预测沙波运移的谱分析模型

沙波运移预测是海洋开发必不可少的一环。通常采用非线性谱分析方法分析沙波实测资料从而预测沙波运移。然而这种方法仅是从统计的角度进行预测,它不包含水动力、加载风速、沙质底床性质等关键因素对沙波运移的影响。对此本文提出了一种谱分析模型解决此类问题。该模型基于沙波形状不变假设,引入波谱能量平均运移速度,考虑了台风产生的风浪和涌浪,利用波浪输沙理论计算台风期间的沙波运移,厘清了一般波流作用和台风作用引起的沙波位移。模型计算结果与实测数据吻合,可以用来预测10~20年内的沙波活动和底床演化

中国海及邻近区域碳库与通量综合分析

中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依\"世界第三极\"青藏高原、南邻\"全球气候引擎\"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区（渤海、黄海、东海、南海）、不同界面（陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等）,以及不同生态系统（红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等）多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO2约0.22Tg Ca-1,黄海吸收CO2约1.15Tg Ca-1,东海吸收CO2约6.92～23.30Tg Ca-1,南海释放CO2约13.86～33.60Tg Ca-1.如果仅考虑海-气界面的CO2交换,中国海总体上是大气CO2的\"源\",净释放量约6.01～9.33Tg Ca-1.这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳（DIC）分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca-1,而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca-1,远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca-1.东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca-1.就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca-1,海草床溶解有机碳（DOC）输出通量为0.59Tg Ca-1;中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca-1,沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca-1.总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca-1.中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca-1,南海输出约31.39Tg Ca-1.综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO2的\"源\",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵（DOC转化输出）作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析.国家重点研发计划项目(编号:2016YFA0601400);;国家自然科学基金项目(批准号:91751207、91428308、41722603、41606153、41422603);;中央高校基础研究项目(编号:20720170107);;中海油项目(编号:CNOOC-KJ125FZDXM00TJ001-2014、CNOOCKJ125FZDXM00ZJ001-2014)资

Study on Trans-Scale Gas Transport Model and its Applications in Shale

进入21世纪以来，非常规油气获战略突破，页岩油气成为油气资源接替的重要新领域。页岩气藏储量大，分布广，具有非常大的开发潜能。然而，页岩中的多流动空间（有机/无机）、多流态（粘性/滑移/扩散）特征以及水力压裂使得气体运移成为复杂的多尺度系统。常规的流动模拟不再适用非常规的页岩气藏，建立一套适用于页岩气渗流的跨尺度模拟方法迫在眉睫。本文针对页岩气渗流，进行了从微观到宏观的多级跨尺度研究，并应用到页岩气勘探开发中。 首先，基于纳米分辨率的扫描图像建立了微尺度下页岩有机质和无机质的三维耦合模型，揭示了页岩微观孔隙空间的气体传输机制，探究了页岩气渗流中有机质和无机质的界面耦合效应，提出了针对于不同计算规模的并行方案并优化了模型精度，深入分析了微观参数对页岩气渗流的影响，明确了影响页岩渗透率的主导微观参数，为更大尺度的计算奠定了坚实的理论基础。 其次，引入了统计方法去掉对页岩渗透率影响微弱的参数，提出了准确快速地计算微尺度渗透率的等效模型，大幅提高了微尺度下的计算效率。基于多尺度扫描图像，建立了百微米尺度的统计耦合模型，形成了涵盖多尺度信息的有机质块体分布系统。针对页岩，提出了有机质表征单元体（oREV）的概念，搭建了页岩气渗流微观和宏观的桥梁。形成了页岩oREV确定及渗流计算方法，获取了页岩气渗流的表征单元体尺度特征参数。 最后，我们将跨尺度方法应用到页岩气勘探开发中。利用oREV联系微观信息和宏观模拟。一方面，针对产生于地化领域的甲烷碳同位素分馏问题，成功建立了oREV尺度双组分气体渗流-扩散-吸附模型，明确了甲烷碳同位素分馏的微观机理，并且基于同位素分馏这个全新的视角建立了一套跨尺度含气量计算方法，结合分馏数值模拟和同位素录井数据为&ldquo;甜点&rdquo;优选提供了新的参考依据。另一方面，考虑了页岩气产气过程中渗透率、吸附量等随压力变化，形成了基于oREV参数的页岩气藏多级压裂水平井数值模拟理论，建立了跨尺度产气量计算方法，分析了微观对宏观产气的影响。本文提出的含气量和产气量跨尺度计算方法，为页岩气藏的勘探和开发提供了全新的补充。随着近年来针对页岩的多尺度测量技术和数字岩心技术的兴起，跨尺度方法快速发展，将对以后的油气藏勘探开发产生重要影响。</p

A physically-modified spectral model for prediction of sand wave migration

Sand waves are rhythmic bedforms existing in shallow seas and typically induced by the interaction of currents and topography. In this study, a physically-modified spectral model for simulating small-scale sand wave migration is proposed by integrating non-linear spectral analysis, typhoon wind field and sediment transport theory. We introduce a power-average velocity to modify the spectral analysis, which gives explicit physical meanings to the morphological method and improves its stability and reliability. Then, the effects of typical and extreme weather are decoupled and the short-term migration caused by typhoons is removed from the total migration. Results show that a single typhoon will cause large sand wave migration, but the migration caused by multiple typhoons in a long period of time will cancel each other out in the measured data. Moreover, the bilateral reverse migration trend of one-group sand waves in a small scale (~3 km) is captured, which is consistent with field data and previous researches. Compared with existing researches, the proposed model is able to identify the influences of extreme conditions on sand wave migration and provide a feasible and high efficiency way to predict sand wave migration when the available hydrodynamic data is limited

一种适用于台风区域的沙波运移预测方法

ZL201810989946.3一种适用于台风区域的沙波运移预测方法-曹高辉、林缅、江文