2024年, 第51卷, 第01期　
刊出日期：2024-02-01

  

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  2023年甘肃积石山Ms6.2级地震震害异常的启示

  王运生, 赵波, 吉锋, 李为乐

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 1-8.

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  2023年12月18日，甘肃省临夏回族自治州积石山县发生Ms6.2(Mw5.9)级地震，震源深度10 km。此次地震造成大量的人员伤亡、房屋倒塌和地质灾害。为了对该次地震的震害有初步认识，基于已有文献资料、高精度遥感数据和野外调查数据，本文尝试对该次地震的灾害特征展开分析。结果表明：该次地震为逆冲型事件，发震断裂为拉脊山北缘断裂东段；震源浅叠加松散覆盖层产生了明显的地震波放大效应，使得极震区的地面运动峰值加速度(PGA)异常高，强震动使得房屋大量倒塌；而位于断裂上盘的积石山崩塌及滑坡地质灾害相对不发育，仅在黄土覆盖的官亭盆地产生了数百处小型滑坡和中川乡一处较大规模的地震液化滑坡泥流。
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  积石山Ms6.2级和泸定Ms6.8级地震地质灾害发育规律对比

  铁永波, 张宪政, 曹佳文, 秦雅东, 王立朝, 董英, 郭富赟, 郭兆成, 白永健, 冉涛, 侯圣山, 王涛, 高波, 卢佳燕, 李光辉, 宁志杰, 向炳霖, 孙才

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 9-21+59.

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  2023年积石山Ms6.2级地震是继2022年泸定Ms6.8级地震后在青藏高原东缘—东北缘地区发生的又一次强震事件。2次地震均诱发大量地震地质灾害，但由于发震断层类型、地质和地貌等条件的差异，2次地震地质灾害发育分布规律呈现显著的差异性。为揭示不同震区地震地质灾害发育规律，本研究采用地面调查、遥感解译和空间叠加统计等方法，对比分析了积石山和泸定地震地质灾害发育分布特征和控灾因子。结果表明：断层类型控制了同震地质灾害的发育优势坡向和垂向空间展布，即“背向坡效应”和“上下盘效应”;地貌条件是影响同震地质空间分布的主要因子，即川西高山峡谷地貌中“线状”分布和陇西黄土地貌中“面状”分布；特殊土体类型、气候、植被覆盖等差异性是同震地质灾害调查与应急处置中需要重点关注的因子。本次研究可为不同断层类型和不同地貌区同震地质灾害重点防范区范围划定、趋势预测和灾后重建提供科学参考。
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  2023年积石山Ms6.2级地震InSAR同震形变探测与断层滑动分布反演

  李雨森, 李为乐, 许强, 许善淼, 王运生

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 22-32+75.

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  2023年12月18日，甘肃省临夏回族自治州积石山县发生了Ms6.2级地震，地震灾害损失显著高于同震级地震，查明其同震形变场与断层滑动分布特征，有助于揭示此次地震灾害损失严重的原因。利用Sentinel-1卫星升、降轨雷达影像，采用合成孔径雷达干涉技术获取了本次地震的同震形变场，进而基于Okada弹性位错模型，确定了本次地震的震源参数，并基于分布式滑动模型反演了本次地震断层面上的滑动分布。结果表明，积石山地震为逆冲型地震，升、降轨同震形变场沿视线向最大形变量分别为7.1 cm和7.8 cm,断层最大滑动量为0.31 m,主要集中在地下0～8 km。与2019年6月17日四川长宁Ms 6.0级地震对比发现，长宁地震地表最大形变量为8 cm,断层最大滑动量为0.38 m,均大于积石山地震，推测积石山地震灾害损失严重的主要原因为震区居民房屋相对集中、房屋抗震性能差和黄土区场地地震波放大效应等。
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  2023年积石山Ms6.2级地震同震地质灾害初步分析

  李为乐, 许强, 李雨森, 单云锋, 韦春豪, 巨袁臻, 郁文龙, 王运生, 卢佳燕

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 33-45+90.

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  2023年12月18日，甘肃省临夏回族自治州积石山县发生Ms6.2级地震，触发了大量同震地质灾害，亟需查明同震地质灾害的基本特征、发育分布规律和成因机制，为震后恢复重建与地质灾害防治提供支撑。本文基于多源高分辨率遥感解译和已有研究成果对比分析，初步揭示了此次地震地质灾害的基本特征和发育分布规律，并探讨了草滩村液化滑坡—泥流的成因机制。结果表明：此次地震Ⅶ度及以上烈度区内共发育1 535处同震地质灾害，主要为中小规模黄土滑坡和浅表层岩质崩塌，集中分布于黄土梁和黄土塬内冲沟两侧、单薄黄土梁两侧以及大型历史滑坡后壁等局部地形较陡峭的部位。地震因素控制了同震地质灾害的区域分布规律，而地形因素控制了同震地质灾害的局部分布规律。同震地质灾害在0.1～0.3 g震峰值加速度区域、发震断层下盘区域、南东坡向、30～60 m坡高范围、斜坡中部以上20～40 m范围分布数量最多。受广泛关注的草滩村“砂涌”灾害本质是饱水黄土在地震作用下发生的液化滑坡。2016年完成的填沟造地工程改变了滑源区地表和地下水流通条件，地下水通道被堵塞，导致地下水位抬升和下部土体饱和可能是该处发生液化滑坡的重要原因。
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  高含硫气井元素硫溶解度与硫沉积预测模型研究

  王国锋

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 46-59.

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  为了正确评估高含硫气井的储层硫堵伤害，通过收集整理大量酸性气体硫溶解度实验数据，建立了考虑溶质压力特性的典型高含硫气藏条件下元素硫溶解度预测模型。在此基础上，根据气水渗流理论与硫溶解度随压力变化量函数，推导了元素硫沉积量化表征数学模型；采用四川盆地某高含硫边水气藏与典型硫堵气井的基础静态与动态资料等，定量分析了影响气井硫堵状况的因素与储层硫饱和度的变化规律，探讨了缓解储层硫堵状况的技术思路与对策。研究结果表明：(1)通过验证，证明了本文建立的硫溶解度预测模型具有更好的预测性能，预测结果也更可靠；(2)气井硫堵程度受制于多种因素的综合影响，在相同的生产时间下，较大的气井日产气量、储层(初始)含水饱和度、非达西流常数，较小的储层有效厚度、储层(初始)孔隙度与渗透率、井底流压，能够造成更严重的气井硫沉积堵塞状况；(3)随着气井生产时间的增加，气井硫堵区域逐渐向井筒外围地层扩展。在气藏不同开发阶段，应该采取不同的硫沉积治理思路。开发初期，建议采用“控速为先，治理为辅”的治硫思路；开发中期，采取“控治并重”的思路；开发后期，应以经济效益为先，维持气井带液生产是该阶段的重点工作。
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  致密砂岩储层不同成藏环境下气水分布研究——以东胜气田十里加汗气区下石盒子组为例

  曹桐生, 张厅汉, 张悦, 王璐

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 60-75.

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  中国致密砂岩气资源丰富，勘探开发潜力广阔，但已有的开发实践证明致密砂岩气藏的开发仍然面临巨大挑战，其中气水分布的精细认识是目前的主要挑战之一。为了深入揭示致密砂岩储层在不同成藏环境下的气水分布规律，本文以东胜气田十里加汗气区上古生界气藏下石盒子组1段和2+3段储层为例，在相似准则的基础上，建立宏观物理模拟实验，研究了一口水平井底部位置成藏过程中的不同充注方式、不同充注动力、不同岩心类型条件下的气水分布规律。结果表明：与连续充注相比，幂式充注下储层中的含气饱和度更高，平均比连续充注高7.95%,阶段性的充注方式使得注入气在停住期间可以进行饱和度场再分布，增大波及体积，气水分布类型主要以气水同层或含气水层为主，无边底水；充注动力研究发现，连续充注条件下强充注动力会加剧不均匀充注程度，降低充注气体的波及效率，导致致密储层中上部的大量地层水被封存，而幂式充注条件下强充注动力可以改善不均匀充注程度，改善波及区域的驱替效率，提高储层的含气饱和度；岩心类型实验显示，储层露头岩样由于其更强的非均质性，充注气体在低物性区域会绕行或充注不彻底，断裂带沟通或远离充注位置区域，充注气体未波及，形成不同规模水体。本次物理模拟实验结果与研究区测井解释结果趋于一致，研究结果对该区块不同成藏过程气水分布特征的认识具有参考意义。
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  页岩气水平井地质建模中几个关键问题处理技术

  周昕, 陈克勇, 李宜真, 李彦超, 李俊翔, 乔玲茜, 郝越翔, 李洁辛, 刘礼军, 聂焕然, 唐迅

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 76-90.

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  页岩储层三维地质建模存在若干技术难题，例如基于顺层水平井构造还原及精细建模技术问题、基于水平井的页岩多属性参数一体化建模技术问题及不同尺度天然裂缝综合表征及建模技术问题等，本文就以上几个问题的处理技术进行了探讨。针对基于顺层水平井构造还原及精细建模问题，提出使用水平井段密集分层节点数据全点约束的层面循环构建技术进行处理；针对基于水平井的页岩多属性参数一体化建模技术问题，提出使用相控及多属性约束的逐级关联建模技术，其中由于水平井数据采样产生的统计偏误问题，采用对水平段所在的小层进行高精度分层细化水平段定位及平面网格倍数抽稀的办法进行处理；针对页岩中多尺度天然裂缝综合表征及建模技术问题，推荐采用裂缝分形模拟技术；针对水平井导向模型在钻井中实时更新问题，推荐采用虚拟井分层控制技术方法。以上技术方法均通过威远气田验证，大幅度提高了模型的精度和可靠性，在页岩气储层地质建模中可推广使用。
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  基于熵权法-TOPSIS-灰色关联法的储层综合评价：以莺歌海盆地黄流组为例

  梁玉凯, 宋荣彩, 郑华安, 张超, 梁元, 陈海雯, 郑峰

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 91-101.

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  莺歌海盆地上中新统黄流组是高温高压系统，地层地温梯度超过4℃/100 m、压力系数大于1.6。地热资源潜力丰富，但地热资源评价的相关工作还未开展。通过9口钻井、测井录井、生产资料以及最新7口井地层测温数据和岩石热物性参数测试，在储层储集性能基础上，结合热物性参数，开展储层综合评价工作。以黄流组为例，在储层六参数关系评价基础上，优选孔隙度(Ф)、渗透率(K)、泥质含量(Vsh)、地层系数(DФ)、地层温度(T)、生热率(A)、热导率(J)7个热储评价指标，采用熵权-TOPSIS-灰色关联方法，对该类型热储进行综合评价。研究认为：7个评价指标中，孔隙度、渗透率、地层系数的权重占比较大，分别为21.31%,21.07%和20.42%,是主要影响因素。考虑评价参数的正负理想解的欧氏距离和各指标与正负理想解的灰色关联度，开展不同决策偏好情况下的相对贴近度角度来定量评价，结果显示，储层H1-2、H1-1、H2-2相对贴近度较高，分别为0.624,0.606,0.529,储层性质较好，可作为莺歌海盆地黄流组热储层的重点研究对象。
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  河控浅水三角洲平原亚相沉积模式探讨——以鄂尔多斯盆地S59区块山西组一段为例

  欧阳诚, 段新国, 方健, 刘金库, 吴婷, 彭宇, 李洲, 宋荣彩

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 102-116+129.

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  鄂尔多斯盆地S59区块山一段，整体具有构造稳定、地势平坦、古水深较浅、湖平面频繁升降、物源充足等特点，发育浅水三角洲沉积体系。本文在前人研究的基础上，通过对取心井岩心分析及侧井相分析，探讨了浅水三角洲的沉积特征，建立了浅水三角洲平原亚相沉积模式。研究结果表明，山西组山一段为河控浅水三角洲沉积，浅水三角洲的陆上部分沉积过程与曲流河沉积具有一致性，发育边滩、“渐弃型”废弃河道、决口扇和洪泛平原等微相，平面上河道在凹岸不断侵蚀，凸岸不断堆积形成边滩微相。此外在凹岸发育一定规模的废弃河道，河道砂体呈南北向分布，发育少量的决口扇沉积，在河道间发育细粒沉积洪泛平原亚相。三角洲平原亚相沉积模式的建立为预测优质砂体发育位置提供地质依据。
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  三工河小流域泥石流生态—岩土工程调控措施减缓土壤侵蚀的定量研究

  吴铭洋, 陈宁生, 杨溢, 侯儒宁, 李志

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 117-129.

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  为探讨泥石流治理措施对小流域土壤侵蚀的影响，以天池上游三工河流域为研究对象，在实地考察的基础上，通过地形图叠加、遥感解译和Google Earth Engine(GEE)云计算等手段，实测计算了该流域1971～2003年、2008～2020年两期土壤侵蚀模数，定量评估了在该流域开展的泥石流生态—岩土工程调控措施对小流域生态和土壤侵蚀的影响。研究发现：(1)三工河流域平均植被覆盖度经泥石流综合治理后增加11.34%,高植被覆盖度面积增加16.93%,泥石流沟道及河谷的植被覆盖度明显提升；(2)三工河流域1971～2003年平均侵蚀模数为0.34 mm/a,较北天山山地流域同期平均侵蚀速率高出131%,造成该现象的原因是过度放牧、滥砍滥伐等人为因素激发山洪泥石流的爆发导致流域生态环境恶化；(3)流域经生态—岩土工程调控后(2008～2020年),平均侵蚀模数降低至治理前的15%(0.051 mm/a),为北天山地区山地流域同期平均侵蚀模数的34%。
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  高含硫天然气管道泄漏H_2S扩散规律研究

  苏诗漫, 王浩丞, 史春艳, 刘名名

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 130-136.

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  在高含硫天然气管道中，泄漏事故的风险较高，一旦事故发生，将对周围建筑和居民安全构成严重威胁。本研究聚焦于含5%硫化氢(H_2S)的天然气管道，利用计算流体力学方法对水平泄漏扩散进行了数值模拟。特别研究了风速对泄漏口上游建筑各楼层硫化氢体积分数的影响。主要发现包括：(1)通过在仿真的房屋模型中各楼层设置监测点，观察到随着楼层增高，H_2S气团扩散至房间的时间显著缩短。(2)随着风速的变化，位于高层(第11层至第24层)的房间内H_2S气团扩散时间随风速的增加而减少。而对于低层(第1层至第10层)的房间，在风速低于9 m/s时，H_2S气团扩散时间随风速增加而延长；但当风速超过9 m/s时，扩散时间随风速增加而缩短。这些结果为高含硫天然气管道泄漏事故的应急响应和安全管理提供了重要参考。
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  岩溶地区危岩和岩质崩塌易发性评价研究——以广西贺州市平桂区为例

  黄海, 江思义, 李海良, 李春玲, 吴秋菊

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 137-151.

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  本文利用专家—层次分析法对岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性进行评价，以贺州市平桂区地质灾害详细调查成果资料作为依据，选取了地质灾害发育密度、地貌类型、坡度、植被指数、地层岩性、岩土体类型、覆盖层厚度、岩溶发育程度、地质构造、多年平均降雨量、居民地密度、路网密度、矿山开采强度13个影响岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性的地质环境因素，创建了岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性评价指标体系，再通过GIS的空间分析功能对岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性进行评价研究，评价结果对岩溶地区地质灾害的防治具有指导意义。
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  连续电磁剖面法在塔里木盆地麦盖提斜坡裂陷槽深部构造研究中的应用

  屈洋, 杨钰菡, 黎立, 唐强强, 孙迪, 罗强, 葛大壮

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 152-163.

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  随着对塔里木盆地深层油气勘探认识不断深入，认为震旦—南华系裂陷槽对烃源岩的发育保存有着重要的控制作用，因此对该区域的裂陷槽探测是油气勘探的重要探索方向。前人研究认为对塔西南地区麦盖提斜坡处存在震旦—南华系裂陷槽，但受限于该区域地震资料品质，对该区域深层结构尤其是对基底和裂陷槽分布形态和范围认知不清。因此，通过一条跨过麦盖提斜坡与叶城凹陷的连续电磁剖面法剖面，结合研究区地质情况与井资料，构建了区域电阻率的物性分层结构，完成了对实际数据的二维反演，获取了该区域的深部电性结构与CEMP剖面的综合地质解释结果。为该区域新元古代裂陷槽发育情况的判断提供了新的电磁证据，也进一步刻画了基底、裂陷槽的电性特征与结构。探测结果认为裂陷主要由正断层控制，呈现裂陷群特点，裂陷多呈半地堑、不对称地堑及堑—垒相间的构造样式，在麦盖提斜坡、叶城凹陷处中部、南部的区域发育两个裂陷群，有利于区域内的烃源岩沉积，其中裂陷内震旦—南华系地层沉积较厚的区域具有较好的深层油气勘探潜力。
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  基于VMD-LSTM-ELMAN模型的国际原油价格人工智能预测研究

  廖婧文

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(01): 164-180.

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  针对国际原油价格序列的高度非线性、非平稳性和时变性等复杂特征，本文提出一种基于变分模态分解(Variational modal decomposition, VMD)和组合预测模型LSTM-ELMAN的方法对国际原油价格进行预测。首先采用VMD方法将原始原油价格分解为不同频率的子序列；然后采用不同模型分别对高频和低频序列进行预测，利用ELMAN神经网络(Elman neural network, ELMAN)预测最后一个高频分量，长短期记忆网络(LSTM,Long short-term memory network)作为主要的预测模型来预测其他子序列；最后重构不同模型的子序列预测值，进而得到最终的预测结果。实证研究结果表明，本文所提出的VMD-LSTM-ELMAN混合模型相较于对比模型不仅能够明显提高国际原油价格的预测精度，而且在不同训练集长度和市场环境下仍能保持预测优势，具有较强的泛化性与可靠性。总体而言，基于国际原油价格的实验证明了VMD-LSTM-ELMAN是一种有效且稳定的预测模型，能够为政府和企业提供有效的智能技术支持。