至超深层油气资源开发等深部地质工程提供理论指导与技术支撑,为深部地下水资源的可持续管理与环境安全评价提供科学基础。 展开更多
关键词 深部地质工程 深部水文地质学 裂隙渗流 多场耦合 数值模拟
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深部固体资源流态化开采原位多场多相岩体力学理论研究前沿
2
作者 周宏伟 张茹 +6 位作者 薛东杰 李存宝 高富强 巨峰 范建国 陈磊 谢和平 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期352-369,共18页
随着地球浅部能源资源逐步开采殆尽,提升人类对深部固体资源获取能力是全球科学前沿和技术发展的必然趋势,也是确保我国长久能源安全的战略选择。煤炭禀赋固体资源与能源属性,深部煤炭资源流态化开采是突破固体矿产资源开采深度极限的... 随着地球浅部能源资源逐步开采殆尽,提升人类对深部固体资源获取能力是全球科学前沿和技术发展的必然趋势,也是确保我国长久能源安全的战略选择。煤炭禀赋固体资源与能源属性,深部煤炭资源流态化开采是突破固体矿产资源开采深度极限的颠覆性技术,其关键是要构建能考虑深部煤炭资源流态化开采原位赋存环境影响的深部工程科学全新理论与技术。现有岩石力学理论与方法难以考虑深部原位环境的影响(现有强度准则、本构方程等与深度无关、与深部原位环境无关),无法有效指导流态化技术研发和灾害防控,亟需发展考虑深部固体资源流态化开采原位多场多相环境影响的原位岩体力学新理论、新方法。建立深部原位多场多相岩体力学理论是实现深部固体资源流态化开采的基础,针对考虑深部煤炭资源原位流态化开采赋存环境影响的岩体力学理论新体系,凝练了四大关键科学问题:(1)深部固体资源流态化开采不同深度赋存环境本真参数与岩体物理力学行为差异性规律;(2)考虑深部固体资源流态化开采多场多相赋存环境影响的原位岩体力学理论;(3)深部固体资源流态化开采围岩稳定与岩层控制机制及动力灾害孕灾机理;(4)深部固体流态化开采负碳充填体的拓扑结构与构建。并相辅相成地提出五大关键技术问题:(1)深部固体资源流态化开采不同深度原位多场多相赋存环境本真信息获取技术;(2)深部固体资源流态化开采环境重构下岩体形变多参量同步测试技术;(3)深部固体资源流态化开采围岩多场耦合破坏智能数值仿真技术;(4)深部固体资源流态化开采负碳充填材料改性及性能调控技术;(5)深部固体资源流态化开采负碳高效充填技术。最后,结合科学问题和技术问题细分出七大重点研究内容:(1)深部固体资源流态化开采不同深度岩体力学行为原位测试原理与技术;(2)深部固体资源流态化开采环境重构下多场多相岩体形变规律同步测试方法与技术;(3)深部固体资源流态化开采下原位岩体力学理论与灾变预测方法;(4)深部固体资源流态化开采下围岩稳定技术与安全评价方法;(5)深部固体资源流态化开采巷道前方灾害源随掘声波精细探测技术;(6)深部固体流态化开采下负碳充填及其岩层控制技术;(7)深部开采动力灾害防控方法及工程示范。基于以上内容构建深部固体资源流态化开采原位多场多相岩体力学理论,为未来深部固体资源流态化开采提供理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 深部开采 多场多相 深部原位岩体力学 流态化 围岩稳定 负碳充填
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山西地区深部煤层气储集空间特征及其对吸附解吸的影响
3
作者 蔡潇 夏威 +3 位作者 李小越 刘玉霞 龚月 高和群 《油气藏评价与开发》 北大核心 2026年第2期329-343,共15页
山西延川南区块和晋中区块在深部煤层气领域勘探开发潜力较大,但目前针对煤岩储集空间特征及孔隙-裂隙发育主控因素的研究仍有不足,尤其是对深部煤岩孔隙-裂隙系统与含气性耦合机制的认识不清晰,制约了该区深部煤层气的高效开发与效益... 山西延川南区块和晋中区块在深部煤层气领域勘探开发潜力较大,但目前针对煤岩储集空间特征及孔隙-裂隙发育主控因素的研究仍有不足,尤其是对深部煤岩孔隙-裂隙系统与含气性耦合机制的认识不清晰,制约了该区深部煤层气的高效开发与效益提升。基于区块重点探井的煤岩样品,运用光学显微拼图、场发射电镜及高压压汞-低温N_(2)/CO_(2)吸附联测技术,系统表征了深部煤储层孔隙-裂隙空间类型与全孔径分布特征;结合煤岩组分、煤体结构及含气性测试数据,揭示了煤岩孔隙-裂隙发育主控因素及其对含气性的影响。研究结果表明:①延川南区块山西组2号煤和晋中区块太原组15号煤的储集空间主要分为孔隙和裂隙两大类。孔隙包括胞腔孔、气孔、粒间孔、黏土矿物晶间孔、黄铁矿晶间孔和溶蚀孔;裂隙包括割理缝、层理缝和构造缝。延川南区块2号煤层以气孔和胞腔孔为主,其次为粒间孔,少量割理缝、构造缝和黄铁矿晶间孔;晋中区块15号煤层则以割理缝和构造缝为主,其次为胞腔孔、气孔和粒间孔,少量层理缝和黏土矿物晶间孔;②延川南与晋中区块煤岩储集空间特征差异主要由煤岩组成、煤体结构和构造运动决定。孔隙类型受煤岩组成影响:基质镜质体多发育气孔和粒间孔,丝质体、半丝质体及粗粒体多发育胞腔孔,黏土矿物多发育晶间孔隙-裂隙。裂隙系统受煤体结构和构造运动控制:割理缝受煤岩的成岩作用及上覆地层的静岩压力影响,与煤岩的热演化程度和埋深有关;层理缝与沉积环境相关;外生裂隙由构造应力或破裂作用形成;③煤岩孔隙-裂隙结构显著影响煤层气的吸附解吸特征。基质孔隙的孔径分布决定煤岩比表面积和吸附能力,进而影响吸附特征;裂隙系统的复杂程度决定煤层气的渗流能力,进而影响解吸行为。研究认为,针对延川南区块2号煤这类以基质孔隙为主、吸附气稳定解吸的储层,建议采用“增大压裂规模、提高造缝效果、快排降压生产”的开发方案;针对晋中区块15号煤这类裂隙发育且孔隙-裂隙网络复杂的煤层气储层,建议采用“提高波及范围、大砂量远支撑、控压生产”的开发方案。 展开更多
关键词 延川南区块 晋中区块 深部煤层气 储集空间特征 吸附解吸
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吐哈盆地深部煤储层特征与煤岩气勘探潜力
4
作者 张华 肖冬生 +3 位作者 陈旋 武超 程祎 凯萨尔·吾热依木 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期29-39,共11页
目的针对吐哈盆地深部煤岩气勘探地质认识薄弱问题,以深部煤岩气井K1井为研究对象,系统研究其煤储层特征和勘探潜力,揭示深部煤岩气赋存规律与成藏模式,为规模化勘探开发提供依据。方法通过煤岩分析化验、三维CT扫描、覆压孔渗试验和等... 目的针对吐哈盆地深部煤岩气勘探地质认识薄弱问题,以深部煤岩气井K1井为研究对象,系统研究其煤储层特征和勘探潜力,揭示深部煤岩气赋存规律与成藏模式,为规模化勘探开发提供依据。方法通过煤岩分析化验、三维CT扫描、覆压孔渗试验和等温吸附测试等方法,结合煤岩显微组分、孔隙结构、渗透率等参数,综合分析煤储层物性特征。对比准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地等区域地质条件,结合测井资料与煤层气资源量预测方法,评价吐哈盆地深部煤岩气勘探潜力。结果吐哈盆地深部煤储层以低-中煤阶(K1井:R_(o)=0.64%~0.94%)为主,镜质组含量达80.96%,煤体结构完整但松软,具有“低孔、低渗、孔隙结构复杂”的特征,煤储层孔隙度为2.99%~7.55%、渗透率为0.044×10^(-3)~13.52×10^(-3)μm^(2),孔隙度、渗透率随埋深增加呈下降趋势,具“微孔吸附+宏孔/裂隙游离”双相态储气特征,现场含气量测试显示主力煤层总含气量14.24~18.23 cm^(3)/g,游离气占35%~40%,解吸速率快(吸附时间4.06~5.01 d),表现出“双相共存、游离优先”的赋存优势。成藏模式划分为北部山前带“调整型”气藏与中部洼陷区“自生自储型”气藏。对比准噶尔、鄂尔多斯盆地,吐哈盆地深部煤岩气具有中低煤阶热演化适中、游离气比例高、初期产气效率快等优势。结论吐哈盆地深部煤岩气勘探潜力显著,台北凹陷主煤层(西山窑组)资源量超2.2万亿m^(3),温吉桑构造带和小草湖南斜坡因“高游离气比例、低解吸阻力”成为优势勘探区。 展开更多
关键词 深部煤储层 煤岩气 勘探潜力 赋存特征
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鄂尔多斯盆地中东部深部煤储层孔隙多尺度联合表征及多重分形特征
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作者 范立勇 陈跃 +1 位作者 王怀厂 杜小伟 《现代地质》 北大核心 2026年第1期113-127,共15页
近年来我国深部煤层气勘探开发取得重大突破,展示出广阔的开发前景,但深部煤层气地质条件与浅部存在显著差异,探究深部储层孔隙结构特征对提高深部煤层气开发效率至关重要。以鄂尔多斯盆地中东部本溪组8#煤层为研究对象,联合采用低温CO_... 近年来我国深部煤层气勘探开发取得重大突破,展示出广阔的开发前景,但深部煤层气地质条件与浅部存在显著差异,探究深部储层孔隙结构特征对提高深部煤层气开发效率至关重要。以鄂尔多斯盆地中东部本溪组8#煤层为研究对象,联合采用低温CO_(2)吸附、低温N_(2)吸附、高压压汞等实验手段,结合多重分形理论,对深部煤储层微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)和宏孔(>50 nm)的孔隙特征及非均质性进行定量表征。研究结果表明,深部煤储层孔隙表现为微孔或微孔−宏孔优势型,其中微孔孔径呈双峰型分布,0.3~0.4 nm和0.4~0.8 nm为优势孔径段;介孔孔径呈单峰分布,3~11 nm为优势孔径段;宏孔孔径分布近似单调递减,50~100 nm为优势孔径段;微孔和宏孔相对发育,介孔较少。深部煤样微孔、介孔、宏孔的广义维数谱[D(q)-q]均呈反“S”形态,多重分形奇异谱[f(α)-α]均呈上凸抛物线形态,多重分形特征明显。其中,相比于介孔,微孔的Δα(奇异谱宽)较小和H(Hurst指数)较大,宏孔则反之,表明深部煤储层微孔均质性和连通性较高。本研究为深部储层孔隙结构及非均质性定量化评价提供了理论依据。 展开更多
关键词 全孔径 多重分形 非均质性 深部煤层 本溪组 石炭系 鄂尔多斯盆地
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深部特殊空间探测-评价-利用技术研究进展
6
作者 杨科 袁亮 +8 位作者 王同 易晓峰 张乐乐 刘凯 黄艳利 熊清蓉 贾云中 王同涛 韩家章 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期689-720,共32页
以关闭矿井地下空间、盐穴、孔隙性含水层、深部不可采煤层为代表的深部特殊空间安全高效开发是保障国家深部资源能源安全的重要途径和重大战略需求。聚焦深部特殊空间探测-评价-利用中瓶颈背后的科技难题,系统梳理深部特殊空间探测、... 以关闭矿井地下空间、盐穴、孔隙性含水层、深部不可采煤层为代表的深部特殊空间安全高效开发是保障国家深部资源能源安全的重要途径和重大战略需求。聚焦深部特殊空间探测-评价-利用中瓶颈背后的科技难题,系统梳理深部特殊空间探测、评价、利用研究现状,凝练构建深部特殊空间探测-评价-利用亟待突破的关键技术体系。研究结果表明:高精度探测与反演建模是实现深部特殊空间利用的前提;深部空间结构形态与灾害的精准探测与智能判识技术处于从单项突破向系统集成转变的阶段,但复杂环境适应性仍是主要挑战。多场多资源动态识别并科学评价开发潜力,是深地空间开发利用的核心挑战;机器学习与智能算法在深部地下空间评价与利用中正引发技术范式变革。矿山地下空间资源化、能源化、功能化再利用已成为推动资源型城市转型、实现“双碳”目标的关键路径;评价模型、适配体系、技术体系缺失,再利用案例较少是标准制定的最大障碍。深部煤层CO_(2)地质封存、盐穴储氢、沉渣扩容与压缩空气储能、含水层储气、废弃巷硐物理储能是现阶段深部特殊空间的主要利用方式,但缺乏系统性、权威性的国家标准/行业标准,示范工程建设处于起步阶段。突破“精准探测与封存空间精细表征”“多资源多物理场动态智能识别评估”“矿山地下空间再利用全场景智能监测与安全保障”“深部煤层CO_(2)存储全生命周期安全监测与检测”“多场扰动下深部地下空间物理储能动态密封性评价”五大技术体系,可为国家深地战略实施提供科技支撑。 展开更多
关键词 深部特殊空间 高精度探测与建模 动态精准耦合评价 矿山地下空间再利用 大规模储能
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玲珑矿区深部岩爆倾向性评价及风险预测
7
作者 刘涛 陈连韫 +3 位作者 李康 刘远帆 汪杰 付建新 《有色金属(矿山部分)》 2026年第1期92-100,共9页
岩爆是地下工程开挖中岩体在高应力作用下发生的一种动力失稳地质现象。是矿山生产中最易发生的重大灾害之一,一旦发生往往会造成重大的人员伤亡和巨大的经济损失。对深部岩体进行岩爆倾向性评价并对岩爆进行风险预测有助于防范岩爆造... 岩爆是地下工程开挖中岩体在高应力作用下发生的一种动力失稳地质现象。是矿山生产中最易发生的重大灾害之一,一旦发生往往会造成重大的人员伤亡和巨大的经济损失。对深部岩体进行岩爆倾向性评价并对岩爆进行风险预测有助于防范岩爆造成的危害,为工程设计和矿山开采提供依据。为探究深部矿山岩爆倾向性特征,以玲珑金矿为研究背景,采用空心包体应力解除法测量深部3个水平的三维应力状态。以岩石强度脆性系数法、冲击能系数判据、线弹性能判据、Russenses判据、Turchaninov判据对深部巷道的岩爆倾向性进行多重判据分析。得到的结果表明:各判据的结果均表明,随着深度的增加,岩爆的等级越来越高;基于强度脆性系数判据和线弹性能判据较为准确的预测岩爆发生等级,矿山在埋深1000 m后开始出现比较明显的岩爆风险,可以对现场工程实践提供一定理论参考。 展开更多
关键词 深部开采 深部地应力 多重判据 岩爆 岩爆倾向性
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沁水盆地晋中地区深部煤层气二维地震采集试验及效果
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作者 薛野 赵苏城 +4 位作者 何培 孟庆利 杨小龙 蓝加达 李东阳 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第5期1845-1853,共9页
晋中地区深部煤层气勘探面临着表层结构复杂、地震资料信噪比低、薄煤层高分辨率需求等难题。为优选适用于该区最佳采集参数、提升深部煤层反射波组成像精度、支撑煤层气“甜点”预测与开发部署,以石炭系太原组煤层反射波组为目标,系统... 晋中地区深部煤层气勘探面临着表层结构复杂、地震资料信噪比低、薄煤层高分辨率需求等难题。为优选适用于该区最佳采集参数、提升深部煤层反射波组成像精度、支撑煤层气“甜点”预测与开发部署,以石炭系太原组煤层反射波组为目标,系统开展了针对基岩区、厚层干黄土区、含水黄土区、红土区4种表层结构类型的地震激发药量、深度及组合方式对比试验,模拟检波器组合图形接收对比试验,以及小道距单线、大道距宽线2种二维观测系统地震采集对比试验。结果表明,5~6 kg炸药药量、基岩区高速层顶面下5~7 m单井激发、含水黄土区及红土区降速层顶面下7~9 m单井激发、厚层干黄土区降速层顶面下9 m三井组合激发,模拟检波器“2条平行线”形小基距组合接收,道距20 m、排列长度≤4 000 m、覆盖次数≥240次、宽线二维观测系统是改善深部煤层反射波组地震成像的有效方法。新采集剖面品质明显优于前期采集地震剖面,太原组含煤地层反射波组能量强、主频提升至39 Hz(原26 Hz)。该技术对类似复杂区深部煤层气勘探具有推广价值。 展开更多
关键词 晋中地区 深部煤层气 地震采集 激发接收参数 观测系统
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大牛地气田石炭系太原组深部煤储层孔隙结构非均质性及其控气作用
9
作者 李晓慧 郝廷 +2 位作者 杨帅杰 杨曙光 马涛 《现代地质》 北大核心 2026年第1期193-206,共14页
我国深部煤层气资源潜力巨大,但高温压条件下煤储层孔隙结构复杂、非均质性强的特点严重制约其高效开发。大牛地气田太原组8#煤储层是典型的深部煤层,厘清其孔隙结构特征及控气作用对深部煤层气开发具有重要意义。本文基于高压压汞、低... 我国深部煤层气资源潜力巨大,但高温压条件下煤储层孔隙结构复杂、非均质性强的特点严重制约其高效开发。大牛地气田太原组8#煤储层是典型的深部煤层,厘清其孔隙结构特征及控气作用对深部煤层气开发具有重要意义。本文基于高压压汞、低温N2吸附、低压CO_(2)吸附、高温高压等温吸附实验,并结合分形理论,系统分析煤储层的全孔径结构、非均质性特征及对甲烷赋存的控制作用。研究结果表明:①8#煤储层孔隙结构呈“L型”分布,<2 nm的超微孔主导孔隙体积和比表面积,孔隙体积占比>70%、比表面积占比>95%;微孔虽体积占比低,但其比表面积贡献显著。②分形维数显示,不同孔径范围非均质性差异显著,>100 nm的大孔和超大孔孔隙结构最复杂;镜质组有利于超微孔和微孔发育与复杂度提升,而惰质组与灰分普遍削弱孔隙发育。③8#煤储层含气性表现为高吸附气与高游离气共存,游离气占比普遍超过40%,以过饱和气藏为主。超微孔主控煤的吸附能力,微孔复杂度提升增强吸附能力,游离气主要受微孔与超大孔控制,分形复杂度升高时,其储集能力增强。明确孔隙结构差异性及控气机制可为深部煤层气高效开发与储层改造提供理论依据。 展开更多
关键词 深部煤层气 孔隙结构 储层非均质性 含气性 太原组 大牛地气田 鄂尔多斯盆地
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深部不可采煤层CO_(2)可循环利用的CCCUS技术构想
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作者 梁卫国 阎纪伟 +3 位作者 朱帝杰 郭红光 公丽 牛栋 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第1期80-93,共14页
【背景】我国深部不可采煤层资源量大,可封存的CO_(2)量十分可观,但简单地将CO_(2)封存在深部煤层,不仅需投入较高经济成本,也会造成深部煤炭资源的浪费,而利用微生物技术将深部不可采煤层封存的CO_(2)转化为CH_(4),可实现CCUS的反复循... 【背景】我国深部不可采煤层资源量大,可封存的CO_(2)量十分可观,但简单地将CO_(2)封存在深部煤层,不仅需投入较高经济成本,也会造成深部煤炭资源的浪费,而利用微生物技术将深部不可采煤层封存的CO_(2)转化为CH_(4),可实现CCUS的反复循环利用(circular carbon capture utilization and storage,CCCUS),其对资源与环境可持续发展具有十分重要的意义。【方法】深部不可采煤层中CCCUS技术思路是通过实验研究、理论分析与工程模拟等手段,揭示深部不可采煤层CO_(2)高效致裂增渗与驱替置换CH_(4)机理,研究深部不可采煤层复杂缝网建造与高效驱替CH_(4)控制机理,研发高温高压条件下深部煤层中液化秸秆高效制氢方法,提出深部煤层CO_(2)与液化秸秆生物转化CH_(4)技术路线,最终计算CO_(2)循环利用的经济性。【结果和结论】CO_(2)致裂深部煤层能够形成更加复杂的裂缝网络,增加微纳尺度孔裂隙的连通性,使甲烷的驱替效率提升,微生物能够将CO_(2)高效转化成CH_(4),提高了深部煤层中CO_(2)的转化效率。探究了CO_(2)致裂-驱替-生物转化CH_(4)作用下、煤储层孔裂隙结构演化规律,完善了深部不可采煤层CCCUS煤体结构演化与流体运移耦合作用理论,探索CCCUS对围岩稳定性和地质环境的影响规律及控制机制,丰富发展演变多孔介质传输多场耦合作用理论,获得了CO_(2)可循环利用的技术可靠性,定量表征了其经济性指标,为深部不可采煤层CCCUS创新技术实施提供重要理论基础,有力支撑我国能源革命与“双碳”目标实现。 展开更多
关键词 深部 不可采煤层 CO_(2)致裂-驱替-生物转化CH_(4) CCCUS理论 围岩稳定 地质环境
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鄂尔多斯盆地东南缘深部煤储层有利区测井评价
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作者 魏虎 林进 +4 位作者 李涛 周柯宇 王齐心 孟旋馨 赵春翔 《现代地质》 北大核心 2026年第1期154-168,共15页
鄂尔多斯盆地东南缘延安气田深部煤层气资源量丰富,但由于其含气量分布规律不明确、富集区分类评价难等问题限制其勘探开发。充分利用测井资料,结合岩心观察、现场试验等资料,利用随机森林、多元线性回归的方法对研究区本溪组8#煤储层... 鄂尔多斯盆地东南缘延安气田深部煤层气资源量丰富,但由于其含气量分布规律不明确、富集区分类评价难等问题限制其勘探开发。充分利用测井资料,结合岩心观察、现场试验等资料,利用随机森林、多元线性回归的方法对研究区本溪组8#煤储层进行测井解释建模,计算出其煤体结构、渗透率、含气量等因素平面展布特征,采用多层次模糊综合判别法对研究区进行有利区评价。结果表明:(1)研究区本溪组8#煤多发育Ⅰ型原生结构煤,Ⅱ型原生结构煤集中发育在研究区西南部。(2)研究区8#煤含气量高值分布在研究区中西部,整体东部含气量高于西部,均值在22.9 cm^(3)/g。总体上渗透率的分布范围为0.0228~1.4396 mD之间,平均值为0.4039 mD。高渗区主要集中在研究区西北,东南部。(3)Ⅰ类有利区集中在研究区西部,对应含气量高值区,此处多发育有泥岩顶板且埋深较浅,有利于煤层气的储存与开采。本研究实现对研究区深部煤层气的定量认识与精细评价,为后续勘探开发提供有力指导。 展开更多
关键词 深部煤层气 测井评价 有利区评价 随机森林 鄂尔多斯盆地
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深部有色金属与地热资源协同开发关键技术进展与展望
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作者 李夕兵 陈祉颖 +1 位作者 陈江湛 黄麟淇 《金属矿山》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
我国战略性金属矿开采正向深部迈进,深部矿产与地热资源共采是金属矿深部开采的战略方向,但矿热共采在国际上没有可借鉴的先例,开采面临资源赋存特征复杂、采场热害难调控、矿热资源难回收、协同开采难保障等问题。阐述了深部矿井高地... 我国战略性金属矿开采正向深部迈进,深部矿产与地热资源共采是金属矿深部开采的战略方向,但矿热共采在国际上没有可借鉴的先例,开采面临资源赋存特征复杂、采场热害难调控、矿热资源难回收、协同开采难保障等问题。阐述了深部矿井高地温环境和地热资源化利用的难题以及地热与矿产资源的共生特征,论述了深部矿产和矿井地热协同开发的必要性和可行性,提出了地热与矿产资源协同开发的思路。围绕“变害为利”的指导思想,阐述了矿山地热与矿产资源协同开发的内涵。基于水源热泵技术、充填埋管技术、溶浸采矿技术与新型矿热协同共采技术,提出了矿山超前地热开采协同岩层降温技术体系,详细阐述了该模式的关键技术和工艺流程,探讨了深部矿产资源协同地热开采的重难点及所蕴含的关键科学问题。指出了深部金属矿在矿热协同开发理论与方法上所面临的主要挑战,展望了从热害控制到热能利用的矿热协同调控系统模式发展,为深部矿热资源的安全、高效、智能共采提供理论依据与技术保障。面向“十五五”,该领域研究重点为深部多场耦合环境下矿热资源赋存机制精细表征、高温高应力条件下热能提取与采矿工艺的协同调控、矿热共采系统智能决策与高效运行的关键技术集成等核心难题。研究成果有助于推动深部矿热协同开发从概念创新走向工程现实,为我国深部资源与能源的自主保障提供重要支撑。 展开更多
关键词 深部开采 矿山地热资源 矿热共采 多场耦合 绿色低碳开采
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龙门山构造带辛家咀金矿三维原生晕特征及深部找矿预测
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作者 王斌 高永宝 +7 位作者 任涛 寇少磊 杨可 王占彬 刘基 宋伊圩 马振宇 杜宛鸽 《地学前缘》 北大核心 2026年第2期311-330,共20页
金矿是我国重要的战略性矿产之一,随着在浅地表发现新矿床的难度日益增加,深部找矿已成为当前的勘查重点区。传统基于二维尺度的构造叠加晕测量在深部找矿实践中取得了较好成效,但在定量构建原生晕组合、精细刻画深部矿体分布和揭示矿... 金矿是我国重要的战略性矿产之一,随着在浅地表发现新矿床的难度日益增加,深部找矿已成为当前的勘查重点区。传统基于二维尺度的构造叠加晕测量在深部找矿实践中取得了较好成效,但在定量构建原生晕组合、精细刻画深部矿体分布和揭示矿化作用过程方面还存在局限性。随着计算机科学的快速发展,应用数理统计分析方法定量化表征前缘晕、近矿晕和尾晕的元素组合关系,从而建立三维原生晕找矿预测模型成为解决这一科学问题的重要途径。为此,本文选取位于龙门山构造带的辛家咀金矿开展三维原生晕深部找矿预测研究。首先,通过野外地质调查掌握了区域演化背景和矿区地质特征,并利用金品位等值线图发现矿体为北西倾,并向南西方向侧伏,推测流体为自南西向北东、由深至浅的侧向运移方向。根据矿区矿化蚀变特征,系统采集辛家咀金矿Ⅰ号矿体主成矿阶段17件构造叠加晕样品和围岩中626件三维原生晕样品。分别利用基于长度的浓度-长度(C-L)分形模型提取了寒武系和志留系中各元素的异常阈值,使用z-score方法消除元素背景差异。然后,使用层次聚类分析方法将构造叠加晕10种元素划分为3个簇,根据元素组合特征与我国热液金矿床理想原生晕组合对比得到矿区前缘晕、近矿晕和尾晕指示元素分别为As和Sb, Au、Ag和W,Co、Mo、Cu、Zn和Ni;并利用主成分分析方法定量化表征各元素间的线性关系。使用Micromine软件建立矿区三维原生晕深部找矿预测模型,根据深部原生晕找矿指标,并结合地质认识,预测辛家咀金矿I号主矿体在南西深部还有一定延伸,Ⅱ号矿体在深部300 m范围内可能存在盲矿体,Ⅲ号矿体向南西方向的延伸为300~560 m。三维原生晕预测结果与地质和物探结果可相互验证,表明圈定靶区具有较高的可靠性和准确性。 展开更多
关键词 深部找矿预测 三维原生晕 构造叠加晕 辛家咀金矿 龙门山构造带
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脑深部电刺激术在难治性精神疾病中应用进展
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作者 吴静超 梁思泉 《中国现代神经疾病杂志》 北大核心 2026年第1期69-76,共8页
脑深部电刺激术作为一种可逆、可调节的神经调控技术,已从最初用于治疗运动障碍疾病逐步拓展至精神疾病。本文综述其在难治性强迫症、难治性抑郁症、神经性厌食、物质使用障碍及难治性精神分裂症中的应用进展,脑深部电刺激术通过调节异... 脑深部电刺激术作为一种可逆、可调节的神经调控技术,已从最初用于治疗运动障碍疾病逐步拓展至精神疾病。本文综述其在难治性强迫症、难治性抑郁症、神经性厌食、物质使用障碍及难治性精神分裂症中的应用进展,脑深部电刺激术通过调节异常神经回路(如皮质-纹状体-丘脑-皮质回路、奖赏系统等)显著缓解症状,尤其在难治性强迫症中显示出较高的临床反应率和缓解率,然而仍面临刺激靶点选择个体差异大、缺乏生物学标志物、长期安全性及伦理问题等挑战。未来借助闭环反馈、纤维束追踪和精准医疗策略,推动脑深部电刺激术从试验性治疗向临床常规应用的转化。 展开更多
关键词 强迫性人格障碍 抑郁症 难治性 神经性厌食 物质相关性障碍 精神分裂症 深部脑刺激法 综述
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基于遗传算法的电磁波CT技术在深部地基注浆加固效果评价中的应用研究
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作者 黄生根 李梓俊 +1 位作者 张涵 胡波 《岩土工程学报》 北大核心 2026年第2期434-440,共7页
目前国内外针对深部地基注浆加固效果的评价研究还不够深入,特别是缺乏对注浆后固结体形态和分布范围的精准识别研究。注浆后固结体的精准识别的核心是层析反演算法,传统的层析反演算法都依赖于单一初始模型的选择,容易陷入局部最优解,... 目前国内外针对深部地基注浆加固效果的评价研究还不够深入,特别是缺乏对注浆后固结体形态和分布范围的精准识别研究。注浆后固结体的精准识别的核心是层析反演算法,传统的层析反演算法都依赖于单一初始模型的选择,容易陷入局部最优解,无法实现对注浆后固结体的精准识别。建立了一种基于电磁波CT层析反演过程中目标函数模型求解的遗传算法,并通过数值模拟和现场测试进行了验证。结果表明:①MPGA智能算法增强了算法在全局搜索和局部搜索方面的能力;②MPGA智能算法在注浆后固结体的识别效果优于SGA智能算法,在反演计算过程中具有更高的准确性和稳定性;③MPGA智能算法反演效果显著,能精准识别注浆后固结体的形态和分布范围,对注浆后固结体的识别效果明显优于传统算法ART和SIRT。 展开更多
关键词 深部地基 注浆加固 遗传算法 电磁波CT 层析反演
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腔内应用顺铂、重组人血管内皮抑制素联合深部射频热疗治疗恶性胸腹腔积液的临床疗效及对生存质量的影响
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作者 王晓舟 李洪石 赫丽杰 《中国实用医药》 2026年第4期114-116,共3页
目的分析恶性胸腹腔积液腔内应用顺铂+重组人血管内皮抑制素(商品名:恩度)+深部射频热疗治疗的临床效果。方法60例恶性胸腹腔积液患者,随机分为A组(n=15,单纯腔内灌注顺铂,30 mg D_(1))、B组(n=15,腔内灌注顺铂联合恩度,顺铂30 mg D_(1)... 目的分析恶性胸腹腔积液腔内应用顺铂+重组人血管内皮抑制素(商品名:恩度)+深部射频热疗治疗的临床效果。方法60例恶性胸腹腔积液患者,随机分为A组(n=15,单纯腔内灌注顺铂,30 mg D_(1))、B组(n=15,腔内灌注顺铂联合恩度,顺铂30 mg D_(1),恩度胸腔45 mg D_(1)、D_(4)、D_(7)或腹腔60 mg D_(1)、D_(4)、D_(7))、C组(n=15,腔内灌注顺铂联合深部射频热疗,顺铂30 mg D_(1),深部射频热疗2次/周)、D组(n=15,腔内灌注顺铂、恩度联合深部射频热疗,顺铂30 mg D_(1),恩度胸腔45 mg D_(1)、D_(4)、D_(7)或腹腔60 mg D_(1)、D_(4)、D_(7),深部射频热疗2次/周)。对比四组客观缓解率(ORR)、疾病控制率(DCR)、生存质量[生活质量评分(QOL)及Karnofsky功能状态评分(KPS)]。结果B组、C组、D组的ORR和DCR分别为26.67%和60.00%、33.33%和73.33%、66.67%和93.33%,均高于A组的0和20.00%,D组ORR和DCR高于B组(P<0.05);D组ORR和DCR略高于C组,C组ORR和DCR略高于B组,但组间对比无明显差异(P>0.05)。治疗后,B组、C组和D组QOL评分和KPS评分分别为(70.53±4.08)分和(84.37±4.58)分、(71.22±4.29)分和(85.02±4.10)分、(75.27±3.97)分和(90.37±4.24)分,均高于A组的(62.87±3.10)分和(79.02±4.15)分,D组高于B组和C组(P<0.05)。结论恶性胸腹腔积液患者单纯腔内灌注顺铂的疗效欠佳,通过联合腔内灌注恩度及深部射频热疗能够增强疗效,改善患者生存质量。 展开更多
关键词 恶性胸腹腔积液 重组人血管内皮抑制素 顺铂 深部射频热疗
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深部煤炭地下气化产物调控与气化腔封存CO_(2)的研究进展及主要挑战
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作者 秦波涛 李怀展 +2 位作者 申建 冯乐乐 董脉帆 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期721-740,共20页
煤炭地下气化(UCG)是将地下煤炭通过可控燃烧原位转化为可燃气体(H2、CH4、CO等)的化学采矿方法,是深部煤炭资源实现清洁高效利用的重要技术手段。煤炭地下气化结束后会形成大量气化腔,是实现二氧化碳地质封存的优质天然空间。然而,目... 煤炭地下气化(UCG)是将地下煤炭通过可控燃烧原位转化为可燃气体(H2、CH4、CO等)的化学采矿方法,是深部煤炭资源实现清洁高效利用的重要技术手段。煤炭地下气化结束后会形成大量气化腔,是实现二氧化碳地质封存的优质天然空间。然而,目前煤炭地下气化存在反应过程控制难、产气品质和稳定性差、气化腔稳定性难以保证、盖层长效密封性不佳等问题,制约了该技术的推广应用。论文聚焦深部煤炭地下气化耦合二氧化碳封存(UCG-CCS)的发展前景,系统地梳理了三方面的国内外研究进展:一是地下气化产物生成规律与调控方法;二是多场耦合条件下气化腔三维演化特征;三是气化腔封存CO_(2)热烧变围岩密封性动态演化机制。在此基础上,凝练出了目前需要迫切解决的3个核心科学难题:(1)原生致密煤体热质输运条件下高效产气调控机制不清;(2)多场耦合条件下煤炭地下气化腔围岩次生弱面形成机制不明;(3)化学-力学耦合作用下气化腔密封性动态演化机制不清。进而,总结了UCG-CCS面临的三大关键挑战:如何实现煤炭地下气化长期稳定高效产气、如何实现高采出率条件下气化腔结构稳定性控制、以及如何实现煤炭地下气化腔CO_(2)长效安全封存。最后,展望了未来研究的攻关方向,为实现深部煤炭资源的清洁高效开发利用与二氧化碳的长效安全封存提供参考。 展开更多
关键词 深部煤炭地下气化 二氧化碳封存 产物调控 围岩稳定性 气化腔密封性
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低渗透油藏黏弹性可动凝胶深部调剖压力预测新模型
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作者 刘凯 顾军锋 +1 位作者 黄志刚 何昊 《常州大学学报(自然科学版)》 2026年第1期74-80,共7页
通过开展不同质量浓度、剪切速率和角频率的凝胶黏弹性实验,明确了黏弹性关键参数特征松弛时间的变化特征,构建了考虑特征松弛时间动态变化的黏弹性可动凝胶表观黏度模型和低渗透油藏可动凝胶深部调剖压力预测模型,并基于榆树林油田低... 通过开展不同质量浓度、剪切速率和角频率的凝胶黏弹性实验,明确了黏弹性关键参数特征松弛时间的变化特征,构建了考虑特征松弛时间动态变化的黏弹性可动凝胶表观黏度模型和低渗透油藏可动凝胶深部调剖压力预测模型,并基于榆树林油田低渗透储层调剖措施井数据,验证了模型的正确性。结果表明,质量浓度越高,可动凝胶特征松弛时间越大,剪切速率超过2800 s^(-1)后,弹性黏度占据主导,黏度不降反升,压力预测新模型计算符合率在80%以上,相比于不考虑黏弹性的计算结果,精度提高了30%,该模型为指导调剖方案设计和提高低渗透油藏采收率提供了理论基础。 展开更多
关键词 黏弹性 可动凝胶 深部调剖 低渗透油藏
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深部煤层含层理开启裂缝内支撑剂运移和铺置规律
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作者 张学伟 王雷 +6 位作者 张士诚 郭天魁 熊冬 毛晨昱 胡凯欣 董世杰 贺甲元 《天然气地球科学》 北大核心 2026年第1期126-138,共13页
“水平井+水力压裂”技术已成为深部煤层气开发的重要手段,但深部煤层层理发育,层理的开启对支撑剂在水力主裂缝和层理中运移和铺置的影响尚不明确。建立了深部煤层层理发育复杂裂缝,采用欧拉—欧拉支撑剂运移模型,探究了地质因素(层理... “水平井+水力压裂”技术已成为深部煤层气开发的重要手段,但深部煤层层理发育,层理的开启对支撑剂在水力主裂缝和层理中运移和铺置的影响尚不明确。建立了深部煤层层理发育复杂裂缝,采用欧拉—欧拉支撑剂运移模型,探究了地质因素(层理开度、层理数)和工程因素(施工排量、压裂液黏度、砂比和支撑剂粒径)对层理发育复杂裂缝中支撑剂运移和铺置的影响。模拟结果表明:①层理的开启对水力主裂缝中稳定砂堤的高度有显著影响;与垂直单缝相比,层理开启条件下,稳定砂堤特征长度最大减小幅度为24.67%,特征面积最大减小幅度为50.37%。②层理数对水力主裂缝中稳定砂堤的影响主要体现在下层理距水力主裂缝底部的高度(HLB),上层理中几乎没有支撑剂分布。③随着施工排量、砂比、支撑剂粒径的增大,水力主裂缝中稳定砂堤达到HLB所用的时间缩短,而随着层理开度、层理数、压裂液黏度的增大,砂堤高度达到HLB所用的时间延长;与垂直单缝相比,层理开启条件下,水力主裂缝稳定砂堤特征长度最大减小幅度为34.67%,特征面积最大减小幅度为49.06%。④仅在窄层理中,支撑剂会以稳定砂堤在层理入口附近形成,其他情况下,支撑剂则以悬浮形式存在于层理中。上述研究成果可为深部煤岩压裂设计提供理论依据。 展开更多
关键词 深部煤层 水力压裂 层理面 支撑剂运移 铺置规律
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深部咸水层CO_(2)地质封存相平衡参数修正模型
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作者 杨龙 许寻 +3 位作者 郭立强 张艺钟 王坤 郑晶晶 《油气藏评价与开发》 北大核心 2026年第1期61-73,共13页
在咸水层CO_(2)地质封存数值模拟中,气-水相平衡计算是获取气-水物性参数的核心环节,其准确性直接影响模拟结果的可靠性。目前的气-咸水相平衡模拟未充分考虑离子效应且未继承成熟的气-水相平衡框架,导致模拟可靠性不足。本研究旨在构... 在咸水层CO_(2)地质封存数值模拟中,气-水相平衡计算是获取气-水物性参数的核心环节,其准确性直接影响模拟结果的可靠性。目前的气-咸水相平衡模拟未充分考虑离子效应且未继承成熟的气-水相平衡框架,导致模拟可靠性不足。本研究旨在构建高精度CO_(2)-咸水相平衡模型。基于摩尔守恒定律与逸度相等原则,创新性地构建考虑离子效应相平衡模型。通过对比实验数据验证模型准确性,并分析不同地层条件下深部咸水层CO_(2)地质封存相平衡规律研究。研究结果表明:修正的物性参数可精准表征CO_(2)在单盐-混盐溶液中的溶解度;建立的模型可以量化表征CO_(2)-咸水相平衡计算关键指标(液相摩尔密度、气相摩尔密度、各组分摩尔组成、饱和度等);离子的存在导致液相中H_(2)O摩尔分数上升而CO_(2)摩尔分数下降,同时导致液相摩尔密度增大而液相饱和度降低;气相中组分组成和摩尔密度基本保持不变,但气相饱和度呈现上升趋势;离子浓度越大,对相平衡计算结果影响越明显,且Ca^(2+)、Mg^(2+)离子对于相平衡计算的影响明显大于Na^(+)、K^(+)。本研究构建的模型通过继承气-纯水体系框架并创新引入离子修正,突破传统模型局限,为深部咸水层CO_(2)封存数值模拟提供高精度基础数据,对推动碳封存技术进步具有重要理论价值。该模型由气-纯水体系模型演化而来,具有良好的可拓展性。 展开更多
关键词 深部咸水层 气-水相平衡 摩尔守恒 CO_(2)地质封存 摩尔密度
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