天然气模拟仿真软件_天然气动态仿真真实数据处理技术研究现状

1.南海天然气水合物调查技术研究

2.地质数据的信息化处理

3.信息化、数字化推动物探技术进一步发展

4.关于燃气锅炉应用的几点探讨:锅炉燃气

5.研究

6.油田地质档案中非结构化数据管理模式探索

7.天然气制甲醇仿真实验控制回路操作方法

目前天然气水合物的评价预测技术有地震技术、测井技术、地球化学技术、标志矿物技术等。

1.地震技术

地震勘探是目前最常用的天然气水合物勘探手段。天然气水合物沉积层具有较高的速度，而天然气水合物沉积层下的地层一般为烃类气体（游离气）聚集区，声速较低，这样水合物底界的强声阻抗就会产生强反射，在地震反射剖面上显示出一个独特的反射界面。此外，由于天然气水合物稳定带界线大致分布在同一海底深度上，因此水合物稳定带底面的反射也大致与海底平行，这种技术由此被命名为似海底反射层（BSR）技术（图14-10）。随着多道反射地震技术的普遍应用和地震数据处理技术的提高，BSR在地震剖面上所呈现的高振幅、负极性、平行于海底并与海底沉积构造相交的特征，已很容易识别。现已证实，BSR以上烃类气体以固态天然气水合物形式存在，BSR以下烃类以游离气形式存在。BSR是最早也是目前使用最多、最可靠、最直观的确认天然气水合物赋存的地球物理标志，迄今所确认的海底天然气水合物，绝大多数都是通过反射地震剖面上对BSR的识别发现的。

2.测井技术

测井技术的作用主要有：①确定天然气水合物、含天然气水合物沉积物在深度上的分布；②估算孔隙度与甲烷饱和度；③利用井孔信息对地震与其他地球物理资料作校正。测井资料也是研究井点附近天然气水合物主地层沉积环境及演化的有效手段。

在常规测井曲线上，天然气水合物沉积层主要表现为以下异常现象，如图14-11所示：①电阻率较高；②声波时差小；③自然电位幅度不大；④中子测井值较高；⑤高伽马值；⑥井径较大；⑦钻井过程中有明显的气体排放现象，气测值高。

图14-10 Blake Ridge地区的BSR（似海底反射层）地震剖面

（据Collett et al.，2009）

图14-11 天然气水合物层的测井响应特征

3.地球化学技术

地球化学技术是识别海底天然气水合物赋存的有效手段。温度-压力的波动极易使天然气水合物发生分解，因而海底浅部沉积物中常常有天然气地球化学异常。这些异常可指示天然气水合物可能存在的位置，进而可利用其烃类组分比值（如C1/C2）及碳同位素成分，判断天然气的成因。同时，应用海上甲烷现场探测技术可圈定甲烷高浓度区，确定天然气水合物的远景分布。

在目前技术条件下，利用地球化学方法勘探天然气水合物的主要标志包括：天然气水合物沉积中孔隙水氯度或盐度的降低，水的氧化-还原电位、硫酸盐含量较低，及氧同位素的变化等。在分析地球化学数据时，应根据具体实际情况区别对待、综合考虑。

4.标志矿物技术

能指示天然气水合物存在的标型矿物，通常是具有特定组成和形态的碳酸盐、硫酸盐和硫化物，它们是成矿流体在沉积作用、成岩作用以及后生作用过程中与海水、孔隙水、沉积物相互作用形成的一系列标型矿物。

来自海底之下的流体以喷溢或渗流形式进入海底附近时，产生一系列的物理、化学和生物作用。当含有饱和气体的流体从深部运移到海底浅部时，快速冷却形成天然气水合物，并伴生有自生碳酸盐和依赖于此流体的化学能自养生物群。这些流体由于温度较低，被称为“冷泉”流体，以区别于地壳深部高温流体，是寻找天然气水合物的最有效标志矿物之一。

南海天然气水合物调查技术研究

一、基础地质与成矿理论创新研究

1.战略背景

经过60年的发展，我国已成为一个世界地质大国。主要表现在：地质科学的学科门类比较齐全，高等教育体系比较完备，有一支相当规模的科研队伍，依靠自己的力量基本上可以解决国家经济建设和社会发展中所面临的环境问题。中国的地壳结构复杂而独特，构造演化历史漫长而复杂，是研究地壳形成与演化的最理想场所，具备为世界地球科学发展做出重要贡献的优良条件。但中国目前还不是一个地质强国，主要表现在各学科的发展很不平衡，地质科技自主研发与创新能力不足，仅部分领域处于国际先进和领先水平。

2.战略目标

“十二五”期间：基本查明青藏高原大陆碰撞造山带、天山—兴蒙增生造山带和中央复合造山带的主要结构特征和演化，特别是制约成矿的地质背景。重塑中国典型克拉通早前寒武纪重大转折期地质演化过程及探讨转折期特殊环境对矿产形成的制约。在岩石、地层、构造和重要生物群落的起源与环境演化方面取得重要研究进展，解决一批制约找矿的重大地质问题，为实现找矿突破奠定基础。初步建立预测与评价方法及技术体系、典型矿床的三维矿化数字模型和成矿构造体系新模式。初步建立不同覆盖区深部找矿的勘查理论、方法和信息技术体系。

“十三五”期间：基本查明中国及亚洲大陆聚散过程及构造格架；总结我国主要碰撞造山带、增生造山带、复合型造山带的基本特征、形成演化以及成矿背景特征，建立中国大陆成矿理论体系，解决一批制约地质找矿的重大基础地质问题。深入开展地球科学前沿研究，推动地球系统科学理论体系建设，提升我国地质理论研究的国际水平。建立系统的预测与评价方法及技术体系、典型矿床的三维矿化数字模型和成矿构造体系新模式；建立不同覆盖区深部找矿的勘查理论、方法和信息技术体系。

3.战略任务

基础地质与成矿理论创新研究是基础性支撑工作，要围绕解决制约能源找矿突破的重要基础地质问题开展研究，为地质找矿工作提供基础地质和理论支撑。

以全国矿产潜力评价资料为基础，以铁、铜、铝、金等我国紧缺矿种为主攻矿种，收集多元地学信息，在重要潜力区开展大比例尺综合信息成矿预测。

围绕重要成矿域重大地质问题，在我国主要造山带开展综合性基础地质研究。

围绕重要成矿带及重大找矿工作，优先在成矿潜力大的兴蒙造山带、西南“三江”造山带、青藏高原、中央造山带和钦杭结合带开展综合性基础地质解剖研究。

针对重要、紧缺的矿产、油气以及环境问题，开展相关学科的系统研究。

为解决能源前景问题，开展前沿性科学研究。

为保障基础科研的高效继续，探讨产学研的结合新模式，形成基础科研的新机制。

二、地壳探测

1.战略背景

探测地球深部不仅是地球科学本身发展的趋势，更是人类为了寻找更多、减轻灾害、保护环境的迫切需要。自20世纪70年代以来，很多发达国家陆续启动了深部探测，通过“揭开”地表覆盖层，把视线延伸到地壳深部，获得了许多重大成果。发现了造山带山根，提出岩石圈拆沉模式和大陆深俯冲理论，极大地推动了地球科学的发展；美国在造山带下找到了大型油田，澳大利亚在覆盖层下发现奥林匹克坝超大型矿床，拓展了人类索取的空间。为缓解我国短缺、灾害频发和环境恶化的多重压力，《院关于加强地质工作的决定》（2006）明确提出“实施地壳探测工程”，提高地球认知、勘查和灾害预警水平。

20世纪80年代以来，我国虽然也开始一些深部地壳剖面研究，但总体来说，剖面数量和长度远远不及欧洲国家和美国、加拿大等水平，集数据精度较低，综合研究水平不高。

2.战略目标

围绕与环境问题，探测深部地质结构与组成，探讨大陆形成演化动力学过程及其浅层、环境响应，揭示成矿、成藏过程及灾害发生机理，开拓油气与重要矿产深部“第二找矿空间”，解决深部地质和矿产的科技瓶颈问题。

“十二五”期间：解决关键探测技术与集成技术问题，初步建立固体地球层圈立体探测技术体系；形成典型矿集区、含油气盆地、重大地质灾害区的深部探测实验基地，解决8～10个急迫的重大科学问题；完成10口科学浅钻，5口科学深钻；建立深部探测数据管理、融合与共享系统。

“十三五”期间：在10个关键地质单元全面实施深部探测，完成30口科学浅钻、10口科学深钻，解决我国主要造山带形成演化过程的重大学科问题；确定深层油气和“第二找矿空间”的主要层位，塔里木—华北陆块、青藏高原西部地区76种元素时空分布，10条地质走廊带的深穿透地球化学测量；完成首都圈、青藏高原东南缘应力应变综合监测网。

3.战略任务

针对地球深部探测，解决关键探测技术难点与核心技术集成，形成对固体地球深部层圈立体探测的技术体系；在不同自然景观、复杂矿集区、含油气盆地深层、重大地质灾害区等关键地带进行试验示范，形成若干深部探测实验基地；实现深部数据融合与共享，建立深部数据管理系统；积聚、培养优秀人才，形成若干技术体系的研究团队。

（1）开展大陆岩石圈结构探测

选择板块边界、造山带等我国大陆重要构造单元，探测其岩石圈、地壳和地表浅层不同层次精细结构，反演中国大陆形成演化的动力学过程。部署穿越我国主要造山带和地块的“三横四纵”超长断面探测网，揭示能源与重要矿产成藏成矿过程和地质灾害成灾机理的深部构造背景，创新大陆动力学理论体系。

（2）开展大陆地壳物质探测

发展地壳深部物质信息识别技术，探测中国大陆地壳千米深度的物质组成和时空分布；开展重要板块边界、地质走廊带的地壳物质联合探测试验与示范研究，建立深部物质探测技术体系；揭示化学元素时空分布与大地构造单元和成矿省的关系以及对总量的制约作用。

（3）开展重要矿集区立体探测与科学群钻

选择我国重点成矿区带，按照矿集区深部结构框架探测、矿集区浅部三维结构精细探测和科学浅钻三个层次开展探测工作，揭示重要矿集区地壳结构、壳幔相互作用和深部动力学过程对矿集区形成、演化的制约作用，加大勘查深度，提出深部找矿方向和找矿靶区。

（4）开展大陆科学钻探和超深钻

围绕重要含油气盆地的深部问题，实施30口万米深的科学超深井，揭示深层烃源岩、储集层、盖层和运移通道的分布及规模，揭示盆地上地幔精细结构及其对油气的制约，完善深层油气藏形成演化理论；在大型走滑断裂带、地震活动带和重大地质问题区，实施科学钻探，直接获取深部物质、结构信息，研究重大地质现象的本质及形成机理。

（5）开展全国地应力测量网与技术

部署跨越主要大地构造单元的超长地应力测量剖面，摸清东亚大陆动力学背景和我国现今地壳应力场；在关键地震带、地质灾害区、重大工程区和核心城市群部署地应力实时监测网，全面提高地质灾害预警预报能力。建立全国地应力观测站网，提高我国大陆内动力作用的监测能力，完善我国地质灾害监测体系。

（6）开展地壳探测数据平台及技术支撑基地建设

建设多源信息主体数据库，建立深部探测数据平台，解决多源数据的融合和集成；开展相关探测数据空间管理、数据综合解释建模、3D动态显示、海量探测数据存储和共享等专题研究；建设具有国际先进水平的地壳探测技术支撑系统及基地。

三、矿产勘查技术与装备研发

勘查技术是运用现代多种科技手段，实现多尺度、多平台、多方法找矿勘查的技术。全面提升我国地质勘查技术水平，发展从卫星到航空、从地面到深部、从野外到室内的适合不同景观区和地质条件的物探、化探、遥感、钻探和地质实验测试技术，并通过集成形成立体综合勘查技术体系。

1.战略背景

经过多年技术攻关，我国初步建立了星载对地观测技术、航空探测技术、地面探测技术、地下探测技术和地质分析测试技术等技术体系，使我国综合找矿能力大为增强。

我国地质勘查技术及装备主要依靠进口，当前突出的特点是“先进与落后并存”。具体表现在：一是在研发上落后，在拥有上先进；二是在探测仪器上先进，在数据解释软件落后；三是科研单位仪器装备先进，承担调查或勘查任务的单位仪器装备落后。地质勘查技术研发投入严重不足，人才匮乏。未能形成适合我国地质环境条件的、行之有效的勘查技术体系。仪器装备的有效载荷指标设置不能完全满足地质调查的需求，相关软件的商品化方面仍有较大差距。

2.战略目标

“十二五”期间：星载对地观测技术：针对能源探测需求，发射高光谱遥感卫星，初步形成全波段、多类型遥感数据获取能力；研制能满足能源多种需求的可见近红外、短波红外、热红外星载多光谱、高光谱等有效载荷，建立我国面向能源勘探的室内遥感超级实验场，构建能源勘探遥感的仿真实验平台。

航空探测技术：研究航磁三轴梯度和矢量测量技术、航空重力测量技术研究、航空放射性和航空电磁方法技术研究；研发低空无人机载荷技术和数据传输技术；研制适于地质找矿和地质填图的机载高光谱传感器。

地面探测技术：研发1000～1500米内的深部电磁勘查技术、500～1000米深部矿体精确空间定位综合物探技术、第四系或戈壁盐碱覆盖区金属矿勘查综合物探技术、2000米覆盖区金属矿地震精细探测技术；研制具有自主知识产权的地球物理仪器传感器及适合深部地质找矿和西部快速地质调查的高精度重力仪、磁力仪和抗干扰电法仪等常规地球物理仪器，并实现产品化；开展表生地球化学特征研究，研发新的化探扫面技术，使1:25万化探扫面可扫面积从占国土面积的67%提高到87%；开展重要成矿带区域找矿潜力地球化学定量评价技术研究和示范、30米以内覆盖区深穿透性地球化学探测技术研究和示范，研发油气化探扫面技术及相关标准等。

地下探测技术：3000米以内新型全液压动力头岩心钻机及配套设备形成完整系列；完成2000米以内全液压车装水钻机系列及配套设备研制，开发高效的深孔钻进工艺方法；完成先进、实用、高效的浅层取样钻机系列，技术水平接近国际先进水平；开展井中高精度磁测、井中电法、井中CT、综合测井等综合地下物探方法技术研究，提高我国地下物探勘查技术水平。

地质分析测试技术：针对地质调查和矿产勘查的需求，建立以现代多元素分析测试技术为主要手段的重要金属、非金属矿石、矿物中主、次、痕量化学组分和同位素实验测试技术方法体系；开展油气实验测试技术方法研究；建立海洋区域地质调查分析测试技术方法体系；开展生态地球化学、生物地球化学与界面过程关键实验测试技术、重要有机污染物和金属有机化合物分析测试技术与方法研究；进行地质实验测试紧缺标准物质的研制和地质实验测试标准方法的制（修）订；实现实验室及现场小型分析测试仪器实用化、产品化，为地质调查提供高效的现场分析测试手段。

“十三五”期间：星载对地观测技术：建立高光谱卫星测控和地面运行系统；研制全波段的地面光谱测量设备；建立多个数据获取平台，配备多套全波段、多类型传感器；研发适于地质探测的雷达卫星，开展海域油气探测技术集成研究。

航空探测技术：实现航磁三轴梯度和矢量化测量系统、航空放射性测量系统、时间域航空电磁系统国产化，全面投入勘查生产；航空重力测量系统部分国产化；研发低空无人机遥感数据精准定位技术；研制机载高光谱数据快速处理技术。

地面勘查探测技术：开展特殊景观条件下（如戈壁沙漠、倒石堆、森林沼泽、永久冻土等）500～1000米电磁勘查技术的试验应用，500～1000米主要类型矿床综合勘查技术；开展2000米覆盖区金属矿多波列地震方法技术、油气远景区带三维物化探调查及评价技术研究，形成能够用于调查、勘查的技术。

研究新的化探扫面技术：使1:25万化探技术可扫面面积达国土面积90%以上，1:5万化探技术使西部重要成矿带可调查面积达到50%，完成油气化探推断解释及异常查证技术研究，开展8个成矿带区域找矿潜力地球化学定量评价技术研究和示范、中高温热液矿床深部地球化学定量预测及定位技术、100～300米覆盖区深穿透性地球化学探测技术、稀有金属元素矿床勘查方法技术和全国尾矿利用评价技术研究。

地下探测技术：开发4000米以内新型全液压动力头岩心钻机及配套设备，开发3000米全液压车装水钻机；自动化岩心钻机达到实用阶段；新型全液压钻机实现产业化，形成基本系列，普及率达到40%左右；通过开展深部和隐伏矿勘查、危机矿山接替勘查的地下物探应用研究与示范，进行方法技术推广，提高行业勘查技术水平。

地质分析测试技术：建立起较为完善的现代矿产调查实验测试、标准物质和标准方法及同位素分析体系；建立并完善野外与海洋现场实验测试技术；建立铀矿、煤炭、盐湖等调查、勘查实验测试技术体系；探索建立针对全球气候变化研究的有机标记化合物和同位素示踪技术方法体系；研究建立生物地球化学与界面过程关键实验测试技术体系。加强地质行业实验测试信息化和实验测试队伍的建设。

3.战略任务

通过理论和技术创新研发，实现探测仪器的功能和性能的突破。按照层次清晰、大小结合、功能多样的原则研发适用于不同找矿目标的探测仪器。星载探测仪器以高光谱遥感卫星为主，通过组群组网实现大面积快速对地观测。航空勘查技术注意遥感与物探技术同步发展，以仪器研发为主，实现探测仪器的多方法集成。地面和地下探测技术实现电磁技术和深部钻探技术同步发展。分析测试仪器注重快速分析仪器的研发和精准探测结合。从注重单项探测技术的研究出发，向加强以重大环境问题为导向的勘查技术集成创新转变，实现关键技术的突破和创新。形成高精度、可靠、快速、实用勘查技术与方法技术体系。研发满足不同需求和适用不同地质景观条件的勘查技术仪器装备。

四、国际合作

在立足国内，大力挖潜的同时，积极开展国际合作，提高我国地质科技与国际影响能力，加大境外潜力调查与投资环境、战略的研究力度，获取境外勘查开发可靠信息，搭建有效防范、规避境外矿产勘查开发投资风险的信息服务平台，参与全球配置，对于维护我国的安全、经济安全意义重大。

1.战略背景

近年来，国际合作与境外矿产勘查工作成效初显。国际合作网络体系初具规模，多层次交流平台和渠道不断完善，在国际组织中影响力逐步提高。科技合作成果显著，境外地质矿产调查与研究取得实质进展，初步建立了全球矿产信息系统，并对境外地质矿产调查勘查新模式与新机制开展了有益探索。

国际合作与境外矿产调查存在的问题主要表现在：①国内外地质矿产对比研究力度不够；②境外实地矿产调查评价工作投入不足；③缺乏有效的境外地质勘查开发信息与服务体系；④缺乏国际型地学人才和队伍；⑤缺乏实施境外勘查稳定的国际合作网络；⑥缺乏具有国际影响力、以我为主的国际大科学研究。

2.战略目标

扩大国际合作国家和地区范围，引进、消化和吸收国际先进地学理论与方法技术，建立国际合作科研基地，培养和推动我国中青年地学专家参加国际地学组织，倡导并主导国际地学研究。开展境外地矿技术与管理人员培训，在境外推广我国先进的调查技术与设备。

“十二五”期间：完成全球主要型国家矿业政策和法律法规研究，与我国周边、非洲和拉丁美洲等20个丰富国家建立合作关系。

重点在地质调查与矿产勘查开发技术、全球气候变化研究、地质灾害调查监测与防治、仪器研发方面开展国际合作。培养和推动我国中青年地学专家参加国际地学组织，倡导并主导国际地学1～3项。培训境外地矿技术与管理人员，并在境外推广我国先进的调查技术与设备。

“十三五”期间：继续跟踪并更新全球主要型国家矿业政策和投资法律法规变化情况；在全球与丰富的国家建立合作机制。

在与环境领域全面开展国际合作，积极培养我国中青年国际性复合地质人才，倡导并主导国际地学大。在境外国家推广我国先进的调查技术并培训境外地矿技术与管理人员。

3.战略任务

立足国内，以国家需求为导向，国际合作遵循双边与多边、“走出去”与“引进来”相结合的原则，与科技先进发达国家开展国际合作，引进先进理论和方法技术，并推广我国领先的方法技术和设备，培训境外地矿官员与技术人员。

与环境领域理论与技术方面的国际合作。与美国、欧洲等发达国家在行星地球基础研究，环境领域调查评估、监测和预防、治理，全球气候变化，能源调查、评价与开发、综合利用方法技术，地质灾害调查评价与监测治理等领域开展合作；培养中青年科学家并扶持参加国际地学组织并在其中发挥作用；建立稳定人才培训科研基地。

以我国先进的方法技术开展国际合作，扩大国际影响。在境外推广我国数字地质填图、地球化学填图等具有优势的调查技术；积极参与国际重大基础研究，举办国际地学会议，在岩溶研究、青藏高原研究、新构造运动等为题设立并主导国际地学大。培训境外地矿官员与技术人员工作。

五、地质调查技术标准研制修订与升级

1.战略背景

50多年来，经过几代地质工作者的艰苦努力和不断探索，地质勘查标准化取得了重要进展，具备了良好的工作基础。地质勘查技术标准已经形成了较为完整的专业体系，区域地质、海洋地质、矿产地质、水文、工程、环境地质、物化探、遥感、探矿工程、地质测绘、信息资料、地质实验测试等各专业都程度不同地制定了相应的通用标准、专业通用标准、专业门类标准和一系列操作规程。根据地质勘查工作需要，先后按阶段发布了一些急需的国家标准、地矿行业标准和中国地质调查局工作标准，为各类地质勘查工作内容和方法的统一、工作精度的保证、质量的衡量、成果的验收提供了标准依据。促进了地质勘查和水工环地质调查等地质新理论、新技术和新方法在实际工作中的应用。为全面提高地质调查工作程度，实现新的找矿重大突破，增强地质环境调查监测能力，服务国民经济和社会发展需求提供强有力的标准支撑。

虽然现有的各类标准基本上满足了当前地质勘查工作的急需，但与目前地质勘查工作、技术方法和经济社会发展的需要还有一定的距离。首先，在海洋地质调查、环境地质调查、遥感、资料管理、实验测试等专业领域还有一大批新标准需要研制，区调工作尚没有制定出完整的覆盖区和城市区的区域地质调查规范、矿产勘查缺少综合整理等操作层面的技术规程，信息化方面缺少通用类标准，对专业信息化工作缺乏指导作用等。其次，原有国2标、行标中的一批物化遥、测试技术方法标准随着新技术的发展，标准已不适应，工作内容和精度要求等需要调整。第三，现行标准之间存在重复交叉现象，许多标准需要整合、拆分和调整。第四，新技术标准还需要及时、全面的推广应用。

2.战略目标

“十二五”期间：研制基岩区、覆盖区和城市区区域地质调查标准，海洋区域地质调查、环境调查与监测和海洋能源调查标准，大比例尺矿产勘查和矿产综合利用标准，地下水水质、污染、动态评价、环境、灾害等调查标准，物探、化探、遥感、钻探方法技术应用标准，地质实验测试领域分析方法和管理标准，地质信息和资料管理标准等一批新标准；修订一批不适应当前技术发展需要，而在地质调查工作中需要使用的行业标准和国家标准；升级一批技术上成熟且有广泛应用基础的局标为行业标准或国家标准。推广一批对地质勘查工作有重大影响的技术标准，使地质勘查工作的规范化程度明显提高。

“十三五”期间：研制、修订和完善重点成矿区带、重要工程区、重要经济区区域地质调查标准和基础图件编图规范，海洋地质调查与监测、海洋矿产勘查、矿产勘查、矿产综合利用、勘查技术方法，地下水调查评价、浅层地热、灾害监测和防治，地质实验分析测试、地质信息技术和资料管理标准等；搞好标准升级、推广；开展地质勘查标准体系和相关管理标准研究，全面提升地质勘查工作的标准化程度。

3.战略任务

开展急需地质调查专业领域的技术标准研制。重点研制1:5万基岩区、覆盖区和城市区区域地质调查标准、不同岩类区区域地质调查方法指南，1:5万～1:25万海洋区域地质调查、滨海湿地综合地质调查标准、海洋地质图编图规范、海洋地球物理勘查技术规程，固体矿产储量计算技术要求、陆地石油天然气调查规范和矿产综合利用标准，地质灾害灾情统计标准，井中磁测等物探标准，航空遥感摄影技术、多光谱遥感数据处理等遥感标准，地下水污染调查评价样品分析、土壤有机污染物标准方法等地质实验测试标准等。

修订一批不适应当前技术发展且标龄超过年限的行标和国标。修订岩石分类和命名方案、地质数据建设指南、地质信息元数据标准，固体矿产勘查总则、固体矿产勘查规范，矿区水文地质工程地质勘查规范、大洋金属结构矿产勘查规程，水文、工程、环境灾害地质术语，时间域激发极化、重力测量技术、地面高精度磁测技术规程，土壤地球化学测量规范，遥感解译指南、遥感地质调查技术规定，1:25万地质图地理底图编绘规范等标准。

以多媒体教学片、标准汇编和单行本，培训班、网络版等多种形式推广新技术标准。主要包括区调、海洋地质、矿产、水工环、物化探、遥感等技术标准和方法。

地质数据的信息化处理

张明　伍忠良　刘方兰

（广州海洋地质调查局　广州　510760）

第一作者简介：张明（，1957—），男，教授级高工，主要从事海洋地质、地球物理勘探和天然气水合物研究。

摘要　从1999年开始，我国已经在南海北部陆坡实施了25个天然气水合物调查航次，取得了许多重要地质成果和认识，积累了不少宝贵的勘探经验。本文将对我国天然气水合物10年外业调查技术，历程和发展做一总结，为后续的天然气水合物调查提供铺垫和借鉴。

关键词　水合物调查　高分辨率地震　样品取样

1　前言

气体水合物的发现虽然可追溯至1810年，但人们对海洋天然气水合物的认识始于20世纪70年代中期，美国在阿拉斯加北部的普鲁德湾油田得了世界上第一个天然气水合物样品。

20世纪90年代以来，天然气水合物调查研究在世界范围内迅速扩大和深入，调查研究的深度、广度以及调查技术水平大大提高。各国对水合物的研究给予了高度重视，设立了专项调查航次，目前，世界上对天然气水合物的调查研究方兴未艾，全球海域天然气水合物矿点的发现与日俱增。

从1999年开始，我国已经在南海北部陆坡实施了25个天然气水合物调查航次，取得了许多重要地质成果和认识，积累了不少宝贵的勘探经验。调查方法和调查手段也由开始单一的二维地震方法进入到了一个包含了二维高分辨多道地震、准三维多道高分辨地震为主的地球物理、地质取样、地球化学等多手段、多学科相结合的阶段（表1），并且随着勘探实践中新问题的出现，调查方法和调查手段也在不断地更新和调整之中。

表1 天然气水合物调查技术方法　Table 1 The technologies used for gas-hydrate survey in south china sea

2　地球物理调查

1999年在国内有关单位（如中国科学院兰州冰川冻土研究所和国土部广州海洋地质调查局）和学者对国外天然气水合物调查研究情况进行了跟踪调研和文献整理的基础上，国土部广州海洋地质调查局开展了天然气水合物的实际调查。地震调查是天然气水合物调查的主要方法，虽然有前人的研究和国外调查工作的借鉴，但在用什么样的方式上仍经过了充分和激烈的讨论，最终根据我们的现有条件确定调查的主要方法，因此确定了首先开展地震调查工作，用高分辨二维多道地震调查技术方法，目的是寻找天然气水合物的地震识别标志— —BSR，此外还集到更多的地球物理信息，如地震纵波速度等，同时可以利用地震资料处理手段使得BSR 等天然气水合物的地震识别标志的判别更有依据。实践证明，二维高分辨率多道地震勘探技术在海洋水合物调查中是行之有效的，不仅可以发现与水合物相关的地震异常信息，如BSR、振幅空白带、速度异常带、BSR 波形极性反转等等。而且可以揭示与水合物形成发育密切相关的中浅部地层结构、构造及沉积特征，该方法已经在我国南海北部海域水合物调查中得到成功的应用，为天然气水合物评价奠定了坚实的基础。

2.1　二维地震调查集参数的确定

调查伊始，参考了油气勘探高分辨地震调查的参数设置，随着对天然气水合物地震识别标志性质认识的提高，感觉完全按照油气勘探的方法不能达到最佳的效果，因此借助于863研究项目的支撑，从2001年开始进行天然气水合物的赋存环境及其特定地震调查方法选择研究、天然气水合物地震数据集调谐组合系统及其试验参数的选定研究，特别是开展了有利天然气水合物勘探频带和主频范围探索、研究，主要围绕“突出海洋天然气水合物存在的主要特征，即似海底反射（BSR）而展开。通过大量的实际试验和分频处理等地震勘探频率与BSR响应关系的研究，认为：0～40 Hz频段滤波，BSR 可以连续追踪，地层细节不清晰；40～70Hz频段滤波，BSR 连续性较好，地层细节也较为清晰；当滤波频率为100～120H z时，海底和BSR强反射界面变成多个反射界面，某些地层细节可以突出，对BSR的连续性识别不利。及120～150Hz水合物特征基本不变化，对水合物特征的识别贡献不大（图1～3）。

通过地震勘探频率与BSR 响应关系的研究，认识了我国南海北部陆坡水合物地震勘探的最有利勘探频带和主频范围，从而，为综合研究“水合物勘探缆源沉放深度、虚拟反射等一系列调谐组合参数”从而确定外业集参数奠定了基础。根据确定出来的勘探频带为10-120 H z和主频为40-70 H z的原则，模拟计算出来的结果表明（图4）：震源和电缆的沉放深度为5米和6米的组合较为合适。这样在同样的激发能量的情况下，将主要的能量集中在主频范围内，可以提高集资料的信噪比，突出BSR的识别，同时兼顾BSR 与地层反射界面关系的识别，而且有利于海上的作业开展，初步形成了一套适合于我国南海北部陆坡天然气水合物勘探的高分辨率二维地震勘探技术方法。

根据上述的研究成果，在南海天然气水合物高分辨率二维地震勘探用的集参数基本上得到了遵循（表2），以及后续的高分辨率准三维地震调查也是参考了这些参数。

图1 高截滤波分别为40Hz和70Hz时的效果对比图Fig.1 The com pares in different high cut filter

表2 南海北部陆坡典型的调查参数表　Table 2 The typical seismic param eter used in south china sea gas hydrate survey

2.2　准三维多道地震调查

随着天然气水合物勘查的深入，围绕钻探的要求，在“863”课题“南海北部海域天然气水合物首钻目标优选关键”的成果基础上逐步发展完善高分辨率准三维地震调查。在原来高分辨率二维地震集技术的基础上，主要考虑了通过对面元大小等准三维集参数的优选，利用R G PS相对定位技术，对震源中心、电缆头部和电缆尾部进行了定位，以“震源中心”、“电缆头标”、“电缆尾标”为基本节点，罗盘数据为基本的方向数据准三维缆源定位技术、准三维调查“导航定位网络配置”技术以及优化和改善震源稳定性，最终形成三维数据体。

图2 HD173-2近道单次剖面（40～70Hz滤波）Fig.2 The result picked on near channel（Filter 40～70Hz）

实际上从2004年开始在南海北部开展水合物三维地震调查，获取了调查区的三维地震信息，使勘探目标得到有效归位，获得了更为清晰的天然气水合物地震响应信息（图5），同时还解决了常规二维地震调查所不能解决的一些问题，如获得精细的三维速度分析体、准确的地层偏移地球物理信息、水合物富集层内的细致信息、利用三维可视化技术分析水合物钻探目标的空间分布特征等[1]，提高对天然气水合物有利目标的评价精度。通过开展准三维高分辨率地震调查，无论是BSR、振幅空白带，还是BSR 下的增强发射都得到比二维资料更清晰的反映[2]。

3　样品集

在天然气水合物的调查中，除了地球物理调查外，从2001年开始进行以天然气水合物为调查目的地质样品集，目的是通过不同的取样手段获得与水合物有关的沉积物样品，从而为进一步的测试提供基础。根据底质和对样品本身要求的不同，站位地质取样调查主要用以下的取样方式：大型重力活塞柱状取样、重力柱状取样、抓斗取样、深海拖网取样和保温保压取样（图6）。前四者在地质调查航次中已经普遍用，而保温保压取样只是在部分航次调查中进行了尝试。

图3 HD173-2远道单次剖面（40～70Hz滤波）Fig.3 The result picked on far channel（Filter 40～70Hz）

在这些手段中，箱式取样、抓斗取样、电视抓斗取样都是集海底浅表层0～50 cm的底质样品，箱式取样能集到表面原状不扰动样品，电视抓斗则是根据甲板监控有选择性集海底表层样品，例如贝壳、碳酸盐岩结壳等。拖网主要是获取海底表层块状或大粒径的目标物，例如海底生物、岩石、贝壳等。重力柱状取样是集短柱状样品，长度一般小于300 cm，大型重力柱状取样器和重力活塞取样器能集相对长的柱状样品，一般在500 cm～1200 cm 之间。保温保压取样是对重点目标区域集原状海底柱状样品。

10年里，总共执行了17个地质（综合）航次的调查，共取得表层样共225个，重力柱状取样833个，重力活塞取样226个等（表3）。

由表3可以看到无论从取样站位和现场测试项目，根据天然气水合物地质和地球化学调查的目的，柱状（包括活塞）是天然气水合物调查样品取样的主要手段，也是比较有效的手段，但鉴于目前分析的SMI界面深度，今后要考虑的是增加取样的长度。至于保温保压取样，过程及作业比较复杂，因此，使用此种手段应更有针对性。

图4 缆源沉放深度与地震频响示意图Fig.4 The calculation results of frequency response with streamer/source depth

表3 2000～2008年地质样品集完成的工作量（单位：测站）　Table 3 The statistics of sampling stations

图5 天然气水合物准三维地震调查效果Fig.5 The result of pseudo 3D seismic survey of gas hydrate

3.1　海底摄像资料集

深海摄像系统为拖缆作业，工作时安装在拖缆末端的水下信标可以获取图像对应的水下位置信息；同时也可以在深海摄像系统的水下单元上安装传感器以获得相应的测线信息，如安装甲烷传感器对海底天然气水合物的特征判别等等。

自1999年开始以天然气水合物为调查目的深海摄像数据集以来，深海摄像系统先后执行了17个航次，完成深海摄像共325个测站。其中2001年，在某测站发现天然气水合物赋存标志——碳酸盐结壳。该站位位于调查区中部海槽北部陆坡上缘，拍摄区间水深1080米至11 30米。该海底碳酸盐结壳分布有较多圆形孔穴，空穴边缘多呈直角，明显不同与其他地区见到的生物孔穴（图7）。

2003年，在另一站位发现了水合物之赋存的又一标志——双壳类生物及菌席以及2008年在另一测站发现了大面积块状的碳酸盐结壳，此测站发现的碳酸盐结壳无论从其规模、固结程度、厚度方面都强于其它测站。

在海底摄像的调查中，尽管没有直接发现天然气水合物。但是，具有重要代表特征的碳酸盐结壳以及双壳类生物及菌席的发现，对我们认识天然气水合物具有重要的指导意义。

3.2　地温资料集

由于天然气水合物赋存于高压低温的环境中，因此开展地温梯度测量，从而了解调查区的温度和压力变化以及热流等也是有必要的。在我们的天然气水合物的地温场测量中，主要用的是Ewing型设备，即在海上进行地温梯度测量，同时将集的沉积物样品在室内进行热导率测试，然后进行热流计算。Ewing型设备是把装有热敏电阻的小型探针按不同角度在钢矛或取样管（包括重力取样和活塞取样）外壁的不同位置上，由小型探针测量出不同深度沉积物的温度，求出原位地温梯度，而同步集的沉积物样品在室内进行热导率测量，由地温梯度及热导率值计算出沉积物热流值。

图6 海底浅表层取样设备Fig.6 equipments of sampling

自2004年开始进行以天然气水合物为调查目的的海底地热流测量，在2004年～2008年共5年中，先后执行了9个航次，完成海底地热流共212个测站，室内热导率测量811个。

但从调查的结果看，BSR 导出的热流值与实测热流值、热流估算的天然气水合物稳定带底界与BSR 深度是有差异的，其原因可能有二。一是实测的地温梯度只反映了浅表层的几米情况，地温梯度往下（几百米内）的变化趋势遵循什么规律需要进一步研究；二是从实测数据计算的结果反映的是区域的背景值，而恰好有天然气水合物赋存的地方（BSR显示）就与区域背景有差异（异常）。究竟是什么原因值得深入研究，才能更好得发挥其在天然气水合物调查中的应用。

图7 通过海底摄像发现海底碳酸盐结壳。左图为海底摄像位置，右图为拍摄到的海底碳酸盐结壳Fig.7 Carbonated crust from video survey Location（left）and Carbonated crust（right）

4　小结

天然气水合物勘查方法主要包括地球物理方法、地球化学方法及地质方法。其中，地震勘探方法是目前最为广泛的天然气水合物勘探方法，其实质是发现沉积物中分布的水合物的底界在地震剖面上形成的异常响应——似海底反射（BSR）。此外，通过地球化学勘查技术识别海底浅部沉积物中的天然气地球化学异常，也能够为圈定水合物矿体提供重要佐证。

当然，随着技术的发展和天然气水合物勘查的需求，还有其他的技术在探索应用，如O BS技术已经开始应用于水合物调查中，以及可控源电磁法也准备投入应用，这都基于能获取更多的信息（如横波）和天然气水合物电阻特性考虑的。

参考文献

[1]梁金强，郭依群，沙志彬等.南海北部神狐海域天然气水合物准三维地震调查（2005年度）成果报告（内部报告），2006

[2]张明，伍忠良，天然气水合物BSR的识别与地震勘探频率海洋学报”，2004

Study of Explorational Techniques for Gas Hydrate in South China Sea

Zhang Ming Wu Zhongliang Liu Fanglan

（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760）

Abstract:There are 25 cruise he been carried out for gas hydrate since 1999 in South China Sea.And there are different ways he been used to try getting more information and evidence for gas hydrate in South China Sea.The article tell the experience in these activities.

Key words:Gas hydrate survey,High resolution seismic,Sampling

信息化、数字化推动物探技术进一步发展

一、内容概述

地质数据的信息化处理主要是利用计算机的快速运算功能，来实现各种数学模型的解算，达到压制干扰、突出有用信息的目的，并且对有效信息进行分析和综合。其内容包括物探方法模型的正、反演计算，化探及地质编录数据的统计分析，矿产储量的计算与统计，工程岩土力学和水力学计算，钻井（孔）设计等。此外，还包括大量日常工作的数据换算。随着以地质数据多元统计分析为基础的数学地质理论与方法迅速发展，以及矿产统计预测理论和方法的完善，已经涌现出大量的应用软件。

二、应用范围及应用实例

（一）成矿过程模拟

地质成矿过程计算机模拟也称为地质过程数学模拟或地质过程定量分析，它是近20年来在计算机地质应用领域里迅速发展着的一种仿真技术。地质工作者可以将概念模型及其相应的方法模型看作实验工具，通过改变各种条件和参数来观察它的反应，从而定量地揭示各种地质中影响因素的相互关系以及变化趋势和可能结果。

当前发展的最为迅猛的领域是石油天然气勘查领域的盆地模拟、油气成藏动力学模拟和油藏模拟，其已经进入了预测评价的实际应用阶段。所存在的主要问题是没有实现油气系统分析的信息化与定量化，缺乏油气成藏作用所依存物质空间的三维再造，未能顾及各地质作用之间的控制和反馈控制关系，难以描述油气运移聚集的非线性过程。

（二）数字油田

数字油田在经历了理论研究（1991～1999年）、探索实践（2000～2004年）、实际应用（2005年至今）等发展阶段之后，逐步演变为石油上游企业全面的信息化解决方案，并渗透到石油勘探、油藏评价、开发和生产各业务领域，对提高石油勘探开发效率和提高收率发挥了越来越大的作用（许增魁等，2012）。

数字油田是油气田企业在互联网时代信息化建设的必然结果，并且伴随着IT技术快速发展和深入应用而不断提升、完善和发展。随着物联网（国际电信联盟于2005年正式确认物联网概念）技术广泛应用，为数字地球向智能地球、智慧地球发展创造了核心技术条件。在此背景下，智能油田、智慧油田概念也相继出现。

智能油田、智慧油田是数字油田发展的高级阶段，是在数字油田基础上提出并发展出的一对姊妹概念。IBM认为，智慧油田借助先进的计算机技术、自动化技术、传感技术和专业数学模型等建立覆盖油田各业务环节的自动处理系统、模型分析系统与专家系统，是能够全面感知、自动操控、预测趋势、优化决策的油田；智慧油田借助业务模式和专家系统，能够全面感知油田动态、自动操控油田活动、预测油田变化趋势、持续优化油田管理、虚拟专家油田决策、智能管理油田。

事实上，IBM早在2005年就与挪威国家石油公司合作建设智慧油田，实现了以下主要目标：能实时无线感知地下油田运行的情况，现场“智慧”地管理，延长了油田寿命并提高了产量；将海上的油井监控和管理功能整合到岸上的岸基设施中，从而降低了成本，提高了生产效率；通过增强信息共享，加强了各业务领域之间的协作。沙特阿美石油公司（Saudi Aramco）提出了监测、优化、集成、创新4 个层次的智能油田建设方案，通过井下传感器、智能完井技术、自动化技术、数据整合、数据管理和挖掘、建模和分析以及一体化运营集成环境建设，及时掌握生产状况，提高井下作业效率，进行业务流程优化，利用远程监控与预警等手段，实现降低作业成本和提高油田油气收率的目标。

（三）钻井模拟

钻井模拟技术可为降低钻井成本和施工风险、提高钻井速度提供有力的决策支持，目前仍然是国外的研究热点，基于虚拟现实技术的钻井模拟系统是钻井模拟技术研究与应用的主导方向（孙旭等，2012）。

20世纪80年代，国外提出了开展钻井模拟研究和研制钻井模拟器的设想，美国的Amoco石油公司、Superior石油公司、Halliburton公司、加利福尼亚大学等多家公司、研究机构及院校对此进行了研究。Amoco石油公司于1983年建立了一套完整的钻井模拟系统，率先实现了钻井过程的高度模拟。1986 年，国外钻井模拟技术趋于成熟，钻井工艺流程操作训练培训模拟、钻井过程模拟、钻井技术经济评价模拟等3个主要研究方向上均形成了成熟的产品，并在钻井生产、培训等方面进行了应用，取得了可观的经济效益。

三、资料来源

孙旭，赵金海等.2012.国内外钻井模拟技术现状及展望.石油钻探技术，40（3）：54～58

许增魁，马涛等.2012.数字油田技术发展探讨.中国信息界，（225）：28～32

关于燃气锅炉应用的几点探讨:锅炉燃气

信息技术的进步使整个经济结构和社会面貌发生了惊人变化，也给物探技术发展带来重大影响。20世纪90年代以来，物探仪器在数字化的基础上，进一步向智能化、信息化发展。大多数仪器实现了在计算机控制下的程序化、自动化操作。全球卫星定位、激光测距等新技术的应用，提高了物探测地工作的精度和效率。网络化、数据库技术、地理信息系统的应用和计算机成像技术的进步，使物探资料的处理、解释和成果显示方式发生了质的变化。涌现了一系列高性能的软件系统和各具特色的专家系统，融入了现代信息技术新成就的物探技术体系正在快速完善和提高，我国物探技术体系取得了一系列可喜的进步。

1.航空物探技术继续向全能化方向发展

为了适应南海大区域范围内的高精度航磁连续测量，发展了大量程高样率的磁力探测器，完善了导航定位技术；实现了固体矿产航空物探的1:2.5万及1:1万大比例尺工作的试验；多道航空伽马能谱仪的引进和应用以及我国自己开发的航磁水平梯度仪成功地进行了试飞，提高了航空物探的应用技术水平。此外，进一步开发超轻型飞行器进行航空物探，从而大幅度地降低了成本，显示了我国航空物探技术的特色[7]。

2.海洋物探技术水平明显提高

多波束和深海海底探测系统等现代装备的引进和投入使用，使我国海洋调查工作的水平明显提高。在大陆架油气调查中，海上三维高分辨率地震技术得到发展和普遍应用，开始了对天然气水合物的勘查。利用卫星测高技术编制了南海全区的重力图。我国海洋物探技术与国际水平的差距有所缩小[8]。

3.三维高分辨率地震技术达到新水平

三维高分辨率超多道遥测遥传地震勘探仪器的投入使用，高性能地震资料处理和自动解释软件系统及超大型并行处理机的出现，使我国物探勘查开发复杂构造、岩性油藏的能力有很大提高；发展了油气预测、油气藏描述、油气藏模拟及开发动态监测等地震勘探新技术，我国油气地震技术达到了世界先进水平。我国煤炭工业部门在煤田精查和开发工作中创造性地发展了小面元高分辨率三维地震技术，达到了世界领先水平[9]。

4.金属非金属矿物探方法进一步完善

大功率时域激电、双频和多频激电技术得到发展。各类主动源和被动源电磁法逐步形成系列并被推广使用，高精度重、磁方法，地下电磁波、弹性波及多种层析成像技术的进步，使金属非金属矿产的勘查深度和分辨能力有了新的提高。金属矿地震法的进一步试验研究取得一定效果，压电、震电磁方法也进行了试验。开发了具有我国特色的重磁三维反演、大地电磁和常规电法解释工作站。成功地试验了高温超导磁强计。我国金属非金属矿产物探方法在寻找深埋和物性差异不大的矿床方面取得了较大进展[10]。

5.水文、工程、环境物探新方法不断出现

按照市场和社会需求，尤其是大规模基础建设的需要，研究开发了为大型工程基础稳定性探测的物探方法系列、监测大型建筑构件内在质量的物探方法，以及探测掩埋物或遗弃物体的物探方法。研究出一系列适应于探测“超浅”、“超微细”、“更深”、“更难识别”目标的方法组合或变种，其中包括更密的点距、更多的测量道数、更宽的频率范围、更大的功率，以及功能更多、操作更方便、智能化程度更高、显示结果更直观的硬件和软件系统[11]。

社会主义市场经济体制的确立和全面开放的战略决策大大促进了我国各行各业高新技术的引进和应用，也为我国物探技术进步创造了一个比较好的环境。不可避免的是，在此期间，我国社会上也曾出现过一些从国外传入的，貌似高新技术的“洋江湖物探”方法。诸如，用耳朵听的方法，所谓“第五种力（艾菲）”和“氢微子探测技术”等。尽管这些方法的“神奇效果”一度有所传播，但都经不起科学的检验和实践的考查[12,13]。

研究

第36卷第29期　　　　　　　　　　Vol.36No.29山西建筑　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年10月Oct.　2010SHANXI　ARCHITECTURE

?水?暖?电?气?

文章编号:100926825(2010)2920162202

关于燃气锅炉应用的几点探讨

刘　品　何雪冰

摘　要:陈述了燃气锅炉的发展前景及发展优势,对影响燃气锅炉效率的主要因素进行了探讨,并且提出燃气锅炉经济

运行的具体措施,以期在满足使用需求的同时保证和改善大气环境质量。关键词:燃气锅炉,效率,节能中图分类号:TU996.7文献标识码:A

　根据国家发改委和各地的节能环保要求,为保证和改善

大气环境质量,大力推广和使用了清洁能源,许多城市正在将燃煤锅炉改为燃气锅炉。在许多煤改气城市,燃煤锅炉供热已有几

温度。另外,间供暖,除锅十年历史,而燃气锅炉供热自19年才陆续开始启动,实际运行只有几年的历史,在设计和运行等方面皆缺乏经验,。天然气是十分可贵的能源,,如何实现燃气锅炉的节能运行,。

排烟热损失是燃气锅炉热损失中最主要的一项,它主要取决于排烟温度与过量空气系数。通常,燃气锅炉的排烟温度较高,燃气热水锅炉排烟温度一般为150℃～180℃,燃气蒸汽锅炉排烟温度一般为200℃～250℃。排烟温度偏高,导致锅炉的热效率降低。排烟热损失随排烟温度的升高和空气系数的增大而增大。燃气锅炉排烟中含有蒸汽,过热蒸汽是烟气中热量的主要携带者。因此,燃气锅炉排出的烟气中除显热外,还有大量潜热,这部分热损失的大部分(约70%)可以通过接触式换热设备进行回收。烟气露点一般为58℃,如果将排烟温度降到烟气露点以下,通过回收蒸汽潜热可有效地提高锅炉热效率,约7%～9%[2]。

1　燃气锅炉的发展

,,在限制燃煤锅炉建设的同时,已要求现有的燃煤锅炉逐步改烧天然气。

燃气是一种优质、高效、清洁的气体燃料,用燃气取代煤作为锅炉的燃料可以大大地减轻对环境的污染。这是因为燃气的灰分、含硫量和含氮量均比煤低,燃烧后产生的烟气中粉尘量极少,硫和氮的氧化物也比较少,容易达到国家对燃烧设备烟气排放越来越高的标准。同时没有燃煤时所需要处理的大量灰渣,以及煤在运输、储存过程中散发的有害气体和粉尘。而且,燃气的管道输送减少了城市运煤和灰渣的车辆所带来的大气污染、噪声、交通拥挤等一系列问题。因此,燃气锅炉以其优质高效、环保效益突出的特点在全国各地得到了越来越广泛的应用。

2.4　锅炉排污热损失

对于燃气热水锅炉,由于排污量较小,系统水容量大,排污热损失可以忽略不计。在GB50041292锅炉房设计规范中规定了低压蒸汽锅炉的排污率不宜大于10%,但该规定侧重燃煤锅炉根

据节约能源的要求和燃煤的经济性提出的。对于燃气蒸汽锅炉,由于燃料品质高、价格高,排污热损失必须引起足够的重视。据资料统计,燃气蒸汽锅炉在额定工况下,排污率每降低2%,排污热损失率可以减少约0.5%,有一定节能潜力。

2　影响燃气锅炉效率的因素2.1　气体不完全燃烧热损失

燃气锅炉在燃烧良好的情况下,气体不完全燃烧热损失较小。根据燃烧器厂家提供的数据,燃烧器的燃烧效率一般为

99.0%～99.5%,即气体不完全燃烧热损失率为0.5%～1.0%。

2.5　补水热损失及凝结水热损失

对于燃气热水锅炉,由于热网泄漏,系统补水也会造成热量的损失。据相关资料计算,对于燃气热水锅炉,在不同供回水温度下,补水率每降低

1%,补水热损失率可以减少1.8%～4.5%,对于燃气蒸汽锅炉,凝结水回收率每降低10%,凝结水热损失率增加约1.05%,有一定节能潜力[2]。

但在燃烧不良的情况下,气体不完全燃烧热损失率很高。燃气锅炉不同于燃油锅炉,燃气锅炉燃烧不良时往往不产生黑烟,加之使用单位很少配置烟气分析设备,直观上很难判断。

在燃气锅炉调试时,应由调试人员对各种工况进行认真调试和检测,使燃气锅炉达到最佳的燃烧状态。宜选择具有比例调节功能的燃烧器,它能够随着供暖热负荷的变化自动调节燃气与空气的配比,使其保持较高的燃烧效率。

3　提高燃气锅炉运行经济性的措施3.1　对低效率燃气锅炉进行技术改造

伴随燃气锅炉的广泛应用的同时,大量燃气锅炉投入运行后出现了燃气耗量高、冷凝水造成锅炉严重腐蚀、沿袭燃煤锅炉管理方式等诸多问题,甚至出现了安全事故。如何在保证锅炉运行质量的基础上降低燃气费用,延长锅炉使用寿命,保证燃气锅炉安全稳定的运行,提高设备管理水平等问题亟待解决。建议对低热效率的燃气锅炉进行技术改造,同时降低排烟温度,对使用期未

2.2　散热损失

锅炉房散热损失主要包括锅炉散热损失和锅炉房范围内其他的热力设备、汽水管道及烟、风道等的散热损失。其中锅炉散热损失率一般为1%～2%,已在锅炉热效率计算中考虑。由于其他散热损失一般都不会太大,而且一般中小型锅炉燃烧用空气取自锅炉间,散热量可以加热锅炉间的空气,提高锅炉燃烧的空气

收稿日期:2010206226

作者简介:刘　品(19852),男,重庆大学城市建设与环境工程学院暖通专业硕士研究生,重庆　400045

何雪冰(19572),女,教授,重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆　400045

第36卷第29期　　　　　　　　　　　　　　山　　　

2010年10月文章编号:100926825(2010)2920163203

SHANXI　ARCHITECTURE

西建

Vol.36No.29筑　　　　　　　　　　　　　

Oct.　2010

?163?

储油罐区的布置及防雷防静电设计探讨

赵丽新

摘　要:结合储油区的特点,以具体的例子为背景,从油罐选型、储油区布置设计、防火堤设计、防雷防静电设计四方面详

细阐述了储油罐区的布置及防雷防静电设计,以确保储油区的安全。关键词:油罐选型,储油区布置,防雷设计,防静电设计中图分类号:TU761.1文献标识码:A

0　引言

油料是易燃易爆物品,而油库储油区往往存储量大,且存储

集中,同时,地面油罐处于露天环境下,受外界影响尤其是雷**响较大,一旦防雷防静电措施不利或其他原因发生爆炸,后果不堪设想。特别是收发作业较多的油库,人员出入频繁,油罐安全满十年的运行锅炉升级改造,,提高热效率。

尤为重要。防雷防静电作为保证地面油罐雷电安全的重要措施,其地位及重要性不言而喻。

,我们以5m3的4个油罐,储存90号,0。所以燃气管路必须严格检漏,炉膛内要有必要的联锁保护控制系统,锅炉房要有燃气泄漏监测报警装置和通风设备,用防爆电器。

锅炉应有严格的启动顺序控制系统,燃气锅炉在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道,排除炉内可能积存的可燃气体。锅炉燃烧器必须安装熄火安全保护装置,一旦出现熄火现象,二次点火前也必须进行吹扫并按正常点火程序进行。另外燃气锅炉由于泄漏或某些意外原因引起燃气泄漏,在燃气浓度到爆炸下限以前也需要水喷雾灭火系统保护。利用水喷雾的混合稀释作用,使燃气的浓度降低,可起到防火的效果。所以,为保证燃气锅炉的正常运行,还必须加强各种安全保护手段,降低事故隐患。

3.2　,特别是没有自控系统的中小型燃煤锅炉房,,常常为保证供热质量,超需求供热,造成能源的极大浪费。但是加强燃气锅炉运行自动控制,自动化控制系统可达到比较精确的控制,实现供需平衡,节约能源,降低运行成本。根据有关资料,锅炉房用微机监控系统可以及时检测运行参数,自动调整锅炉运行工况,满足负荷变化的需求。根据负荷情况合理配置工况,保证按需供热,供暖期可以实现节能10%以上。

随着工业的进步,锅炉节能自动控制大势所趋。可以在系统的锅炉一次供、回水之间加一个电动调节阀,可以通过室外温度来控制阀门的开度,从而达到控制锅炉的大、小火。减少了燃气的消耗,同时也不必要手工来频繁启停锅炉,最终可以达到节能的目的。

4　结语

燃气锅炉用的清洁燃料有利于保护大气环境,虽然燃气市场现状在某些方面对燃气锅炉的发展有所限制,但从长远来看,用燃气锅炉供暖将是未来供暖行业的趋势。同时,最近两三年的燃气能源形势已经变得非常严峻,以至于如何合理地节约使用现有能源已经到了迫在眉睫的程度。所以,对燃气锅炉供热系统进行节能分析与改造,将会带来可观的经济效益和社会效益。参考文献:[1]　车得福,刘.供热锅炉及其系统节能[M].北京:机械工

业出版社,2008:79,113.[2]　王建国,杨宏斌,王　峥.燃气供热锅炉房节能技术分析

[J].煤气与热力,2007,27(8):67270.[3]　王善武.我国工业锅炉节能潜力分析与建议[J].工业锅炉,

2005(1):1216.[4]　张立伟,马云飞.排烟损失与锅炉经济性的分析[J].中国科

技信息,2005(20):79.

3.3　提高锅炉燃烧器前燃气压力的稳定性

锅炉燃烧器所需的燃气压力相对较高,一般达0.005MPa～0.03MPa,且小时流量较大。保证锅炉燃烧器前的燃气压力稳定,对燃烧的工况与安全运行有很大关系。燃烧器前的压力若有增减,燃气流量也会增减,压力不稳定,会造成燃烧不稳定,甚至引起回火和脱火。所以应设置专用调压装置和民用气分开设置,以减少其他用户由于负荷的变动造成锅炉燃烧器前的压力波动过大而引起的事故发生。

3.4　加强燃气锅炉的防爆防火控制

燃气是一种易燃、易爆、有毒性气体,没有颜色,虽有一定的气味却难以凭嗅觉及时发现。如果燃气漏入停运的炉膛或空气

Discussionontheoperationofgas2firedboiler

LIUPin　HEXue2bing

Abstract:Thispaperdescribestheadvantageandprospectsofgas2firedboiler.Themaininfluencingfactorsforefficiencyofgas2fired

boilerareanalyzedandsomespecificmeasuresofeconomicoperationforgas2firedboilerareproposedinthispaper,tosatisfytheusingrequirementandinprovingtheatmosphericqualityatthesametime.Keywords:gas2firedboiler,efficiency,energy2sing

收稿日期:2010206221

作者简介:赵丽新(112),女,硕士,副教授,后勤工程学院军事供油工程系,重庆　400016

油田地质档案中非结构化数据管理模式探索

针对地质对象的复杂性，难以用传统的CAD方法进行三维地质模拟，法国南锡大学Mallet教授于1989年提出地质对象计算机设计(Geological Object Computer Aided Design，GOCAD)的研究。经过近二十年的发展，该所取得的成果已经广泛应用于石油、天然气工业等领域，取得不菲的成就。

北京大学从1992年开始，开展三维地质空间信息系统(Geological Spatial Information System，GSIS)研究，欲建立供地质信息共享、数据分析处理、决策支持和科学研究与教学的信息系统(李魁星等，1999)。

英国地质调查局(British Geological Survey，BGS)从2000年开始开展了一个为期5年的数字地学空间模型项目(Digital Geoscience Spatial Model Project，DGSM)的研究(Smith，2005)，欲建立一个共享的全国范围内的三维地质模型，供具有权限的用户使用。目的在于将英国地质调查局所拥有的地质数据，经过有经验的地质专家和信息技术人员的共同努力，将隐藏在地下的地质信息以数字模型的形式揭示出来，并用可视化的形式供客户开发和利用。

波兰率先建立了欧洲范围内的第一个国家级的三维地质模型，用于地热评价与管理等领域(Malolepszy，2005)。

从1990年开始，受加拿大联邦与地方基金的支持，提出国家地质测绘(National Geoscience Ming Program)(Keller et al.，2005)，用来促进交叉学科的发展，并致力于建立一个区域级的三维地质模型。先后在 Manitoba地区建立了水文地质模型，用来进行水保护研究。又在2000年前后，利用数千个钻孔数据，用一定的插值方法建立了区域地质模型，进行地下水调查研究(Logan et al.，2001；Sharpe et al.，2002；Thorleifson et al.，2003)。

同济大学朱合华和李晓军(2007)从当今信息化技术在岩土及地下工程的研究现状与趋势出发，在数字地层(朱合华，1998)的基础上，系统完整地提出了数字地下空间与工程(Digital Underground Space and Engineering，DUSE)的概念，即为地下空间与工程提供开放的信息组织方法和信息发布框架，建立完整的数据标准及数据处理方法，并提供可视化手段及相关软件。对地下空间与工程的基本理论框架体系进行了研究，分别从工程、信息、服务和软件架构四个角度对体系进行描述和定义，给出了地下空间与工程的数据分类体系与数据标准化方法，将地下空间与工程中的对象建模分为地质体建模、地下管线建模和地下构筑物建模三大类。本书则是在该系统下地质建模方法的核心研究内容。

天然气制甲醇仿真实验控制回路操作方法

李燕

(中国石油化工股份有限公司西南油气分公司信息中心档案馆)

摘要 本文针对非结构化数据管理中存在的问题，分析了西南油气田地质档案非结构化数据管理特点，提出了数据集、数据存储、数据管理与数据利用的技术架构，并对非结构化数据的管理、应用进行了深刻剖析，总结出了以技术解决方案、行政管理模式和数据服务三位一体的管理模式，为油田地质档案中非结构化数据的管理与应用探索出了一个有效的模式。

关键词 非结构化 数据存储 地质档案 应用 管理

0 引言

随着我国经济建设的不断发展，信息越来越成为企业或者组织的核心和命脉。对于信息密集型的石油行业来说尤其如此。在多年的生产实践中，国内的石油行业已经发展出了针对大部分信息的数据综合管理、数据应用、企业标准和行业标准等技术和成果，极大地支撑了石油勘探开发的各个过程。然而，和国外的石油公司相比，在信息的协同、分析、挖掘、共享、决策支持、集群计算上还存在一定的差距，这其中的核心要点就是如何对非结构化数据进行有效的存储和利用。

对于典型的石油工业企业来说，信息存在于各种载体中，例如纸质的书籍或者论文、PDF文档、图形图像文件、扫描件、电子书、光盘等，这些信息最终都可以转化为非结构化数据。而对非结构化信息的管理需要面对如下问题：

高容量：非结构化数据通常是一个或多个文档、图件、多媒体等，容量在百兆、千兆级的比比皆是。

异构化：非结构化数据的来源、格式、载体都各不相同，难以进行统一的管理和检索。

复杂性：非结构化数据因其高容量、异构的特点，在存储、检索、过滤、提取、分析和挖掘方面非常复杂。

再处理：非结构化数据在定制、交换、加密方面存在大量的个性化需求，格式的差异和多样性也导致了对这些数据的再处理非常困难。

本文即是对这些问题进行详细的讨论和研究，结合油气田地质档案非构化数据的存储与利用，探讨一种可行的方法和合理的解决方案。

1 非结构化数据管理的技术架构

非结构化数据与结构化数据相对，系指不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据即称为非结构化数据，包括所有格式的办公文档、文本、、XML、HTML、各类报表、图像和音/信息等。

西南油气田通过配置和集成软硬件产品，设计并实施了适合非结构化数据存储与利用的技术架构，由低到高分别是数据集(预处理)、数据存储、数据管理、数据使用(图1)。

图1 非结构化数据存储与利用的技术架构图

数据集是非结构化数据管理最基础的过程，是把原始的或者第一手的资料转化成可供处理的数字化信息的关键步骤。

非结构化数据存储是把勘探科研、生产、管理中产生的文档、图件、专著存放在数据库或者文件服务器上。一般用两种方式：一是把非结构化数据转换成二进制流，存放在关系型数据库中，同时一并记录相关的信息(可自定义)；二是把非结构化数据保存到目录服务器上，在关系数据库中只记录目录服务器上的索引信息和信息(可自定义)。图2示意了这两种方式。

图2 非结构化数据存储示意图

数据管理是对已经存储成功并且经过了结构化的信息进行再处理，包括数据的分类、检索、元数据化、标准化、统计和归并。

数据使用是非结构化数据管理的最终目的，信息如果不能交流、共享，那么一个组织产生的信息再多，也不免成为信息孤岛。用基于.net和Web Service体系架构，为信息的共享和协同提供了技术上的保障。

2 非结构化数据管理应用解析

西南油气田按非结构化数据管理的技术架构开发并组建了西南油气田地质资料管理平台体系，对非结构化数据的管理实现了6大功能：非结构化数据的整理、元数据、基于索引服务器的全文检索、索引编制、任务管理、知识管理(表1)。

表1 中石化西南油气田非结构化数据管理功能统计表

2.1 非结构化数据管理的功能架构

西南油气田地质资料管理平台是一个完全的B/S模式资料管理系统和信息发布系统，其中，地质资料管理系统包括用户管理、机构管理、权限管理、日志管理、数据管理、资料上传、资料整理、资料审核、元数据、资料检索。信息发布系统包括资料借阅、资料上传、在线浏览、资料检索、下载。

除了能够完成资料管理和信息发布的功能外，还依据自身的工作方式，在平台中加入了本企业元素，如：资料属性的自定义、用户功能选择、借阅流程与归档著录一体化流程的植入、上传和下载的压缩与加密、用户与安全方案的自动绑定，新到资料的查询、个性化报表的查询和打印、催还信息的发布等。主要功能架构如图3。

图3 功能架构图

2.2 西南油气田地质资料非结构化数据管理的主要特点

2.2.1 地质资料及文档的包装和结构化

在数据存储方面，用了基于Web Service数据访问层组件，通过修改设置可以分别连接Oracle 9 i数据库、SQL Server 2000数据库等多种数据库，用户可以根据需要选择。地质资料及文档的包装和结构化是指在数据集和存储方面用了“资料体-文件体”的二元封包方式。对所有类型的文件或者文件集合都可以定义为资料体，同时用元数据对资料体进行描述；从逻辑上来说，资料体是一个或者多个文件实体的集合，通过这种方式，就统一了各类非结构化数据的表现形式、外观和行为，有利于将来的数据交换和协同。图4描述了这种二元关系。

图4 非结构化数据的二元封包方式

2.2.2 任务管理

文档资料被集并提交，资料体和元数据信息就会被写入关系数据库中(目前支持Oracle)，而文件体会通过任务自动上传到专门的文件服务器中，同时由索引服务自动为这个文件体创建索引。入库文档资料的默认存储方式是通过磁盘文件来存放的，如果需要把入库文档资料以二进制流的形式保存到关系数据库中，则需要部署和配置数据持久化服务。图5对文档资料集和存储的过程进行了直观的描述。

图5 文档资料集和存储的任务管理流程

任务管理是对上传下载过程的任务化。为了应对文档资料的集要求，使用上传任务来管理上传过程，整个过程可以通过服务在后台依次自动完成，对用户的操作不造成任何影响，避免了传统的文件集过程中用户需要耗费大量的时间来等待上传；为了确保数据的完整性，上传过程支持断点续传。直观的上传任务管理器把需要上传的文档存放在任务队列中，用户可以随时停止或者启动上传任务，最大程度的减少因为网络状况或者容量问题带来的不便。

2.2.3 元数据的定义和描述

在数据集的过程中可以对文件定义元数据，文件的元数据继承自所属的案卷属性，这样一旦将文件归入某一个资料类别，那么就可以设置这个文件的扩展信息；另一方面，分类的元数据格式能够成为这一类文件的元数据模板，同类文件的元数据格式都是相同的，便于进行同类资料的数据交换。图6说明了案卷(资料类型)、文件和元数据的关系。

元数据作为非结构化数据的标签，其意义是非常重要的，系统的检索功能的查全和查准率主要是基于元数据的定义是否合理和准确，因此系统必须要提供元数据信息的修改和动态扩展功能，只有提供了上述功能，系统的信息描述才可能准确和丰富，这也是很多类似的信息系统所缺乏的。

图6 案卷、文件和元数据的关系

依据中石化企业标准《Q/SH0167—2008石油天然气勘探与开发地质资料立卷归档规则》，根据地质资料管理的特点，结合西南油气田的实际情况，需求分析，明确各种(系统管理、资料加载和在线浏览、资料查询、资料借阅和下载、资料销毁、资料压缩加密、资料审核、资料接收和分发)功能，对地质资料的文件元数据、档案元数据、企业扩展元数据进行了充分研究与定义，实现了不同类别的地质资料定义不同属性，方便查询与借阅。例如表2。

表2 地质资料元数据属性表

2.2.4 基于文件索引服务器的全文检索

对非结构化数据的检索用了两种方式：基于属性、关键字的精确检索和基于内容的全文检索。全文检索过程取了提交—建索引—查找—组织结果—返回的过程来完成。非结构化数据被提交到了文件服务器，索引服务程序就创建或者更新索引文件(自动过程)，当用户发出检索请求时，通过搜索引擎，获取包含请求内容的结果并返回给请求者。索引服务程序能够从入库的文档资料中自动抽取文本内容(图7)。

索引服务程序的工作包括：侦测文件目录的变化，文件被上传、移动、修改或者删除，就更新对应的索引；定期对文件目录的整个范围进行索引优化，保障索引在全局上的有效性和效率，这个工作可以自动完成，也可以由用户手动完成。

西南油气田基于此提供多种逻辑查询，如模糊查询、全文查询、精确查询，以及目录浏览和全文浏览。如图8。

图7 全文检索工作过程

图8 查询检索截图

2.3 西南油气田非结构化管理应用效果

西南油气田从2005年开始全面启动地质资料非结构化数据建设，经过多年的共同努力，全面完成了地质资料的非结构化目录数据库建设，共计入库地质资料条目125万条，完成了不同类别地质资料的元素据设计并进行了全面属性提取，提取的内容包括了文件元数据、档案元数据以及企业扩展元数据三大类，为地质资料网络化管理与利用提供了强有力的搜索引擎包。

同时，按照非结构化数据建设理论，西南油气田积极开展了成果地质资料全文数据库与地质图形库的建设，通过历史文档与图形的扫描整理，共计入库电子文档24万个，总容量2.9 T。与油田气地质资料目录数据库相结合，通过地质资料管理系统，实现了地质资料非结构化数据网络完整发布与全面应用。

经统计分析，在实现非结构化数据的网络化管理与应用以后，西南油气田近5年地质资料年平均利用率高达11万件次/年，是建成前的4.5 倍，有效提高了地质档案资料的管理、使用水平，节约了成本，取得了良好的经济效益。

3 非结构化数据的管理模式探索

作为企业信息的表现形式，非结构化数据的管理不单单是一个技术体系或者一个系统，而应该是一个庞大的系统工程。笔者根据西南油气田地质档案多年的信息化建设经验和非结构化数据管理经验，认为“技术解决方案、行政管理模式和数据服务”三位一体的管理模式是油气田非结构化数据管理的有效模式(如图9 所示)。

图9 非结构化数据管理模式图

首先，行政管理模式是整个非结构化数据管理的组织保障，由稳定的管理团队、完备的可行性研究、明确的管理需求、充分的风险评估以及务实的组织实施组成。良好的行政管理模式能够确保一个组织上下一心，共同推进信息体系建设，可以说它决定整个体系建设的成败。

数据服务是非结构化数据信息管理的基础。是指对非结构化数据进行集、创建、加工、传递、组织、整理与规范的过程。同时也是用户和开发者之间的润滑剂，首先它能够按照用户的需求为用户处理大量枯燥的数据整理和规范工作，其次从用户的角度，指出软件的缺陷，并敦促开发者进行修改。通过数据服务，可以有效地保障用户业务的高效运转、技术体系的不断完善，发挥信息体系建设的最大效能。

技术解决方案从产品层面为非结构化数据的管理提供了软硬件平台，是从数据集到应用的完整的技术体系。包括：基于多种大型关系数据库的信息存储体系、基于内容的非结构化数据的文件服务器、提供全文检索、关联检索的索引服务器、基于元数据的灵活的文件交换格式和个性化定制、灵活的权限策略和强大的安全策略；技术解决方案是非结构化数据存储与利用的核心。

4 结束语

非结构化数据存储和应用是各油田分公司勘探决策支持系统的重要组成部分，这一部分研发成功后，能够为决策支持所需要的信息提供基础的平台。同时，基于这个平台之上的非结构化数据的应用能够直接为决策支持系统服务，通过信息协同、文件检索、数据挖掘和知识管理等技术和概念的应用，能够使油气田信息化建设上缩短甚至达到国际先进水平，向着勘探数字化、数据资产化、工作协同化和决策科学化方向迈进一大步，从而带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张志刚，姚玮.海量非结构化数据存储问题初探[J].中国档案，2009(8).

[2]吴广君，王树鹏，陈明，李超.海量构化数据存储检索系统[J].计算机研究与发展，2011(7).

天然气制甲醇仿真实验控制回路操作方法如下：

1、可编程控制器（PLC）：用PLC控制技术，通过程序设计控制系统各部分，实现控制回路对数据的集、传输、处理和控制命令的执行等多种功能。

2、人工操作台：操作台中设有各种控制器，如指示灯、按钮、开关、单元显示屏等，可以手动输入、调试各种参数，以及获取和处理各种数据，实现对控制回路的实时监控和操作控制。