随着遥感成像技术的不断发展,星载遥感器系统变得越来越复杂,正向着具有更高空间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率的方向发展,特别是高光谱遥感技术的出现,其数据质量和产品真实性受载荷技术指标、平台参数、辐射传输过程及各种检测/分类算法等多种因素的影响。而目前的成像系统设计都综合考虑在成本、研制周期及降低风险的限制下获得最优的数据质量。因此,星载高光谱遥感器的设计、评价和遥感任务预测面临一系列的挑战。我国已经将星载高光谱成像仪立项,高光谱遥感图像作为一种产品,对其质量的评价,必将随着高光谱遥感图像应用的进一步深入而引起越来越多的关注;此外,我国发射的卫星载荷普遍存在上星后载荷性能退化严重等问题,影响了载荷数据的有效应用。如何在上星前将载荷设计、应用潜力预测和评价相结合,获得高质量且满足应用部门需求的遥感数据是当前高光谱遥感应用亟待解决的关键技术之一。
针对影响高光谱数据质量的各种因素,从辐射质量要素、几何质量要素、光谱质量要素等方面展开详细的分析与研究;针对各个要素包含指标的释义、模型、影响环节等展开了详细的分析与总结,为后续高光谱数据质量与应用能力评价模型的建立奠定了良好的技术基础。
2.4.1 辐射质量要素
2.4.1.1 辐射定标精度
(1)说明/释义
辐射定标包括相对辐射定标与绝对辐射定标。相对定标精度即(提升)遥感探测器元件归一化的精度,目的是为了校正遥感器中各个探测器元件响应度的差异,对遥感器测量到的原始数字值进行归一化处理,相对定标精度由相对定标过程中的各种参数测量、计算产生的不确定度得到;绝对辐射定标是建立遥感器记录的数字信号与相应的辐射能量之间对应关系的模型。定标精度指的是绝对定标过程中各种参数测量产生的不确定度。
相对定标精度计算如下:
高光谱遥感技术原理及矿产与能源勘查应用
式中:DNcal-i为相对定标后的探测元件数字值;DNraw-i为原始探测器元件采集的数字值;Bi 为第i个探测元件归一化后的偏置值,即归一化的暗电流;NG i 为第i个探测元件归一化后的增益值。
高光谱遥感技术原理及矿产与能源勘查应用
式中:ε相对定标为相对定标精度;ε1,ε2,…,εn为n个不确定度/误差。
绝对定标精度计算如下:
Rad = A·DN + B (2.6)
式中:Rad为辐亮度;A为增益系数;B为偏置;DN为仪器记录的数字值。
高光谱遥感技术原理及矿产与能源勘查应用
式中:ε绝对定标为不确定度平方和的根;ε1,ε2,…,εn为测量过程中的各不确定度。
(2)影响因素
影响相对定标精度的因素包括:地物反射特性的均一性与稳定性、大气的吸收与散射、平台的稳定度与指向精度、探测器响应特性、地面平坦度、成像区域覆盖范围、太阳高度角、地物均值与方差的估计、区域选择等。
影响绝对定标精度的因素包括:大气光学厚度计算与测量误差、地面反射率测量误差、地物BRDF特性分析与测量、大气模式/大气吸收与垂直分布、探测器的响应特性(灵敏度、稳定性、均匀性等)、地表朗伯特性、定标环境、测量方法的不确定性等。
2.4.1.2 动态范围
(1)说明/释义
传感器的动态范围是指传感器可以线性响应的入射辐亮度范围,即遥感器的探测器件从线性输出开始到达饱和的响应范围。理想的遥感器系统应该是线性的,探测器线性响应区的下限由噪声水平等决定,上限与探测器的阱深相对应。
[DNmin,DNmax]或[Rmin,Rmax]即为动态范围。
(2)影响因素
影响探测器的因素包括暗电流/低电平、阱深、响应函数等。动态范围一般通过在图像中找到明暗两种目标,然后根据定标系数与原始图像数据,计算两类明暗目标的反照率/辐亮度,然后外推得到当图像饱和时图像数据目标的反照度/辐亮度。因此,定标精度和明暗目标辐亮度的计算、拟合、外推方法也是影响动态范围估计的主要因素。
2.4.1.3 信噪比
(1)说明/释义
信噪比是指输出信号与噪声的电压比值或输出信号与噪声的功率比值。当利用图像进行信噪比估计时,采用图像均值与方差的比值进行SNR估计。SNR计算方法主要包含以下两种方法:
A:
高光谱遥感技术原理及矿产与能源勘查应用
式中:B(λ)为入射的光谱辐亮度(已转换为电子数);
B:
SNR=mean/std (2.9)
式中:mean为图像均值;std为图像标准差。
(2)影响因素
影响系统SNR的主要因素为目标地物反射特性、大气透过率、能见度、光学系统透过率、衍射效率、探测器积分时间、量子效率、太阳高度角等。一般情况下,利用图像进行SNR估计的主要方法如下:选择均匀地物场景的图像进行均值与方差的计算得到SNR;也可以在同一地区选择地物反射特性类似的区域多次成像(成像时间接近),取多个SNR的平均值;也可以用该方法估计不同地区、不同地物、不同观测条件下的SNR。因此,估计方法选取、区域选取等也是影响系统 SNR 的主要因素。
2.4.2 几何质量要素
2.4.2.1 调制传递函数
(1)说明/释义
调制传递函数反映遥感器(或图像)的光学对比度与空间频率的关系,是成像系统对所观察景物再现能力的度量。把成像物体看作是由各种空间频率组成的谱的形式,频率大小不同的成分经过成像系统调制后的下降程度也不同,描述各个空间频率调制度下降程度的函数称为调制传递函数(MTF)。从图像上可以利用点扩散函数/线扩散函数/边缘调制度等实现MTF的检测。
计算公式如下:
MTF =图像的调制度 /目标的调制度 = Mi /M (2.10)
(2)影响因素
MTF主要影响因素包括:大气的光学湍流效应、气溶胶等散射;探测器单元尺寸、电子学的结构与工作方式、光学系统结构与性能、平台的运动与振动、探测器的采样、量化、衍射效率、探测器像元配准精度;观测距离/观路径长度;处理方法/MTF检测方法。
2.4.2.2 空间分辨率
(1)说明/释义
光学遥感系统的空间分辨率是指与探测器单元对应的最小地面尺寸,地面分辨率(GSD)描述遥感器能区分两个相邻目标地物之间的最小距离,即遥感器单个探元所对应的地面投影尺寸。
计算公式如下:
高光谱遥感技术原理及矿产与能源勘查应用
式中:a为探元尺寸;H为卫星轨道高度;f为遥感器焦距。
(2)影响因素
影响因素主要包括:大气点扩散函数、探测器器件尺寸及性能、卫星平台高度、观测角度地形起伏。
2.4.3 光谱质量要素
2.4.3.1 光谱中心波长位置
(1)说明/释义
光谱中心波长位置是指某一光谱通道上,光谱响应函数峰值所对应的光谱波长位置,单位一般为nm,μm。
计算公式如下:
λ = λ0{λ0maxf(λ)}(2.12)
(2)影响因素
研制阶段:光栅分光器件的光栅常数、闪耀级次、闪耀波长及衍射角(光栅分光器件性能)、狭缝宽度,探测器单元尺寸与响应灵敏度、光机结构、光学系统成像质量、仪器噪声水平、光谱响应函数测量仪器与环境性能等。
在轨阶段:系统分光器件性能衰减、探测器与分光器件结构变化、大气廓线临边测量的准确性或选择的地物矿物光谱特征的稳定性,光谱定标精度或光谱定标过程中的不确定性。
数据处理阶段:光谱响应函数拟合策略与光谱中心波长估算方法。
2.4.3.2 光谱分辨率(波段光谱响应)
(1)说明/释义
光谱曲线上能够区分开的两个相邻波长的最小光谱间隔,其单位和波长的单位一致,一般为nm,μm。通常采用半高宽表征光谱分辨率。
计算公式如下:
Δλ = λ2-λ1 (2.13)
式中:λ2 ,λ1 分别对应波段光谱响应下降到光谱最大响应值的50% 时的波长位置/大小。
(2)影响因素
研制阶段:光栅分光器件的光栅常数、闪耀级次、闪耀波长及衍射角(光栅分光器件性能)、狭缝宽度、探测器单元尺寸与响应灵敏度、光机结构、光学系统成像质量、仪器噪声水平、光谱响应函数测量仪器与环境等。对于干涉型高光谱成像仪,两个干涉光束间的最大光程差对光谱分辨率具有决定性的作用。
在轨阶段:系统分光器件的性能衰减、探测器与分光器件结构变化、大气廓线临边测量的准确性或选择地物矿物光谱特征的稳定性。
数据处理阶段:光谱响应函数拟合策略与光谱分辨率计算方法。
② 储集性能分布规律和影响因素分析
前面利用岩石薄片鉴定、图像分析、扫描电镜分析、压汞分析和岩心分析等方法,对西沙海域生物礁进行了储层性能分析。实际上,西沙海域生物礁储层明显与不同时期古海洋特征有关。这在储层特征参数与深度的相关图上得到充分的体现。
(1)整体上,孔隙发育程度(面孔率或孔隙度)随着埋深增加而减小(图7.4)。如200m以上,显微镜下实测面孔率为15%~40%,平均值为25%;200~400m,面孔率为8%~22%,平均值为15%;400~450m,面孔率为8%~25%,平均值为17%;450m以下,面孔率为5%~16%,平均值为1O%。但孔隙发育程度具有明显的分带性。如在400~450m 井深范围,面孔率有明显的回返现象。在220m 和620m 左右,也存在明显的面孔率回返现象。这些孔隙回返带与海平面下降引起的生物礁暴露事件吻合,说明二者之间具有密切的成生联系。也就是说,生物礁暴露事件是形成储层孔隙空间的有利因素。据此推测,西沙海域生物礁储层至少存在3个以上次生孔隙发育带,其中,中中新世-上中新世生物礁暴露时间最长,因此,中中新统-上中新统次生孔隙发育带最为显著。
表7.3 西琛1井压汞法孔隙结构参数*
(2)与孔隙含量相对应,孔隙半径、喉道半径和配位数也具有明显的分带性(图7.4)。在不同深度礁相碳酸盐岩孔隙半径分布特征变化规律图上可以看出(图7.5),338m、392m、460.6m、507m 和656m 等5个样品,孔隙半径明显偏大,峰值达100μm;其他深度的样品孔隙半径峰值在100μm以下,多为50~60μm。
(3)西沙海域生物礁储层孔隙分布具有明显的不均匀性。这种非均质性不仅表现在宏观的区带上,而且表现在储层的微观特征上。如我们对取样深度接近(相差在3cm以下)的两套样品分别做显微镜薄片鉴定和铸体图像分析,获得的面孔率有时相差很大。实际上,在同一个25 mm×25mm 的岩石切片上,孔隙分布也十分不均匀(图7.1j、k、1)。
(4)生物礁储层孔隙度与由海退引起的沉积环境变化和成岩后生变化密切相关。在中中新世-上中新世淡水淋滤溶蚀的潟湖环境下,上部由仙掌藻等造礁钙藻营造的节片白云岩层段(350~450m)的孔渗性明显好于下部浅海沉积环境下形成的由南海奇石藻营造的造架白云岩和障积白云岩层段(450~550m)(表7.1,图7.4)。
(5)生物礁储层性能与冰川事件引起的白云岩化作用有一定的相关性。如前面提到的孔隙含量、孔隙半径、喉道半径和配位数的分带性与白云岩化形成的白云岩段相对应。这主要是由于矿物相发生转化时,分子体积发生一定的变化所致,如方解石白云石化可以释放13%的分子体积(图7.6)(据许红等,1989)。但由于其他条件不同,也可能有相反的情况,如西永1井1028.2~1033.3 m 为虫藻屑隐晶礁灰岩,未见白云石化现象,孔隙类型以粒内和粒间溶孔为主,实测孔隙度为25%,渗透率为369×10-3μm 2。该层之上的645.5~647.8m,为藻屑细晶礁云岩,白云石化程度强,孔隙类型以晶间孔为主,实测孔隙度为17%,渗透率为35×10-3μm 2。该层之下的1134.9~1137.4m,为藻屑细晶礁云岩,白云岩化程度也较强,孔隙类型为晶间孔,实测孔隙度为14%,渗透率为133×10-3μm 2。可以看出,西永1 井1028.2~1033.3m 虫藻屑隐晶礁灰岩上下均见强白云石化带,但其孔渗性能并没有该石灰岩段好。
图7.4 孔隙特征参数与深度的关系
图7.5 不同深度礁相碳酸盐岩孔隙半径分布特征变化规律
图7.6 碳酸盐矿物内部构造示意图
(据许红等,1989)
③ 岩溶塌陷影响因素分析
岩溶塌陷的产生、发展是一个复杂的系统过程,不仅与区域地质背景条件密切相关,而且又取决于其影响因素的综合作用。研究岩溶塌陷灾害,综合分析岩溶条件、盖层条件、地下水条件、诱发动力条件四大因素对岩溶塌陷形成的影响,查清各影响因子中岩溶塌陷形成的决定性因素,对于评价和预测岩溶塌陷风险,有效防治岩溶塌陷有重要的作用。
结合对中国北方岩溶塌陷成因的分析,对枣庄十里泉域历史岩溶塌陷进行研究,主要从岩溶条件、盖层条件、地下水条件、诱发动力条件四个方面考虑。
一、岩溶因子
可溶岩的岩性是控制岩溶发育的基本内在条件。研究区域可溶岩主要为碳酸盐岩类。枣庄十里泉域早古生代(寒武纪、奥陶纪)及晚古生代石炭纪碳酸盐岩分布集中于十里泉、丁庄-东王庄两大水源地,主要有寒武-奥陶系九龙群三山子组白云质灰岩、白云岩和马家沟组东黄山段、北庵庄段白云质灰岩、石灰岩等。该类岩石成分较纯,厚度大,分布稳定、时代古老,岩石受到成岩后生作用的强烈改造。因而具有孔隙度低,力学强度大的特点,这些特点则直接影响到岩石的含水性和岩溶的发育。
岩溶、裂隙发育程度是决定岩溶塌陷发生概率及塌陷强度的基础性因素。枣庄十里泉域岩溶塌陷发育以西北方向居多,与地下水主径流方向和裂隙、岩溶发育方向基本一致。据钻孔资料,十里泉地段地下岩溶发育在深0~100m之间,其中50m以上岩溶发育强烈,岩溶形态以溶洞、溶隙、溶孔为主,洞隙直径1~7cm,且连通性好,线性岩溶率平均为5.5%,100m以下裂隙岩溶发育渐弱。20世纪70年代在十里泉泉头开挖大口井时在三山子组白云岩中遇直径8.3m的大型溶洞;裂隙发育方向以120°~130°的居多,宽度在0.5~1m之间。丁庄-东王庄地段地下岩溶、裂隙发育段在深100m以上,其中30~80m之间溶洞、蜂窝状溶孔发育,线性岩溶率平均为9%,深度100~150m岩溶、裂隙发育较弱。分布于东王庄、冯刘跃附近的三山子组白云岩地表溶隙、溶沟、溶槽有两组,一组方位角65°,另一组方位角130°,两组相互交织形成井字形裂隙网。分布于官庄和丁庄南的马家沟组北庵庄段石灰岩地表岩溶也比较发育,溶沟、溶槽宽度多大于1m,是地表水和大气降水入渗、沟通地下水的主要通道。良好的岩溶发育,为研究区域塌陷提供了基础条件。
岩溶塌陷的发生与岩溶塌陷历史有一定关系,统计研究表明,本区岩溶塌陷点在首次塌陷回填处理后,发生二次、三次等再次塌陷的几率很大,许多塌陷坑是多次活动的复塌坑,而且发生频次越高的区域越容易发生复塌。因此,研究岩溶塌陷影响因子须考虑岩溶塌陷历史的影响。
二、覆盖层因子
1.覆盖层厚度
据初步统计,本区岩溶塌陷大部分发生在土层较薄地区,尤以小于15m的地方为多。这是因为在相同的水文地质条件下,上覆土层厚度小,土洞扩展到地表的进程短,使塌陷易于发生。同时土层厚度大,从土洞发育到塌陷到地面的时间也长,即形成地表塌陷的可能性也变小。十里泉水源地发生的塌陷大多发生在盖层厚度小于5m的地段,在丁庄至东王庄水源地附近,塌陷区盖层土体最厚也不过10~12m(表9-3)。但是另一方面也要看到土层厚度大,有的也会使自重力加大,因此致塌力也会大,土体破坏失稳形成内部塌陷孔洞(或土洞)可能性也会大。
2.覆盖层岩性
覆盖层土体的岩性对岩溶塌陷产生很大影响,覆盖层土体结构可由砂,砾石及黏土组成。在其他条件相同情况下,均一的砂或土较易塌陷,夹砂、土或砾石层状非均一结构则次之,均一黏土抗塌性能则相对好,而多层结构最易塌陷,大量的工程实践证明,砂性土、砾石相对于黏性土更易发生塌陷。
3.覆盖层结构
从本区发生的塌陷分析,所有塌陷均发生于第四系浅覆盖区,以单层结构的粉质黏土为主,在近河流处发育双层结构,一般砂性土比黏性土易塌;具双层结构或含砾黏土比均匀结构的或单一均质黏土易塌;第四系颗粒越粗越易产生塌陷;含水土层比干土层易塌,其原因一是含水土层增加了自重,二是水的软化作用减少了土体的抗剪强度,是地形低洼处、河床或沟谷易产生塌陷的主要因素(表9-3)。
表9-3 枣庄十里泉域部分塌陷点覆盖层厚度及岩性一览表
4.地形地貌条件
岩溶塌陷多发生在地势较低的河流河床及两岸或洼地,十里泉域岩溶水系统的岩溶塌陷主要发生在陶枣盆地区,另外在平原区也零星发生过岩溶塌陷,但在低山、丘陵区域则没有岩溶塌陷记录。因此,地形地貌条件也是岩溶塌陷的影响因素之一。
三、地下水因子
1.地下水位埋深
地下水水位大起大落是产生塌陷的主要动力来源。岩溶塌陷形成的最有利时期为大量抽水,或抽水量不稳定引起地下水水位剧烈振荡时;人为或天然作用引起地下水水位频繁反复升降时;大雨或暴雨引起地下水水位猛烈回升时;地下水水位降至第四系与基岩接触面附近并不断上下波动时。塌陷的形成、发展与地下水的活动状态、地下水水位变化密切相关,这是决定塌陷形成和发育速度的主导因素。据长期监测和调查资料分析显示,十里泉地段地下水水位降至标高37.75m,埋深17m,便可诱发塌陷;水位在标高24.75~14.75m,埋深30~40m之间便出现第二个塌陷高峰;而在丁庄-东王庄地段,第一次大规模产生塌陷时的水位标高为27.63m,埋深为34.62m,第二次集中出现塌陷是1996年5月,水位标高为6.948m,埋深达55.3m。
2.地下水位月变幅
地下水位变化值是地下水变化最直观的表征因子,地下水位的骤变是诱发岩溶塌陷的重要因素,但是影响地下水变化的因素比较多,是各种诱发因素下的地下水综合变化反映。因此,分析岩溶塌陷影响因素应特别注意短时间内地下水位变化,比较有代表性的就是地下水位月变幅。该区历史上大规模岩溶塌陷均发生于地下水位变幅较大时期。
四、动力因子
1.降雨量
大气降水是影响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后,塌陷集中发生。如1981年降水量较小(546.2mm),导致1982年十里泉地段地下水水位下降到最低点(标高34.073m),比1980年下降了13.777m,是形成塌陷的第一个集中期,累计产生塌陷40余处;1995年、1996年和1997年连续降水偏少,水位持续下降,1997年平均水位下降到标高24.358m,最大埋深41.56m,比1995年下降15.712m,为历史上第二个最低点,造成1996~1998年为岩溶塌陷的第二个集中发生期。年内枯水期及丰水期初是塌陷多发季节,平水期则相对较稳定,82%的塌陷发生于4~7月份的枯丰季节交替期。另外,暴雨往往诱发岩溶塌陷,因为强降雨后,土层吸水饱和,透气性降低,真空度增加,垂直渗压增大,此时最易形成塌陷。因此,研究岩溶塌陷影响因素,降雨因素必不可少。
2.地下水开采强度
地下水开采量的增加是造成水位降低的主要因素,抽水时地下水位迅速下降,停抽后地下水位迅速回升。抽水所引起的水位降幅使天然条件下水位变幅进一步加大,使局部地下水流速加快,加速了天然条件下的潜蚀、渗蚀、真空吸蚀、失托增荷等的作用,从而使岩溶洞穴之上的土层由稳定状态变为不稳定状态。
1980年前十里泉和丁庄水源地开采量分别在5.7万m3/d和2万m3/d左右,在此以前没有发生岩溶塌陷。随着十里泉、丁庄-东王庄两水源地开采量的逐年增加,到1981年开采量分别增加到7.54万m3/d和6.1万m3/d,均超过允许开采量,造成地下水水位持续下降,最大水位埋深分别达到或超过17m和34.62m。从此以后,塌陷不断产生,在开采井周围形成的降落漏斗范围内,塌陷点最为密集。1999年后十里泉电厂从苍山会宝岭水库引水,减少了十里泉、东王庄水源地的开采量,岩溶塌陷发生的规模和次数已有所减缓。因此,地下水开采强度是形成岩溶塌陷的重要诱发因素,必须重点考虑。
3.距抽水井距离
研究表明,在地下水超采的情况下,距离抽水井的距离较近的区域,受抽水强度的影响比较明显,尤其是在抽水降落漏斗范围内往往比较容易发生塌陷,而且越靠近抽水井塌陷越密集,塌坑规模也越大,所以距抽水井距离也是非常重要的影响因素。
4.人口密度
枣庄现有人口383万人,人口密度高达830人/km2,分别为全国的5.9倍、全省的1.35倍,居山东省17市第一位。人口密集区是工农业生产及生活用水的集中采集区,地下水开采是诱发岩溶塌陷的主要因素,所以人口密集程度也是间接影响岩溶塌陷的因素之一。据统计分析,人口密度越大的地区,地下水开采越多,对地下水环境破坏也越严重,岩溶塌陷密度也越高。
④ 影响散热性能的各种因素
散热风扇工作时,主要是将电能转换为机械能。其中原理主要是:给散热风扇供电时,风扇线圈有电流通过,根据安培右手定则我们知道,线圈周围会产生磁场,而散热风扇扇叶内部附着先充有磁性的橡胶磁铁。导体产生的磁场跟固定磁场产生吸斥力,当吸斥力大于风扇的静摩擦力时(风扇轴承的摩擦力,扇叶转动的风阻力),风扇扇叶自然转动。直流风扇电源电压固定,必须使用霍尔感应组件作为同步侦测装置,控制一组电路,使该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作,才能产生不同磁场。
通过风扇工作原理我们知道风扇转速的主要决定条件是风扇本身构造及零部件,轴承摩擦力以及扇叶的倾角所受的风阻等,当然还有外部因素,下边我们来分析一下:散热风扇是通过风冷实现散热的,影响风冷散热的因素主要是散热系统所处的环境构造,当系统环境相对密封时,选择散热风扇时需考虑风扇的风压情况,风扇风压不够,风扇转速会明显受到影响,进而风量下降明显,达不到散热效果,所以外部风压是影响风扇转速的一个因素(增压型散热风扇可以克服);还有一个比较明显的因素是外部环境,如风沙、油腻、高低温等环境,普通散热风扇没有做防护处理的话,恶劣环境对其转速影响也是很明显的。
⑤ 储层储集性能影响因素
一般说来,储层受沉积和成岩作用的共同影响。沉积因素是储层形成的基础,成岩作用是在沉积基础之上对储层的改造,二者决定了储层的物性特征。
(一)沉积环境的影响
受沉积体系的影响,不同沉积环境下形成的砂体具有不同的分布特征。准噶尔盆地侏罗系三工河组的砂体分布受多源三角洲沉积体系控制。
准噶尔中部地区侏罗系三工河组辫状河-三角洲具有盆大水浅、源远坡缓、粒粗砂满、水强多源、多期叠置、分布广泛的沉积特点。在浅湖环境下多期河道左右频繁摆动,砂体横向迁移、纵向叠置,拼合成厚层砂岩组合。砂体内部纵向上缺乏泥岩沉积;横向上由于河道砂互相侧切拼合,致使多砂体连通。中1区块侏罗系三工河组二段分上部砂层(
(二)沉积相带的控制
沉积作用对储层物性的影响包括构造和沉积背景,也就是沉积相带对储层物性的控制作用和岩石颗粒组分、粒度以及填隙物中泥质杂基含量等对储层物性的影响。
1.沉积微相
侏罗系储层主要形成于三角洲分支河道、席状砂和扇三角洲等沉积相带中。沉积相带对储层物性控制作用较强。据庄1井统计,三角洲前缘分支河道储层物性明显好于前缘席状砂等相带(表5-7)。
表5-7 庄1井侏罗系沉积相带与储层物性关系
在中1区块的三工河组二段形成扇三角洲、辫状河三角洲、重力流及滨浅湖,分别发育了扇三角洲前缘砂体、辫状河三角洲前缘砂体(包括水下分支河道砂体、河口坝砂体等)、辫状河三角洲前缘滑塌浊积扇砂体及浅湖相的滩坝、砂坪等砂体。平面上,三工河组二段中的辫状河三角洲前缘呈北西向及北东向展布,与该区三工河组沉积时期的物源方向一致。滩坝砂体及重力流浊积扇砂体则呈孤立状态分布于滨浅湖及辫状河三角洲前缘外侧。
不同类型的沉积相带其岩石的结构成熟度差异明显。三角洲前缘水下分支河道砂体和河口坝砂体以分选好的中粗砂岩为主,颗粒骨架抗压作用较强,泥质杂基及塑性矿物含量少,结构成熟度高,导致中成岩次成熟阶段容易被碳酸盐胶结物所充填,随着中成岩成熟阶段A亚期的溶蚀作用而形成很好的次生孔隙,孔隙度为16%~18%,渗透率为(10~100)×10-3μm2,属于中孔、低渗储层,是本区最好的Ⅰ类储层。辫状河-三角洲前缘席状细砂岩分选较好,泥质含量较低,但粒度细,物性次之,孔隙度可达8%~10%。粉砂岩一般次生孔隙不发育,物性差,一般来看不能作为有效储层,只是物性隔层或者夹层。而阵发性水流所形成的决口重力坝沉积微相的富泥质或者泥砾砂岩其储集物性最差。从沉积微相上看,三角洲前缘水道砂体和河口坝砂体应该是最有利的储集砂体。
2.岩矿特征
储层分析表明,三工河组和八道湾组储层均以中粒砂岩为主。中粒砂岩储层物性优于细粒砂岩,粗粒砂岩的储层物性又好于中粒砂岩(表5-8)。
表5-8 庄1井岩矿特征与储层物性关系
进一步分析发现,石英、岩屑等岩石组分含量与储层孔隙度关系不大,而与渗透率关系密切。石英含量越高,储层渗透率越好;岩屑含量越高,储层渗透率越差。同时,平均粒径与石英含量呈正相关关系,与岩屑含量呈负相关关系,说明岩石颗粒越粗,岩石成分成熟度越高,储层物性越好。
(三)成岩作用的控制
影响本区储层物性的主要成岩事件是压实作用、胶结作用和溶蚀作用。
1.压实作用和胶结作用是储层孔隙损失的重要因素
1)压实作用是原生粒间孔隙损失的主要因素。压实程度受埋藏深度、温度、埋藏时间、异常流体压力、孔隙中流体性质、碎屑成分、粒度和分选性等诸多因素影响。压实作用对储层物性的影响有两个方面:一是当J1s2和J1b1埋深大于4000m时,砂岩成分成熟度较低、塑性岩屑含量高、抗压能力弱,压实作用造成颗粒之间接触紧密,孔隙结构遭到破坏,颗粒之间喉道为片状和弯片状,特别是在杂基含量较高、分选差的层段,压实作用强烈,粒间孔隙基本消失;二是本区地温梯度较低,砂岩结构成熟度较高,J1s2和J1b1含油气,因此在一定程度上抑制了压实作用的强度,成熟度高的砂岩中仍然保留了较多的原生粒间孔隙,代表弱压实特征的颗粒间点接触普遍存在,甚至J1b14746.54m和4746.82m处颗粒间仍然保持点接触。
2)胶结作用主要表现为硅质胶结、粘土矿物胶结和碳酸盐胶结。硅质胶结物以次生加大的形式产出,呈不等厚环边包裹颗粒。硅质胶结物主要存在于八道湾组中,含量一般在1%~2%左右;J1s2中含量甚少,仅个别样品达到1%。
粘土矿物胶结主要是高岭石的胶结,三工河组和八道湾组中含量为1%~4%,总体较低。粘土矿物胶结作用对孔隙产生的影响是使孔喉缩小,使原来较大的孔隙被分割成为微细晶间孔隙,从而使渗透率大大降低。粘土矿物含量越高,对渗透率的影响越大。
碳酸盐胶结包括方解石胶结和白云石胶结。三工河组碳酸盐含量为1%左右;在八道湾组中部分样品可达6%~8%。
八道湾组胶结物平均含量为4.8%,硅质胶结和碳酸盐胶结是八道湾组岩性致密、储层物性较差的重要因素之一。三工河组胶结物含量较低,平均为2.6%,与储层物性相关分析表明胶结物含量与储层物性基本没有相关关系,对三工河组的储层物性影响甚微。
2.溶蚀作用可以改善储层的储集性能
溶蚀作用在砂岩中普遍发育。溶蚀作用主要表现为骨架颗粒的部分溶蚀。长石,尤其是岩屑的溶蚀现象多样,有些颗粒边缘被溶成港湾状粒间扩大孔、颗粒内溶孔,有些颗粒可以被完全溶蚀成铸模孔状。从显微镜下明显看到烃类物质充填在溶蚀孔中的现象,说明溶蚀作用发生在烃类运移之前,而且烃类的进入对砂岩进一步成岩作用的发生起到了一定的抑制作用,并使砂岩在埋藏深度较大的环境下至今仍能保留有较发育的孔隙空间。
由于原生孔隙和裂缝对物性的贡献远远没有次生溶蚀孔隙的贡献大,因此次生孔隙的发育程度直接影响储层物性的好坏。
镜下观察发现,次生溶蚀孔隙和岩石原始沉积时的结构成熟度关系很密切。一是颗粒粒度的大小影响次生溶孔的分布频率。镜下所见的溶孔都发育在细砂以上级别的岩性之中,并且和颗粒粒度呈正相关关系。以中粗砂岩次生孔隙最发育,面孔率可达13%~15%;细砂次之,可达8%~10%;粉砂粒级以下的岩石不发育次生孔隙或者很少发育。二是受粘土杂基的控制。岩心观察发现,泥砾富集层段岩石中粘土杂基的含量很高。大量粘土杂基等塑性物质的存在,导致岩石在早成岩阶段容易发生机械压实,大量粒间孔隙散失;同时粘土杂基充填于颗粒中间,阻碍了胶结物的沉淀,不利于后期溶蚀作用的发生。所以同样的中细砂岩,若泥质含量高,则次生孔隙发育差或不发育。三是受颗粒的分选磨圆程度的控制。分选好的中粗砂岩次生孔隙最发育;而分选混杂的砾岩、含砾粗砂岩等次生孔隙发育不好。岩石结构成熟度又和沉积微相密不可分。
⑥ 打印机里面的碳粉对人有哪些危害
1、市场上的散装或瓶装碳粉,大多采用碳黑作原料,多含有多环芳烃系列及二甲基硝胺等物质,它们分别为三、四号致癌物质。
这些物质在定影加热时发挥出来,通过呼吸将直接被人体吸收,危害操作者的健康。人体长时间在使用此类碳粉打印机的环境下工作,会对人体造成伤害,致癌的几率比正常人将会高出4倍,同时会污染硒鼓及磁辊,造成打印不良。
2、自行添加碳粉会破坏硒鼓的密封性能造成漏粉现象,碳粉的颗粒一般都以微米以计量单位,如果散落在空气中是看不见的,从而造成使用环境和办公环境的空气污染,导致PM2.5增加,危害人体健康。
3、打印机硒鼓灌粉时因密封件被损坏,碳粉会大量的弥散到空气中,人体多次接触吸入后,致癌的几率比正常人将会高出10%左右。
4、碳粉不溶于水,很难被排出,从而诱发肾结石等病症的几率比正常人要高出3倍。表面改性剂聚乙烯/聚丙烯石蜡被吸入体内后,其小分子颗粒会被吸收至血液循环系统中,最终沉积在肾脏里。
5、打印机使用碳粉打印时会释放出大量细微颗粒、重金属及有害气体,使得各种办公室综合症在世界各国悄悄流行起来,其典型症状是呼吸道感染、头疼和血像发生变化。
6、墨鼓所使用的碳粉中除含有碳黑、氧化铁和聚酯外,还含有许多金属粉尘,如镍、钴以及对人体有害的汞,此外,墨粉中还含有人们所熟悉的致癌物,如苯、醛、苯乙烯等。彩色打印碳粉更是五毒俱全,如三丁锡(Tributyltin),百万分之几克就可以危及人体荷尔蒙分泌,导致男子精子数量下降,女性不育。
(6)墨粉低温定影性能的影响因素分析扩展阅读
为了有效的消除或减低碳粉对人体的危害需要注意:
1、尽量使用正规公司或品牌的环保硒鼓;
2、当不能确定填充的碳粉是否无毒害时,请将打印机远离人体,且放置与通风处,如复印机的使用;
3、尽量不要在工作场所填充碳粉,如需要应在工厂的严密环境保护下做填充工序,并填充质量合格的碳粉。
⑦ 请教佳能2900打印机定影膜容易结碳粉的故障
定影器参数有:机器速度、碳粉熔点、纸张参数、使用寿命、定影压力。
以上都会出现你所说的容易积碳。
最常见的是碳粉熔点问题:碳粉质量、膜质量、纸张较差。
⑧ 活性污泥吸附性能的影响因素有哪些试分析其主次关系
影响活性污泥性能的环境因素:溶解氧——溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜(2—4mg/L).水温——维持在15~25摄氏度,低于5摄氏度微生物生长缓慢.营养料——细菌的化学组成实验式为C5H7O2N,霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N,所以在培养微生物时,可按菌体的主要成分比例供给营养.微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮,此外,还需要微量的钾,镁,铁,维生素等.
碳源--异氧菌利用有机碳源,自氧菌利用无机碳源.
氮源--无机氮(NH3及NH4+)和有机氮(尿素,氨基酸,蛋白质等).
一般比例关系:BOD:N:P=100:5:1
好氧生物处理:BOD5=500——1000mg/l
⑨ 定影膜的性能
导热性不好的定影膜,不仅会导致墨粉在介质上不能牢固定着,还会将部分软化的墨粉翻转到定影膜或者下辊上,甚至结块,损伤加热组件。
定影牢固度的表征有几种办法,一种办法即机械工业部标准中的办法,采用耐磨擦测试仪进行测试,但是这种方法对于没有条件的用户来讲,是比较困难的一种办法;另一种方法比较简便,即用纸巾或者脱脂棉擦拭,但是这种办法和测试者的关系非常大,缺少可比性。
定影膜的定影性好坏,与下辊、墨粉、介质的搭配关系非常重要。合格的下辊应该具有合适的软硬程度、较快的回弹性等性能。墨粉也应该有合适的软化点和渗透性。因此,当客户在使用定影膜出现定影方面的问题,包括粘粉的问题的时候,应该和客户多进行交流,是否在搭配上出了问题。 隔离性良好的定影膜,会将墨粉不失真的转移到打印介质上去,同时定影膜上不残留墨粉,保持定影膜长期工作良好,不产生重影。
隔离性能的好坏与定影膜上使用的涂层材料以及生产工艺有很大的关系。 表观性能在定影膜的使用中起非常大的作用,常见的表观缺陷有:
(1)严重的厚薄不均,如果是沿着圆周方向的厚薄不均,会造成过厚的地方定影不牢,过薄的地方容易损坏;如果是沿着母线方向的厚薄不匀,会造成定影膜往膜体厚的一侧窜动,造成定影膜的损坏;
(2)表面涂层平滑性不够,如有大量的桔皮纹路,定影膜与下辊的密合性不好,会造成定影牢固度下降,精细图文打印质量下降等缺陷;
(3)表观粘附颗粒、凹坑、针孔、涂层缺失、严重的折痕,这一类的缺陷在尺寸上稍大,因此在印品的相应位置上,会造成转移不上或者定影不牢固的缺陷。 在其它条件满足的情况下,耐磨性好坏是决定定影膜寿命的最主要的因素。耐磨性的测试包括实际打印和模拟打印。
在实际打印情况下,同一型号定影膜的寿命会受很多因素的影响,如墨粉、温度波动、打印环境(粉尘、湿度)、纸张等等。同时,工艺参数的波动对定影膜耐磨性的影响也很大。因此会出现同一个厂家的定影膜,不同的客户的反应是不一样的。
模拟打印的一致性会好许多,但是模拟打印和实际打印之间的相关性的确是一个很大的难题。比如有没有墨粉的影响、新纸张与旧纸张、控制温度高低的影响等等。
⑩ 定影上面沾碳粉,是什么原因一般是温度过高容易沾还是温度过低容易沾
温度高,而且我静电,查看接地是否可靠,必要时更换接地点