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基于区域地质信息的盾构掘进参数自适应调整及地面沉降控制方法

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城市轨道交通研究 2024年第6期27卷 116-120页

作者：曹铁军中国铁建股份有限公司南京地铁9号线一期工程施工总承包项目部南京210019

[目的]目前将机器学习方法用于地面沉降预测已经成为一种趋势。然而大多数基于地质参数及盾构掘进参数等构建的地面沉降预测模型方法单一,并且不能够用于地面沉降的实际控制。对此,提出了一种基于区域地质信息驱动的盾构掘进参数自适应... 详细信息

[目的]目前将机器学习方法用于地面沉降预测已经成为一种趋势。然而大多数基于地质参数及盾构掘进参数等构建的地面沉降预测模型方法单一,并且不能够用于地面沉降的实际控制。对此,提出了一种基于区域地质信息驱动的盾构掘进参数自适应调整与地面沉降控制方法。[方法]以南京地铁9号线为例,详细阐述了该控制方法的构建及实施过程。该控制方法采用基于多种机器学习方法的融合算法,分两个阶段。阶段1为模型构建阶段:地面沉降预测模型对施工数据库总体样本进行训练,通过融合算法得到模型A的最优算法;然后,构建模型B(盾构掘进参数优化模型)以地面沉降作为控制指标筛选优质施工数据,训练并通过融合算法得到模型B的最优算法。阶段2为施工阶段,将未开挖或者沉降可能较大的区间相关参数输入到采用最优算法的模型B中,输出优化的盾构掘进参数,从而实现了盾构掘进参数的实时调整和地面沉降的控制。以南京地铁9号线区间为例,通过仿真计算对该方法的应用效果进行验证。[结果及结论]仿真计算结果与实测值相比,优化后沉降最多减小了21.51 mm,验证了该方法的有效性。

关键词：盾构掘进地质参数机器学习地面沉降

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地质参数对中深层地热井长期取热特性影响分析

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太阳能学报 2022年第2期43卷 62-68页

作者：韩二帅李奉翠梁磊徐言晖鞠睿刘帅河南城建学院能源与建筑环境工程学院平顶山467036 山东机场智慧能源发展有限公司济南250100

基于中深层地热井换热原理,数值分析不同地质参数下中深层地热井在长期运行过程中单井取热量、能效系数、热泵机组COP以及岩土温度的变化情况。研究结果表明:岩土导热系数对长期运行期间的单井取热量、能效系数的下降比例影响较大,且岩... 详细信息

基于中深层地热井换热原理,数值分析不同地质参数下中深层地热井在长期运行过程中单井取热量、能效系数、热泵机组COP以及岩土温度的变化情况。研究结果表明:岩土导热系数对长期运行期间的单井取热量、能效系数的下降比例影响较大,且岩土导热系数越小其下降比例越大。岩土导热系数为2.0 W/(m·K)时,第30年的单井取热量、能效系数与第1年相比均下降13.7%。地温梯度对长期运行期间的热泵机组COP的下降程度有较大影响,其下降比例随地温梯度的增大而增大。此外,不同地质参数下岩土温度影响半径随运行年份增加的比例一致。

关键词：地热井地质参数能效系数长期取热岩土温度中深层

关中地区中深层地埋管换热器长期运行性能研究

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煤田地质与勘探 2024年第1期52卷 129-139页

作者：张智斌马真迪郝建科贾国圣柯婷婷成崇华金立文西安交通大学人居环境与建筑工程学院陕西西安710049 陕西省水工环地质调查中心陕西西安710068 陕西亚特尔科创建设有限公司陕西西安710076

我国关中地区地热资源丰富,中深层地热能供暖技术具有广阔的应用前景,而地质参数是影响中深层地埋管供暖系统性能的决定性因素。针对陕西关中地区中深层地埋管供暖性能展开研究,通过梳理关中地区咸阳市兴平市、咸阳市渭城区、西安市高... 详细信息

我国关中地区地热资源丰富,中深层地热能供暖技术具有广阔的应用前景,而地质参数是影响中深层地埋管供暖系统性能的决定性因素。针对陕西关中地区中深层地埋管供暖性能展开研究,通过梳理关中地区咸阳市兴平市、咸阳市渭城区、西安市高陵区、西安市鄠邑区、西安市长安区5个典型区域的地质参数,结合典型地埋管结构参数,对长期运行下的换热器性能及热作用半径变化规律进行模拟计算。结果表明,不同地区换热器运行之初的性能变化较为显著,但均在经过5 a左右运行后趋于稳定。地埋管深度从2000 m增至2500 m时,出口水温有着明显的提升,同一时刻下出口水温的涨幅可达8%,各采暖季末的出口水温随深度增加的变化更为显著。由于长期运行,年平均取热功率呈现下降趋势,20 a内的总降幅为11%~12%;随着换热器埋深的增加,取热功率涨幅可达41.41%~53.23%。热作用半径受埋深的影响不显著,不同埋深管道运行20 a后的井底最大热作用半径均在50 m左右;土壤温度受与换热器距离及运行时长的影响更大,距离20 m以内的土壤温度呈现明显的波动下降趋势,而距离在60 m以外的土壤温度在20 a的运行期内降幅很小。此外,由于具有大厚度新近系张家坡组(N2z)和新近系蓝田-灞河组(N2l+b)的地质条件,西安市鄠邑区、高陵区以及咸阳市兴平市等地区地埋管的出口水温、取热功率较高,更适宜开展中深层地热能供暖利用。研究成果有望为关中地区中深层地热能高效利用提供参考。

关键词：地热开发中深层地埋管地质参数取热性能热作用半径模拟分析关中地区

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地质参数分析与隧道超挖预测优化研究

现代隧道技术 2015年第3期52卷 189-192,204页

作者：陆中玏吴立李波张学文中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心武汉430074 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 湖南大学土木工程学院长沙410082

隧道超挖会增加施工成本,有可能还会引发坍塌、大变形等问题。文章以明山隧道超挖控制工程为例,分析了其超挖特征,并构建了以爆破参数为试验常量、有效地质参数为输入量、实际超挖量为输出量的预测模型。通过采用线性(FDA)、非线性(CG)... 详细信息

隧道超挖会增加施工成本,有可能还会引发坍塌、大变形等问题。文章以明山隧道超挖控制工程为例,分析了其超挖特征,并构建了以爆破参数为试验常量、有效地质参数为输入量、实际超挖量为输出量的预测模型。通过采用线性(FDA)、非线性(CG)和智能预测(SVM)方法对隧道超挖进行了预测和判别比较,结果表明:3种预测方法的相关性系数(R2)分别为0.694,0.718和0.947;其中,FDA预测模型相关性系数最小,CG预测模型较FDA预测模型的相关性系数精度有微小提高,SVM预测模型具有最高的相关性系数,预测精度显著提高,且在数据变化突兀点仍能表现出较强的适应性;SVM预测模型可以实现高精度定量的超挖优化预测,而CG预测模型可以提供快速且精度可控的简单预测。

关键词：隧道超挖地质参数 FDA预测 CG预测 SVM预测模型

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地质参数对深层地埋管取热能力的影响

区域供热 2023年第6期 130-134,158页

作者：辛昊阳王沛伦华电潍坊发电有限公司山东潍坊261000

建立深层地埋管的取热模型,模拟计算地质参数对深层地埋管供暖效果的影响,并通过有关实际工程数据进行对比验证。通过分析发现,地埋管的取热能力随着大地热流的增加呈现线性提高的趋势,且当各层岩土导热系数和比热容都随着埋管深度增加... 详细信息

建立深层地埋管的取热模型,模拟计算地质参数对深层地埋管供暖效果的影响,并通过有关实际工程数据进行对比验证。通过分析发现,地埋管的取热能力随着大地热流的增加呈现线性提高的趋势,且当各层岩土导热系数和比热容都随着埋管深度增加时,地埋管的取热能力最好。结果可为新建深层地埋管换热器工程的前期地质勘探工作提供一定理论参考。

关键词：地质参数深层埋管地热能取热能力

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中国煤系气形成分布、甜点评价与展望

天然气工业 2024年

作者：刘翰林邹才能尹帅赵群陈艳鹏马锋邓泽东振李士祥李勇郭秋雷蔺嘉昊路冠文关春晓孙粉锦中国石油勘探开发研究院西安石油大学地球科学与工程学院中国石油深圳新能源研究院有限公司中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院中国地质大学(武汉)资源学院中国石油长庆油田公司第三采气厂

为了给中国煤系气勘探开发提供借鉴和参考，基于非常规油气地质学理论及最新研究成果，构建了煤系气甜点区（段）评价方法。研究结果表明：(1)构建了包含4个要素共计15项指标的煤系气地质—工程甜点评价体系，其中的第一个要素是煤系富... 详细信息

为了给中国煤系气勘探开发提供借鉴和参考，基于非常规油气地质学理论及最新研究成果，构建了煤系气甜点区（段）评价方法。研究结果表明：(1)构建了包含4个要素共计15项指标的煤系气地质—工程甜点评价体系，其中的第一个要素是煤系富气甜点地质参数，应重点评价煤系储层性质及地质力学层变形演化、规模及保存条件；(2)第二个要素是互层性煤系气渗流能力，要深刻揭示煤系气成藏模式、游离气与吸附气动态转换、天然裂缝发育特征、互层结构跨层渗流及复合断裂系统渗流异质性等；(3)第三个要素是含气量预测，应构建适合高频旋回互层结构煤系且与产能释放能力相匹配的含气量评价模型，准确评估煤系气资源量；(4)第四个要素是煤系合压储层改造，要重点评价岩石力学属性、地应力及脆性，结合动态监测技术优化合压效果，形成四维压裂技术方案；(5)煤系气甜点优选应综合考虑烃源性、储集性、含气性、保存性、成缝性、储改性和经济性。中国煤系气未来的发展趋势：(1)深层煤层气及铝土岩气将成为煤系气勘探开发的新对象、新方向；(2)深部煤系非常规天然气聚集成藏理论逐步形成；(3)强化多尺度孔缝表征、跨层渗流、合压增透、数智化新型天然气工厂排采模式等方面的研究；(4)联合多学科持续开展各类煤系气资源甜点综合评价，以助力煤系气勘探开发向深部进军。

关键词：煤系气煤岩气甜点评价要素地质参数渗流能力含气性评价合压储层改造

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钻井地质参数的不确定性表征及分析方法

中国石油大学学报（自然科学版） 2015年第5期39卷 89-93页

作者：魏凯管志川马金山齐金涛胜亚楠中国石油渤海钻探钻井技术服务公司天津300280 中国石油大学石油工程学院山东青岛266580

钻井地质参数是钻井工程设计的基础数据,由于地层的复杂性、预测模型的精度以及解释资料的误差等问题,地质参数的解释评价结果误差客观存在,其真值会分布于某区域内。首先提出钻井地质参数不确定性的概率分布和不确定度两种描述方法;然... 详细信息

钻井地质参数是钻井工程设计的基础数据,由于地层的复杂性、预测模型的精度以及解释资料的误差等问题,地质参数的解释评价结果误差客观存在,其真值会分布于某区域内。首先提出钻井地质参数不确定性的概率分布和不确定度两种描述方法;然后基于层序地层学、概率统计等相关理论和方法,将同组地层内某段地层作为样本区间,区间内的地质参数作为一组测量样本,建立地质参数不确定性分析及量化描述方法,并基于信息扩散原理确定钻井地质参数的概率分布函数。实例分析表明,建立的钻井地质参数不确定性定量描述及分析结果更切合工程实际。

关键词：钻井地质参数不确定性概率分布信息扩散地层孔隙压力

基于区间数地质参数的页岩气勘探开发区块优选

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天然气工业 2013年第12期33卷 54-59页

作者：梁冰代媛媛陈天宇孙维吉秦冰辽宁工程技术大学力学与工程学院东北大学资源与土木工程学院

页岩气开发区块的优选是实施勘探开发的基础和前提,以南襄盆地、湘鄂西地区、渝东等地区的5个页岩气试验区块为研究对象,针对地质参数存在的不确定性和复杂性,采用区间数灰靶决策的方法对其开发潜力进行优选排序。系统地分析了不同参数... 详细信息

页岩气开发区块的优选是实施勘探开发的基础和前提,以南襄盆地、湘鄂西地区、渝东等地区的5个页岩气试验区块为研究对象,针对地质参数存在的不确定性和复杂性,采用区间数灰靶决策的方法对其开发潜力进行优选排序。系统地分析了不同参数对页岩气富集程度的作用,并选取页岩有效厚度、有机质丰度、热成熟度、埋深、脆性矿物含量、孔隙度、含气量7项指标建立了页岩气勘探开发优选评价指标体系;运用层次分析法和区间中心点距离法确定各指标的组合权重,修正单一方法确定权重对评价指标产生的影响,使权重值达到主观与客观的统一。基于灰色系统理论的方法建立的灰靶决策模型,对评价指标值为区间范围的研究区的勘探开发潜力进行了排序,初步估算了页岩气资源量。评价结果与实际勘探开发信息吻合较好,表明基于组合权重的区间数地质参数特征的页岩气勘探开发区块灰靶决策模型对页岩气区块的可采性进行评价是可行的。

关键词：页岩气勘探开发区块地质参数灰靶决策区间数优选可行性

基于地质参数的水平井压裂裂缝扩展数值模型研究

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中国石油和化工标准与质量 2023年第24期43卷 167-169页

作者：于开斌杨杰中国石油集团长城钻探工程有限公司苏里格气田分公司内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗嘎鲁图鸿沁路苏里格生产指挥中心内蒙古鄂尔多斯017300

致密砂岩气藏是一种勘探开发潜力巨大的非常规油气资源,水平井压裂技术是一种行之有效的增产措施。水平井多段压裂技术可在超低渗透率、非均质性强的致密储层中形成稳定的主缝及缝网系统,有效解决了致密储层产量不足的难题。然而,在实... 详细信息

致密砂岩气藏是一种勘探开发潜力巨大的非常规油气资源,水平井压裂技术是一种行之有效的增产措施。水平井多段压裂技术可在超低渗透率、非均质性强的致密储层中形成稳定的主缝及缝网系统,有效解决了致密储层产量不足的难题。然而,在实际应用中,大部分水平井的射孔扩缝效果不明显,裂缝并未按预期方向发展,而是偏离了原来的方向。采用扩展有限元数值模拟方法研究此区块不同地质参数条件下裂缝扩展规律,结果表明在泊松比为0.25,弹性模量为15GPa时,破裂压力小且产生的水力裂缝缝宽较大,有利于提高压裂效果,本研究的成果将为鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏的开发提供科学依据。

关键词：水平井裂缝扩展致密砂岩地质参数