隨著遙感成像技術的不斷發展,星載遙感器系統變得越來越復雜,正向著具有更高空間解析度、光譜解析度和輻射解析度的方向發展,特別是高光譜遙感技術的出現,其數據質量和產品真實性受載荷技術指標、平台參數、輻射傳輸過程及各種檢測/分類演算法等多種因素的影響。而目前的成像系統設計都綜合考慮在成本、研製周期及降低風險的限制下獲得最優的數據質量。因此,星載高光譜遙感器的設計、評價和遙感任務預測面臨一系列的挑戰。我國已經將星載高光譜成像儀立項,高光譜遙感圖像作為一種產品,對其質量的評價,必將隨著高光譜遙感圖像應用的進一步深入而引起越來越多的關注;此外,我國發射的衛星載荷普遍存在上星後載荷性能退化嚴重等問題,影響了載荷數據的有效應用。如何在上星前將載荷設計、應用潛力預測和評價相結合,獲得高質量且滿足應用部門需求的遙感數據是當前高光譜遙感應用亟待解決的關鍵技術之一。
針對影響高光譜數據質量的各種因素,從輻射質量要素、幾何質量要素、光譜質量要素等方面展開詳細的分析與研究;針對各個要素包含指標的釋義、模型、影響環節等展開了詳細的分析與總結,為後續高光譜數據質量與應用能力評價模型的建立奠定了良好的技術基礎。
2.4.1 輻射質量要素
2.4.1.1 輻射定標精度
(1)說明/釋義
輻射定標包括相對輻射定標與絕對輻射定標。相對定標精度即(提升)遙感探測器元件歸一化的精度,目的是為了校正遙感器中各個探測器元件響應度的差異,對遙感器測量到的原始數字值進行歸一化處理,相對定標精度由相對定標過程中的各種參數測量、計算產生的不確定度得到;絕對輻射定標是建立遙感器記錄的數字信號與相應的輻射能量之間對應關系的模型。定標精度指的是絕對定標過程中各種參數測量產生的不確定度。
相對定標精度計算如下:
高光譜遙感技術原理及礦產與能源勘查應用
式中:DNcal-i為相對定標後的探測元件數字值;DNraw-i為原始探測器元件採集的數字值;Bi 為第i個探測元件歸一化後的偏置值,即歸一化的暗電流;NG i 為第i個探測元件歸一化後的增益值。
高光譜遙感技術原理及礦產與能源勘查應用
式中:ε相對定標為相對定標精度;ε1,ε2,…,εn為n個不確定度/誤差。
絕對定標精度計算如下:
Rad = A·DN + B (2.6)
式中:Rad為輻亮度;A為增益系數;B為偏置;DN為儀器記錄的數字值。
高光譜遙感技術原理及礦產與能源勘查應用
式中:ε絕對定標為不確定度平方和的根;ε1,ε2,…,εn為測量過程中的各不確定度。
(2)影響因素
影響相對定標精度的因素包括:地物反射特性的均一性與穩定性、大氣的吸收與散射、平台的穩定度與指向精度、探測器響應特性、地面平坦度、成像區域覆蓋范圍、太陽高度角、地物均值與方差的估計、區域選擇等。
影響絕對定標精度的因素包括:大氣光學厚度計算與測量誤差、地面反射率測量誤差、地物BRDF特性分析與測量、大氣模式/大氣吸收與垂直分布、探測器的響應特性(靈敏度、穩定性、均勻性等)、地表朗伯特性、定標環境、測量方法的不確定性等。
2.4.1.2 動態范圍
(1)說明/釋義
感測器的動態范圍是指感測器可以線性響應的入射輻亮度范圍,即遙感器的探測器件從線性輸出開始到達飽和的響應范圍。理想的遙感器系統應該是線性的,探測器線性響應區的下限由雜訊水平等決定,上限與探測器的阱深相對應。
[DNmin,DNmax]或[Rmin,Rmax]即為動態范圍。
(2)影響因素
影響探測器的因素包括暗電流/低電平、阱深、響應函數等。動態范圍一般通過在圖像中找到明暗兩種目標,然後根據定標系數與原始圖像數據,計算兩類明暗目標的反照率/輻亮度,然後外推得到當圖像飽和時圖像數據目標的反照度/輻亮度。因此,定標精度和明暗目標輻亮度的計算、擬合、外推方法也是影響動態范圍估計的主要因素。
2.4.1.3 信噪比
(1)說明/釋義
信噪比是指輸出信號與雜訊的電壓比值或輸出信號與雜訊的功率比值。當利用圖像進行信噪比估計時,採用圖像均值與方差的比值進行SNR估計。SNR計算方法主要包含以下兩種方法:
A:
高光譜遙感技術原理及礦產與能源勘查應用
式中:B(λ)為入射的光譜輻亮度(已轉換為電子數);
B:
SNR=mean/std (2.9)
式中:mean為圖像均值;std為圖像標准差。
(2)影響因素
影響系統SNR的主要因素為目標地物反射特性、大氣透過率、能見度、光學系統透過率、衍射效率、探測器積分時間、量子效率、太陽高度角等。一般情況下,利用圖像進行SNR估計的主要方法如下:選擇均勻地物場景的圖像進行均值與方差的計算得到SNR;也可以在同一地區選擇地物反射特性類似的區域多次成像(成像時間接近),取多個SNR的平均值;也可以用該方法估計不同地區、不同地物、不同觀測條件下的SNR。因此,估計方法選取、區域選取等也是影響系統 SNR 的主要因素。
2.4.2 幾何質量要素
2.4.2.1 調制傳遞函數
(1)說明/釋義
調制傳遞函數反映遙感器(或圖像)的光學對比度與空間頻率的關系,是成像系統對所觀察景物再現能力的度量。把成像物體看作是由各種空間頻率組成的譜的形式,頻率大小不同的成分經過成像系統調制後的下降程度也不同,描述各個空間頻率調制度下降程度的函數稱為調制傳遞函數(MTF)。從圖像上可以利用點擴散函數/線擴散函數/邊緣調制度等實現MTF的檢測。
計算公式如下:
MTF =圖像的調制度 /目標的調制度 = Mi /M (2.10)
(2)影響因素
MTF主要影響因素包括:大氣的光學湍流效應、氣溶膠等散射;探測器單元尺寸、電子學的結構與工作方式、光學系統結構與性能、平台的運動與振動、探測器的采樣、量化、衍射效率、探測器像元配准精度;觀測距離/觀路徑長度;處理方法/MTF檢測方法。
2.4.2.2 空間解析度
(1)說明/釋義
光學遙感系統的空間解析度是指與探測器單元對應的最小地面尺寸,地面解析度(GSD)描述遙感器能區分兩個相鄰目標地物之間的最小距離,即遙感器單個探元所對應的地面投影尺寸。
計算公式如下:
高光譜遙感技術原理及礦產與能源勘查應用
式中:a為探元尺寸;H為衛星軌道高度;f為遙感器焦距。
(2)影響因素
影響因素主要包括:大氣點擴散函數、探測器器件尺寸及性能、衛星平台高度、觀測角度地形起伏。
2.4.3 光譜質量要素
2.4.3.1 光譜中心波長位置
(1)說明/釋義
光譜中心波長位置是指某一光譜通道上,光譜響應函數峰值所對應的光譜波長位置,單位一般為nm,μm。
計算公式如下:
λ = λ0{λ0maxf(λ)}(2.12)
(2)影響因素
研製階段:光柵分光器件的光柵常數、閃耀級次、閃耀波長及衍射角(光柵分光器件性能)、狹縫寬度,探測器單元尺寸與響應靈敏度、光機結構、光學系統成像質量、儀器雜訊水平、光譜響應函數測量儀器與環境性能等。
在軌階段:系統分光器件性能衰減、探測器與分光器件結構變化、大氣廓線臨邊測量的准確性或選擇的地物礦物光譜特徵的穩定性,光譜定標精度或光譜定標過程中的不確定性。
數據處理階段:光譜響應函數擬合策略與光譜中心波長估算方法。
2.4.3.2 光譜解析度(波段光譜響應)
(1)說明/釋義
光譜曲線上能夠區分開的兩個相鄰波長的最小光譜間隔,其單位和波長的單位一致,一般為nm,μm。通常採用半高寬表徵光譜解析度。
計算公式如下:
Δλ = λ2-λ1 (2.13)
式中:λ2 ,λ1 分別對應波段光譜響應下降到光譜最大響應值的50% 時的波長位置/大小。
(2)影響因素
研製階段:光柵分光器件的光柵常數、閃耀級次、閃耀波長及衍射角(光柵分光器件性能)、狹縫寬度、探測器單元尺寸與響應靈敏度、光機結構、光學系統成像質量、儀器雜訊水平、光譜響應函數測量儀器與環境等。對於干涉型高光譜成像儀,兩個干涉光束間的最大光程差對光譜解析度具有決定性的作用。
在軌階段:系統分光器件的性能衰減、探測器與分光器件結構變化、大氣廓線臨邊測量的准確性或選擇地物礦物光譜特徵的穩定性。
數據處理階段:光譜響應函數擬合策略與光譜解析度計算方法。
② 儲集性能分布規律和影響因素分析
前面利用岩石薄片鑒定、圖像分析、掃描電鏡分析、壓汞分析和岩心分析等方法,對西沙海域生物礁進行了儲層性能分析。實際上,西沙海域生物礁儲層明顯與不同時期古海洋特徵有關。這在儲層特徵參數與深度的相關圖上得到充分的體現。
(1)整體上,孔隙發育程度(面孔率或孔隙度)隨著埋深增加而減小(圖7.4)。如200m以上,顯微鏡下實測面孔率為15%~40%,平均值為25%;200~400m,面孔率為8%~22%,平均值為15%;400~450m,面孔率為8%~25%,平均值為17%;450m以下,面孔率為5%~16%,平均值為1O%。但孔隙發育程度具有明顯的分帶性。如在400~450m 井深范圍,面孔率有明顯的回返現象。在220m 和620m 左右,也存在明顯的面孔率回返現象。這些孔隙回返帶與海平面下降引起的生物礁暴露事件吻合,說明二者之間具有密切的成生聯系。也就是說,生物礁暴露事件是形成儲層孔隙空間的有利因素。據此推測,西沙海域生物礁儲層至少存在3個以上次生孔隙發育帶,其中,中中新世-上中新世生物礁暴露時間最長,因此,中中新統-上中新統次生孔隙發育帶最為顯著。
表7.3 西琛1井壓汞法孔隙結構參數*
(2)與孔隙含量相對應,孔隙半徑、喉道半徑和配位數也具有明顯的分帶性(圖7.4)。在不同深度礁相碳酸鹽岩孔隙半徑分布特徵變化規律圖上可以看出(圖7.5),338m、392m、460.6m、507m 和656m 等5個樣品,孔隙半徑明顯偏大,峰值達100μm;其他深度的樣品孔隙半徑峰值在100μm以下,多為50~60μm。
(3)西沙海域生物礁儲層孔隙分布具有明顯的不均勻性。這種非均質性不僅表現在宏觀的區帶上,而且表現在儲層的微觀特徵上。如我們對取樣深度接近(相差在3cm以下)的兩套樣品分別做顯微鏡薄片鑒定和鑄體圖像分析,獲得的面孔率有時相差很大。實際上,在同一個25 mm×25mm 的岩石切片上,孔隙分布也十分不均勻(圖7.1j、k、1)。
(4)生物礁儲層孔隙度與由海退引起的沉積環境變化和成岩後生變化密切相關。在中中新世-上中新世淡水淋濾溶蝕的潟湖環境下,上部由仙掌藻等造礁鈣藻營造的節片白雲岩層段(350~450m)的孔滲性明顯好於下部淺海沉積環境下形成的由南海奇石藻營造的造架白雲岩和障積白雲岩層段(450~550m)(表7.1,圖7.4)。
(5)生物礁儲層性能與冰川事件引起的白雲岩化作用有一定的相關性。如前面提到的孔隙含量、孔隙半徑、喉道半徑和配位數的分帶性與白雲岩化形成的白雲岩段相對應。這主要是由於礦物相發生轉化時,分子體積發生一定的變化所致,如方解石白雲石化可以釋放13%的分子體積(圖7.6)(據許紅等,1989)。但由於其他條件不同,也可能有相反的情況,如西永1井1028.2~1033.3 m 為蟲藻屑隱晶礁灰岩,未見白雲石化現象,孔隙類型以粒內和粒間溶孔為主,實測孔隙度為25%,滲透率為369×10-3μm 2。該層之上的645.5~647.8m,為藻屑細晶礁雲岩,白雲石化程度強,孔隙類型以晶間孔為主,實測孔隙度為17%,滲透率為35×10-3μm 2。該層之下的1134.9~1137.4m,為藻屑細晶礁雲岩,白雲岩化程度也較強,孔隙類型為晶間孔,實測孔隙度為14%,滲透率為133×10-3μm 2。可以看出,西永1 井1028.2~1033.3m 蟲藻屑隱晶礁灰岩上下均見強白雲石化帶,但其孔滲性能並沒有該石灰岩段好。
圖7.4 孔隙特徵參數與深度的關系
圖7.5 不同深度礁相碳酸鹽岩孔隙半徑分布特徵變化規律
圖7.6 碳酸鹽礦物內部構造示意圖
(據許紅等,1989)
③ 岩溶塌陷影響因素分析
岩溶塌陷的產生、發展是一個復雜的系統過程,不僅與區域地質背景條件密切相關,而且又取決於其影響因素的綜合作用。研究岩溶塌陷災害,綜合分析岩溶條件、蓋層條件、地下水條件、誘發動力條件四大因素對岩溶塌陷形成的影響,查清各影響因子中岩溶塌陷形成的決定性因素,對於評價和預測岩溶塌陷風險,有效防治岩溶塌陷有重要的作用。
結合對中國北方岩溶塌陷成因的分析,對棗庄十里泉域歷史岩溶塌陷進行研究,主要從岩溶條件、蓋層條件、地下水條件、誘發動力條件四個方面考慮。
一、岩溶因子
可溶岩的岩性是控制岩溶發育的基本內在條件。研究區域可溶岩主要為碳酸鹽岩類。棗庄十里泉域早古生代(寒武紀、奧陶紀)及晚古生代石炭紀碳酸鹽岩分布集中於十里泉、丁庄-東王莊兩大水源地,主要有寒武-奧陶系九龍群三山子組白雲質灰岩、白雲岩和馬家溝組東黃山段、北庵庄段白雲質灰岩、石灰岩等。該類岩石成分較純,厚度大,分布穩定、時代古老,岩石受到成岩後生作用的強烈改造。因而具有孔隙度低,力學強度大的特點,這些特點則直接影響到岩石的含水性和岩溶的發育。
岩溶、裂隙發育程度是決定岩溶塌陷發生概率及塌陷強度的基礎性因素。棗庄十里泉域岩溶塌陷發育以西北方向居多,與地下水主徑流方向和裂隙、岩溶發育方向基本一致。據鑽孔資料,十里泉地段地下岩溶發育在深0~100m之間,其中50m以上岩溶發育強烈,岩溶形態以溶洞、溶隙、溶孔為主,洞隙直徑1~7cm,且連通性好,線性岩溶率平均為5.5%,100m以下裂隙岩溶發育漸弱。20世紀70年代在十里泉泉頭開挖大口井時在三山子組白雲岩中遇直徑8.3m的大型溶洞;裂隙發育方向以120°~130°的居多,寬度在0.5~1m之間。丁庄-東王莊地段地下岩溶、裂隙發育段在深100m以上,其中30~80m之間溶洞、蜂窩狀溶孔發育,線性岩溶率平均為9%,深度100~150m岩溶、裂隙發育較弱。分布於東王莊、馮劉躍附近的三山子組白雲岩地表溶隙、溶溝、溶槽有兩組,一組方位角65°,另一組方位角130°,兩組相互交織形成井字形裂隙網。分布於官莊和丁庄南的馬家溝組北庵庄段石灰岩地表岩溶也比較發育,溶溝、溶槽寬度多大於1m,是地表水和大氣降水入滲、溝通地下水的主要通道。良好的岩溶發育,為研究區域塌陷提供了基礎條件。
岩溶塌陷的發生與岩溶塌陷歷史有一定關系,統計研究表明,本區岩溶塌陷點在首次塌陷回填處理後,發生二次、三次等再次塌陷的幾率很大,許多塌陷坑是多次活動的復塌坑,而且發生頻次越高的區域越容易發生復塌。因此,研究岩溶塌陷影響因子須考慮岩溶塌陷歷史的影響。
二、覆蓋層因子
1.覆蓋層厚度
據初步統計,本區岩溶塌陷大部分發生在土層較薄地區,尤以小於15m的地方為多。這是因為在相同的水文地質條件下,上覆土層厚度小,土洞擴展到地表的進程短,使塌陷易於發生。同時土層厚度大,從土洞發育到塌陷到地面的時間也長,即形成地表塌陷的可能性也變小。十里泉水源地發生的塌陷大多發生在蓋層厚度小於5m的地段,在丁庄至東王莊水源地附近,塌陷區蓋層土體最厚也不過10~12m(表9-3)。但是另一方面也要看到土層厚度大,有的也會使自重力加大,因此致塌力也會大,土體破壞失穩形成內部塌陷孔洞(或土洞)可能性也會大。
2.覆蓋層岩性
覆蓋層土體的岩性對岩溶塌陷產生很大影響,覆蓋層土體結構可由砂,礫石及黏土組成。在其他條件相同情況下,均一的砂或土較易塌陷,夾砂、土或礫石層狀非均一結構則次之,均一黏土抗塌性能則相對好,而多層結構最易塌陷,大量的工程實踐證明,砂性土、礫石相對於黏性土更易發生塌陷。
3.覆蓋層結構
從本區發生的塌陷分析,所有塌陷均發生於第四系淺覆蓋區,以單層結構的粉質黏土為主,在近河流處發育雙層結構,一般砂性土比黏性土易塌;具雙層結構或含礫黏土比均勻結構的或單一均質黏土易塌;第四系顆粒越粗越易產生塌陷;含水土層比干土層易塌,其原因一是含水土層增加了自重,二是水的軟化作用減少了土體的抗剪強度,是地形低窪處、河床或溝谷易產生塌陷的主要因素(表9-3)。
表9-3 棗庄十里泉域部分塌陷點覆蓋層厚度及岩性一覽表
4.地形地貌條件
岩溶塌陷多發生在地勢較低的河流河床及兩岸或窪地,十里泉域岩溶水系統的岩溶塌陷主要發生在陶棗盆地區,另外在平原區也零星發生過岩溶塌陷,但在低山、丘陵區域則沒有岩溶塌陷記錄。因此,地形地貌條件也是岩溶塌陷的影響因素之一。
三、地下水因子
1.地下水位埋深
地下水水位大起大落是產生塌陷的主要動力來源。岩溶塌陷形成的最有利時期為大量抽水,或抽水量不穩定引起地下水水位劇烈振盪時;人為或天然作用引起地下水水位頻繁反復升降時;大雨或暴雨引起地下水水位猛烈回升時;地下水水位降至第四系與基岩接觸面附近並不斷上下波動時。塌陷的形成、發展與地下水的活動狀態、地下水水位變化密切相關,這是決定塌陷形成和發育速度的主導因素。據長期監測和調查資料分析顯示,十里泉地段地下水水位降至標高37.75m,埋深17m,便可誘發塌陷;水位在標高24.75~14.75m,埋深30~40m之間便出現第二個塌陷高峰;而在丁庄-東王莊地段,第一次大規模產生塌陷時的水位標高為27.63m,埋深為34.62m,第二次集中出現塌陷是1996年5月,水位標高為6.948m,埋深達55.3m。
2.地下水位月變幅
地下水位變化值是地下水變化最直觀的表徵因子,地下水位的驟變是誘發岩溶塌陷的重要因素,但是影響地下水變化的因素比較多,是各種誘發因素下的地下水綜合變化反映。因此,分析岩溶塌陷影響因素應特別注意短時間內地下水位變化,比較有代表性的就是地下水位月變幅。該區歷史上大規模岩溶塌陷均發生於地下水位變幅較大時期。
四、動力因子
1.降雨量
大氣降水是影響地下水水位升降的重要因素,枯水年份地下水水位大幅度下降後,塌陷集中發生。如1981年降水量較小(546.2mm),導致1982年十里泉地段地下水水位下降到最低點(標高34.073m),比1980年下降了13.777m,是形成塌陷的第一個集中期,累計產生塌陷40餘處;1995年、1996年和1997年連續降水偏少,水位持續下降,1997年平均水位下降到標高24.358m,最大埋深41.56m,比1995年下降15.712m,為歷史上第二個最低點,造成1996~1998年為岩溶塌陷的第二個集中發生期。年內枯水期及豐水期初是塌陷多發季節,平水期則相對較穩定,82%的塌陷發生於4~7月份的枯豐季節交替期。另外,暴雨往往誘發岩溶塌陷,因為強降雨後,土層吸水飽和,透氣性降低,真空度增加,垂直滲壓增大,此時最易形成塌陷。因此,研究岩溶塌陷影響因素,降雨因素必不可少。
2.地下水開采強度
地下水開采量的增加是造成水位降低的主要因素,抽水時地下水位迅速下降,停抽後地下水位迅速回升。抽水所引起的水位降幅使天然條件下水位變幅進一步加大,使局部地下水流速加快,加速了天然條件下的潛蝕、滲蝕、真空吸蝕、失托增荷等的作用,從而使岩溶洞穴之上的土層由穩定狀態變為不穩定狀態。
1980年前十里泉和丁庄水源地開采量分別在5.7萬m3/d和2萬m3/d左右,在此以前沒有發生岩溶塌陷。隨著十里泉、丁庄-東王莊兩水源地開采量的逐年增加,到1981年開采量分別增加到7.54萬m3/d和6.1萬m3/d,均超過允許開采量,造成地下水水位持續下降,最大水位埋深分別達到或超過17m和34.62m。從此以後,塌陷不斷產生,在開采井周圍形成的降落漏斗范圍內,塌陷點最為密集。1999年後十里泉電廠從蒼山會寶嶺水庫引水,減少了十里泉、東王莊水源地的開采量,岩溶塌陷發生的規模和次數已有所減緩。因此,地下水開采強度是形成岩溶塌陷的重要誘發因素,必須重點考慮。
3.距抽水井距離
研究表明,在地下水超採的情況下,距離抽水井的距離較近的區域,受抽水強度的影響比較明顯,尤其是在抽水降落漏斗范圍內往往比較容易發生塌陷,而且越靠近抽水井塌陷越密集,塌坑規模也越大,所以距抽水井距離也是非常重要的影響因素。
4.人口密度
棗庄現有人口383萬人,人口密度高達830人/km2,分別為全國的5.9倍、全省的1.35倍,居山東省17市第一位。人口密集區是工農業生產及生活用水的集中採集區,地下水開采是誘發岩溶塌陷的主要因素,所以人口密集程度也是間接影響岩溶塌陷的因素之一。據統計分析,人口密度越大的地區,地下水開采越多,對地下水環境破壞也越嚴重,岩溶塌陷密度也越高。
④ 影響散熱性能的各種因素
散熱風扇工作時,主要是將電能轉換為機械能。其中原理主要是:給散熱風扇供電時,風扇線圈有電流通過,根據安培右手定則我們知道,線圈周圍會產生磁場,而散熱風扇扇葉內部附著先充有磁性的橡膠磁鐵。導體產生的磁場跟固定磁場產生吸斥力,當吸斥力大於風扇的靜摩擦力時(風扇軸承的摩擦力,扇葉轉動的風阻力),風扇扇葉自然轉動。直流風扇電源電壓固定,必須使用霍爾感應組件作為同步偵測裝置,控制一組電路,使該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作,才能產生不同磁場。
通過風扇工作原理我們知道風扇轉速的主要決定條件是風扇本身構造及零部件,軸承摩擦力以及扇葉的傾角所受的風阻等,當然還有外部因素,下邊我們來分析一下:散熱風扇是通過風冷實現散熱的,影響風冷散熱的因素主要是散熱系統所處的環境構造,當系統環境相對密封時,選擇散熱風扇時需考慮風扇的風壓情況,風扇風壓不夠,風扇轉速會明顯受到影響,進而風量下降明顯,達不到散熱效果,所以外部風壓是影響風扇轉速的一個因素(增壓型散熱風扇可以克服);還有一個比較明顯的因素是外部環境,如風沙、油膩、高低溫等環境,普通散熱風扇沒有做防護處理的話,惡劣環境對其轉速影響也是很明顯的。
⑤ 儲層儲集性能影響因素
一般說來,儲層受沉積和成岩作用的共同影響。沉積因素是儲層形成的基礎,成岩作用是在沉積基礎之上對儲層的改造,二者決定了儲層的物性特徵。
(一)沉積環境的影響
受沉積體系的影響,不同沉積環境下形成的砂體具有不同的分布特徵。准噶爾盆地侏羅系三工河組的砂體分布受多源三角洲沉積體系控制。
准噶爾中部地區侏羅系三工河組辮狀河-三角洲具有盆大水淺、源遠坡緩、粒粗砂滿、水強多源、多期疊置、分布廣泛的沉積特點。在淺湖環境下多期河道左右頻繁擺動,砂體橫向遷移、縱向疊置,拼合成厚層砂岩組合。砂體內部縱向上缺乏泥岩沉積;橫向上由於河道砂互相側切拼合,致使多砂體連通。中1區塊侏羅系三工河組二段分上部砂層(
(二)沉積相帶的控制
沉積作用對儲層物性的影響包括構造和沉積背景,也就是沉積相帶對儲層物性的控製作用和岩石顆粒組分、粒度以及填隙物中泥質雜基含量等對儲層物性的影響。
1.沉積微相
侏羅系儲層主要形成於三角洲分支河道、席狀砂和扇三角洲等沉積相帶中。沉積相帶對儲層物性控製作用較強。據庄1井統計,三角洲前緣分支河道儲層物性明顯好於前緣席狀砂等相帶(表5-7)。
表5-7 庄1井侏羅系沉積相帶與儲層物性關系
在中1區塊的三工河組二段形成扇三角洲、辮狀河三角洲、重力流及濱淺湖,分別發育了扇三角洲前緣砂體、辮狀河三角洲前緣砂體(包括水下分支河道砂體、河口壩砂體等)、辮狀河三角洲前緣滑塌濁積扇砂體及淺湖相的灘壩、砂坪等砂體。平面上,三工河組二段中的辮狀河三角洲前緣呈北西向及北東向展布,與該區三工河組沉積時期的物源方向一致。灘壩砂體及重力流濁積扇砂體則呈孤立狀態分布於濱淺湖及辮狀河三角洲前緣外側。
不同類型的沉積相帶其岩石的結構成熟度差異明顯。三角洲前緣水下分支河道砂體和河口壩砂體以分選好的中粗砂岩為主,顆粒骨架抗壓作用較強,泥質雜基及塑性礦物含量少,結構成熟度高,導致中成岩次成熟階段容易被碳酸鹽膠結物所充填,隨著中成岩成熟階段A亞期的溶蝕作用而形成很好的次生孔隙,孔隙度為16%~18%,滲透率為(10~100)×10-3μm2,屬於中孔、低滲儲層,是本區最好的Ⅰ類儲層。辮狀河-三角洲前緣席狀細砂岩分選較好,泥質含量較低,但粒度細,物性次之,孔隙度可達8%~10%。粉砂岩一般次生孔隙不發育,物性差,一般來看不能作為有效儲層,只是物性隔層或者夾層。而陣發性水流所形成的決口重力壩沉積微相的富泥質或者泥礫砂岩其儲集物性最差。從沉積微相上看,三角洲前緣水道砂體和河口壩砂體應該是最有利的儲集砂體。
2.岩礦特徵
儲層分析表明,三工河組和八道灣組儲層均以中粒砂岩為主。中粒砂岩儲層物性優於細粒砂岩,粗粒砂岩的儲層物性又好於中粒砂岩(表5-8)。
表5-8 庄1井岩礦特徵與儲層物性關系
進一步分析發現,石英、岩屑等岩石組分含量與儲層孔隙度關系不大,而與滲透率關系密切。石英含量越高,儲層滲透率越好;岩屑含量越高,儲層滲透率越差。同時,平均粒徑與石英含量呈正相關關系,與岩屑含量呈負相關關系,說明岩石顆粒越粗,岩石成分成熟度越高,儲層物性越好。
(三)成岩作用的控制
影響本區儲層物性的主要成岩事件是壓實作用、膠結作用和溶蝕作用。
1.壓實作用和膠結作用是儲層孔隙損失的重要因素
1)壓實作用是原生粒間孔隙損失的主要因素。壓實程度受埋藏深度、溫度、埋藏時間、異常流體壓力、孔隙中流體性質、碎屑成分、粒度和分選性等諸多因素影響。壓實作用對儲層物性的影響有兩個方面:一是當J1s2和J1b1埋深大於4000m時,砂岩成分成熟度較低、塑性岩屑含量高、抗壓能力弱,壓實作用造成顆粒之間接觸緊密,孔隙結構遭到破壞,顆粒之間喉道為片狀和彎片狀,特別是在雜基含量較高、分選差的層段,壓實作用強烈,粒間孔隙基本消失;二是本區地溫梯度較低,砂岩結構成熟度較高,J1s2和J1b1含油氣,因此在一定程度上抑制了壓實作用的強度,成熟度高的砂岩中仍然保留了較多的原生粒間孔隙,代表弱壓實特徵的顆粒間點接觸普遍存在,甚至J1b14746.54m和4746.82m處顆粒間仍然保持點接觸。
2)膠結作用主要表現為硅質膠結、粘土礦物膠結和碳酸鹽膠結。硅質膠結物以次生加大的形式產出,呈不等厚環邊包裹顆粒。硅質膠結物主要存在於八道灣組中,含量一般在1%~2%左右;J1s2中含量甚少,僅個別樣品達到1%。
粘土礦物膠結主要是高嶺石的膠結,三工河組和八道灣組中含量為1%~4%,總體較低。粘土礦物膠結作用對孔隙產生的影響是使孔喉縮小,使原來較大的孔隙被分割成為微細晶間孔隙,從而使滲透率大大降低。粘土礦物含量越高,對滲透率的影響越大。
碳酸鹽膠結包括方解石膠結和白雲石膠結。三工河組碳酸鹽含量為1%左右;在八道灣組中部分樣品可達6%~8%。
八道灣組膠結物平均含量為4.8%,硅質膠結和碳酸鹽膠結是八道灣組岩性緻密、儲層物性較差的重要因素之一。三工河組膠結物含量較低,平均為2.6%,與儲層物性相關分析表明膠結物含量與儲層物性基本沒有相關關系,對三工河組的儲層物性影響甚微。
2.溶蝕作用可以改善儲層的儲集性能
溶蝕作用在砂岩中普遍發育。溶蝕作用主要表現為骨架顆粒的部分溶蝕。長石,尤其是岩屑的溶蝕現象多樣,有些顆粒邊緣被溶成港灣狀粒間擴大孔、顆粒內溶孔,有些顆粒可以被完全溶蝕成鑄模孔狀。從顯微鏡下明顯看到烴類物質充填在溶蝕孔中的現象,說明溶蝕作用發生在烴類運移之前,而且烴類的進入對砂岩進一步成岩作用的發生起到了一定的抑製作用,並使砂岩在埋藏深度較大的環境下至今仍能保留有較發育的孔隙空間。
由於原生孔隙和裂縫對物性的貢獻遠遠沒有次生溶蝕孔隙的貢獻大,因此次生孔隙的發育程度直接影響儲層物性的好壞。
鏡下觀察發現,次生溶蝕孔隙和岩石原始沉積時的結構成熟度關系很密切。一是顆粒粒度的大小影響次生溶孔的分布頻率。鏡下所見的溶孔都發育在細砂以上級別的岩性之中,並且和顆粒粒度呈正相關關系。以中粗砂岩次生孔隙最發育,面孔率可達13%~15%;細砂次之,可達8%~10%;粉砂粒級以下的岩石不發育次生孔隙或者很少發育。二是受粘土雜基的控制。岩心觀察發現,泥礫富集層段岩石中粘土雜基的含量很高。大量粘土雜基等塑性物質的存在,導致岩石在早成岩階段容易發生機械壓實,大量粒間孔隙散失;同時粘土雜基充填於顆粒中間,阻礙了膠結物的沉澱,不利於後期溶蝕作用的發生。所以同樣的中細砂岩,若泥質含量高,則次生孔隙發育差或不發育。三是受顆粒的分選磨圓程度的控制。分選好的中粗砂岩次生孔隙最發育;而分選混雜的礫岩、含礫粗砂岩等次生孔隙發育不好。岩石結構成熟度又和沉積微相密不可分。
⑥ 列印機裡面的碳粉對人有哪些危害
1、市場上的散裝或瓶裝碳粉,大多採用碳黑作原料,多含有多環芳烴系列及二甲基硝胺等物質,它們分別為三、四號致癌物質。
這些物質在定影加熱時發揮出來,通過呼吸將直接被人體吸收,危害操作者的健康。人體長時間在使用此類碳粉列印機的環境下工作,會對人體造成傷害,致癌的幾率比正常人將會高出4倍,同時會污染硒鼓及磁輥,造成列印不良。
2、自行添加碳粉會破壞硒鼓的密封性能造成漏粉現象,碳粉的顆粒一般都以微米以計量單位,如果散落在空氣中是看不見的,從而造成使用環境和辦公環境的空氣污染,導致PM2.5增加,危害人體健康。
3、列印機硒鼓灌粉時因密封件被損壞,碳粉會大量的彌散到空氣中,人體多次接觸吸入後,致癌的幾率比正常人將會高出10%左右。
4、碳粉不溶於水,很難被排出,從而誘發腎結石等病症的幾率比正常人要高出3倍。表面改性劑聚乙烯/聚丙烯石蠟被吸入體內後,其小分子顆粒會被吸收至血液循環系統中,最終沉積在腎臟里。
5、列印機使用碳粉列印時會釋放出大量細微顆粒、重金屬及有害氣體,使得各種辦公室綜合症在世界各國悄悄流行起來,其典型症狀是呼吸道感染、頭疼和血像發生變化。
6、墨鼓所使用的碳粉中除含有碳黑、氧化鐵和聚酯外,還含有許多金屬粉塵,如鎳、鈷以及對人體有害的汞,此外,墨粉中還含有人們所熟悉的致癌物,如苯、醛、苯乙烯等。彩色列印碳粉更是五毒俱全,如三丁錫(Tributyltin),百萬分之幾克就可以危及人體荷爾蒙分泌,導致男子精子數量下降,女性不育。
(6)墨粉低溫定影性能的影響因素分析擴展閱讀
為了有效的消除或減低碳粉對人體的危害需要注意:
1、盡量使用正規公司或品牌的環保硒鼓;
2、當不能確定填充的碳粉是否無毒害時,請將列印機遠離人體,且放置與通風處,如復印機的使用;
3、盡量不要在工作場所填充碳粉,如需要應在工廠的嚴密環境保護下做填充工序,並填充質量合格的碳粉。
⑦ 請教佳能2900列印機定影膜容易結碳粉的故障
定影器參數有:機器速度、碳粉熔點、紙張參數、使用壽命、定影壓力。
以上都會出現你所說的容易積碳。
最常見的是碳粉熔點問題:碳粉質量、膜質量、紙張較差。
⑧ 活性污泥吸附性能的影響因素有哪些試分析其主次關系
影響活性污泥性能的環境因素:溶解氧——溶解氧濃度以不低於2mg/L為宜(2—4mg/L).水溫——維持在15~25攝氏度,低於5攝氏度微生物生長緩慢.營養料——細菌的化學組成實驗式為C5H7O2N,黴菌為C10H17O6原生動物為C7H14O3N,所以在培養微生物時,可按菌體的主要成分比例供給營養.微生物賴以生活的主要外界營養為碳和氮,此外,還需要微量的鉀,鎂,鐵,維生素等.
碳源--異氧菌利用有機碳源,自氧菌利用無機碳源.
氮源--無機氮(NH3及NH4+)和有機氮(尿素,氨基酸,蛋白質等).
一般比例關系:BOD:N:P=100:5:1
好氧生物處理:BOD5=500——1000mg/l
⑨ 定影膜的性能
導熱性不好的定影膜,不僅會導致墨粉在介質上不能牢固定著,還會將部分軟化的墨粉翻轉到定影膜或者下輥上,甚至結塊,損傷加熱組件。
定影牢固度的表徵有幾種辦法,一種辦法即機械工業部標准中的辦法,採用耐磨擦測試儀進行測試,但是這種方法對於沒有條件的用戶來講,是比較困難的一種辦法;另一種方法比較簡便,即用紙巾或者脫脂棉擦拭,但是這種辦法和測試者的關系非常大,缺少可比性。
定影膜的定影性好壞,與下輥、墨粉、介質的搭配關系非常重要。合格的下輥應該具有合適的軟硬程度、較快的回彈性等性能。墨粉也應該有合適的軟化點和滲透性。因此,當客戶在使用定影膜出現定影方面的問題,包括粘粉的問題的時候,應該和客戶多進行交流,是否在搭配上出了問題。 隔離性良好的定影膜,會將墨粉不失真的轉移到列印介質上去,同時定影膜上不殘留墨粉,保持定影膜長期工作良好,不產生重影。
隔離性能的好壞與定影膜上使用的塗層材料以及生產工藝有很大的關系。 表觀性能在定影膜的使用中起非常大的作用,常見的表觀缺陷有:
(1)嚴重的厚薄不均,如果是沿著圓周方向的厚薄不均,會造成過厚的地方定影不牢,過薄的地方容易損壞;如果是沿著母線方向的厚薄不勻,會造成定影膜往膜體厚的一側竄動,造成定影膜的損壞;
(2)表面塗層平滑性不夠,如有大量的桔皮紋路,定影膜與下輥的密合性不好,會造成定影牢固度下降,精細圖文列印質量下降等缺陷;
(3)表觀粘附顆粒、凹坑、針孔、塗層缺失、嚴重的摺痕,這一類的缺陷在尺寸上稍大,因此在印品的相應位置上,會造成轉移不上或者定影不牢固的缺陷。 在其它條件滿足的情況下,耐磨性好壞是決定定影膜壽命的最主要的因素。耐磨性的測試包括實際列印和模擬列印。
在實際列印情況下,同一型號定影膜的壽命會受很多因素的影響,如墨粉、溫度波動、列印環境(粉塵、濕度)、紙張等等。同時,工藝參數的波動對定影膜耐磨性的影響也很大。因此會出現同一個廠家的定影膜,不同的客戶的反應是不一樣的。
模擬列印的一致性會好許多,但是模擬列印和實際列印之間的相關性的確是一個很大的難題。比如有沒有墨粉的影響、新紙張與舊紙張、控制溫度高低的影響等等。
⑩ 定影上面沾碳粉,是什麼原因一般是溫度過高容易沾還是溫度過低容易沾
溫度高,而且我靜電,查看接地是否可靠,必要時更換接地點