時間：2022-03-03 01:06:05
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇海洋石油工程論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
主要是對服務合同的簽訂前審批流程、商務談判、技術澄清、服務合同變更及索賠等程序性文件的管理，及對服務合同條款規定、合同印章使用、合同評審制度等管理內容。
1.理論指導相對缺乏相對于工程建設質量方面有質量管理體系、進度方面有傳統進度計劃、費用方面有全面的概算預算管理，海洋石油工程的服務采購管理缺乏比較完善的體系和理論支持。海洋石油工程項目的服務采購管理還處于萌芽階段，僅僅是意識到服務采購管理的必要性和優點，而服務采購管理的有關理論卻相對較少，項目服務采購管理的理論指導大大落后于行業發展速度。
2.管理方法陳舊落后海洋石油工程項目服務采購現階段的主要方法有：
（1）項目服務采購計劃控制方法
此方法基本沿用企業服務采購運作方法，根據項目的進展和需求，制定服務采購計劃。根據項目各種因素的變化和計劃的執行情況，調整計劃內容采用此種方法進行服務采購，未考慮項目的生命周期和具體需求，精度低、預見性差，對關鍵設備和物資的采購無保障措施。
（2）項目服務采購質量控制方法
對于項目服務質量實施情況的監督和管理。企業采購背景的前提下，項目服務采購的質量控制也僅僅限于項目交收后的檢驗。項目服務采購的人員仍保持著企業采購的需求方心態和作風。在質量控制方面，基本屬于事后控制。未考慮項目服務采購需求受到項目生命周期的限制。海洋石油工程項目服務采購管理方法和控制手段較為落后。對項目服務采購的供應商或承包商的管理仍沿用企業供應商或承包商的傳統管理模式，項目服務采購計劃還僅僅是簡單的費用及工期安排，對服務采購合同的管理基本停留在文檔管理的初級階段。在項目服務采購的過程中，并沒有運用和實施戰略分析、動態跟蹤、過程控制、系統管理等方面的工具和方法。
3.項目缺乏統籌兼顧
英文名稱：China Offshore Oil and Gas
主管單位：
主辦單位：中海石油研究中心
出版周期：
出版地址：
語
種：
開
本：
國際刊號：1673-1506
國內刊號：11-5339/TE
郵發代號：
發行范圍：
創刊時間：1989
期刊收錄：
核心期刊：
期刊榮譽：
中科雙百期刊
聯系方式
期刊簡介
《中國海上油氣》是由中國海洋石油總公司主管、中海石油研究中心主辦的石油及天然氣科學綜合性技術期刊（雙月刊、國內外公開發行，刊號：CN 11-5339/TE），重點報道我國海洋石油和天然氣科學的重大研究成果，主要欄目有油氣勘探、油氣田開發、鉆采工程及海洋石油工程。《中國海上油氣》的前身為《中國海上油氣（地質）》和《中國海上油氣（工程）》，分別創刊于1987年和1989年。《中國海上油氣》是《中文核心期刊要目總覽》（2008年版）核心期刊，已被“聯合國《水科學與漁業文摘》”、《中國海洋文獻數據庫》、《中國學術期刊綜合評價數據庫》、《中文科技期刊數據庫》、《中國科技論文與引文數據庫》、《中國核心期刊（遴選）數據庫》、《中國期刊網》、《中國學術期刊（光盤版）》、《中國石油文摘》、《中國地質文摘》等近20個數據庫或刊物收錄。 《中國海上油氣》的前身為《中國海上油氣(地質)》與《中國海上油氣(工程)》。 《中國海上油氣(地質)》與《中國海上油氣(工程)》分別創刊于1987年和1989年。《中國海上油氣（地質）》1992年獲全國優秀科技期刊評比二等獎;曾多次被評為河北省優秀科技期刊：2002年獲全國第二屆國家期刊獎百種重點期刊。《中國海上油氣(工程)》曾被評為天津市一級期刊。兩刊于2001年同時進入“中國期刊方陣”,位于“雙百”和“雙效”層面。 《中國海上油氣(地質)》與《中國海上油氣(工程)》己被“聯合國《水科學與漁業文摘》”、《中國海洋文獻數據庫》、《中國學術期刊綜合評價數據庫》、《中文科技期刊數據庫》、《中國科技論文與引文數據庫》、《中國核心期刊(遴選)數據庫》、《中國期刊網》、《中國學術期刊(光盤版)》、《中國石油文摘》、《中國地質文摘》等近20個數據庫或刊物收錄或列為核心期刊。
主要欄目：
油氣勘探
油氣田開發
鉆采工程
海洋工程
獲獎情況
中國期刊方陣“雙百期刊”
摘要：
通過詳細介紹仿生學在石油工程領域的發展現狀，提出了石油工程仿生學的概念，指出了建立石油工程仿生學的必要性，概括了石油工程仿生學的特點和研究方法，并梳理了其發展趨勢。目前，仿生學在鉆井、管道、井筒等領域取得了實質性進展。未來石油工程仿生學研究應遵循科學的研究方法，按生物原型階段、數學模型階段和工程實現階段循序漸進地加深研究成果，盡可能避免模仿的復雜性；同時加強在模仿中的創造與創新。石油工程仿生學發展應以生產中的技術需求為根本出發點，以改善現有的或創造嶄新的技術系統為目的，有層次、分階段地開展應用研究，在功能材料、表面性能、信息獲取與處理、工程實現等方面為關鍵技術問題的突破提供創新性解決方案和技術手段，經知識積累、成果轉化和工業化應用3個階段，逐漸形成涵蓋勘探、開發、工程的仿生技術體系。
關鍵詞：
仿生學；石油工程仿生學；仿生技術體系；材料仿生；表面仿生；信息仿生；工程仿生
為了適應環境、延續生命，自然界中的生物經過億萬年的進化和優勝劣汰，造就了近乎完美的結構、形態和功能。五彩繽紛的自然界一直是人類產生各種技術思想和發明創造靈感的不竭源泉，從千百年前模仿蜘蛛織網發明漁網，到近代模仿鳥類飛翔發明飛機，再到21世紀模仿鯊魚皮結構發明鯊魚皮泳衣，人類一直在向大自然學習，利用仿生原理和思想推動技術進步，對仿生學的使用也從無意識向有意識轉變。仿生學是研究生物系統的結構、性狀、原理、行為以及相互作用，從而為工程技術提供新的設計思想、工作原理和系統構成的技術科學［1］。自仿生學誕生到20世紀末，科研工作者經過幾十年的探索，逐步加深了對仿生學的認識和理解，初步掌握了仿生學研究方法，完成了基礎知識的積累。進入21世紀，仿生學的思維和方法迅速滲透到各個學科和行業，研究成果大量涌現，根據發表科學論文數量推斷，這一階段的成果占了總數量的近90％。在這一時期，仿生學在石油工程中也出現了應用案例，不僅利用仿生學理論解決了鉆井、管道防護等技術難題，并且對石油工業的技術創新理念和思維也產生了日益重要的影響。本文介紹了仿生學在石油工程領域的一些重要研究成果，在對仿生學在石油工程領域發展歷程深入分析的基礎上，提出了建立石油工程仿生學的必要性，并概括了石油工程仿生學的研究特點和方法，梳理了其發展方向。
1仿生學在石油工程領域的應用現狀
仿生學的本質是模擬生命系統，其學科結合和行業結合的特點促進了優秀的仿生研究成果從科學研究走向生產實踐，最終投入實際應用。仿生學和石油工程的交叉在鉆井、管道、井筒、油藏等領域也產生了一些研究成果。
1．1鉆井領域
1．1．1仿生鉆井液井壁穩定問題一直是困擾國內外鉆井的難題，水平井比直井的井壁失穩問題更加突出［2］。中國石油大學（北京）根據海洋生物貽貝足絲蛋白的超強黏附能力，研制了仿生強固壁鉆井液體系［3］。該技術在聚合物主鏈上接枝類似貽貝足絲蛋白中的一種關鍵基團，合成類似貽貝蛋白質的水溶性聚合物。仿生鉆井液體系在巖石表面自發固化形成致密且具有黏附性的“仿生殼”，起到維持井壁穩定的作用。試驗井現場鉆井試驗表明，該仿生鉆井液體系在抑制鉆屑分散、穩定井壁、攜屑等方面效果顯著［4］。此外，模仿細菌結構開發了含仿生絨囊的鉆井液［5］，在鉆井過程中無需固相即可暫堵漏失儲層。目前，仿生絨囊鉆井液已在煤層氣欠平衡鉆井、空氣鉆井、防漏堵漏、快速鉆進等方面發揮了作用。
1．1．2仿生PDC鉆頭機械鉆速與使用壽命是衡量鉆頭性能的兩個重要指標［6］，聚晶金剛石復合片（PDC）鉆頭因其出色的切削巖石速度和較長的使用壽命已成為最常用的破巖工具之一。然而，常規PDC鉆頭依然存在金剛石與硬質合金結合力不足、防黏效果不明顯、磨損較快等缺點，為此，吉林大學開展了仿生鉆頭研究工作，研發的仿生鉆頭已從最初的單一功能仿生，發展到目前的耦合仿生，鉆頭性能也由單一的減黏脫附發展到減阻、耐磨、切削效率等指標的綜合提升［7－9］。仿生耦合PDC鉆頭借鑒了竹子中纖維素和木質素的分布方式，牙齒中有機／無機2種不同材料的梯度復合形式，樹木的年輪排布，貝殼表面的非光滑形態，以及螻蛄前足的快速挖掘特點等多種生物特性，并將其進行耦合設計，如圖1所示。現場試驗表明，仿生耦合PDC鉆頭比常規PDC鉆頭鉆進速度提高1．5倍，縮短了施工周期，降低了鉆井成本。
1．2管道防護
1．2．1仿生水草海底防沖刷技術海底管道是海上石油輸送上岸的主要方式［10］，然而，海底復雜流場所引起的海底沖刷造成了管道懸空，給海洋采油安全和海洋環保帶來重大風險。由于常規水下拋石、砂包堆壘、混凝土沉排墊等方法效果不理想，中國石油大學（華東）和中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司提出了一種模擬海草黏滯阻尼作用的仿生水草海底防沖刷技術［11，12］，原理如圖2所示。當海底水流經過仿生水草時，其流速降低，減小了對海床的沖刷；同時，仿生水草促進海流攜沙的沉降淤積，逐漸形成被仿生水草加強的海底沙洲，達到了埋管目的。現場試驗表明，防沖刷仿生水草施工1年后泥沙淤積厚度達20～50cm，防護效果良好。該技術在海管懸空治理中得到了大范圍推廣應用。
1．2．2仿生血小板管道修復技術英國Brinker公司模仿血小板在傷口處凝結的原理，開發了一種管道修復技術［13］。在管道流體中加入Platelets微粒，當其流至裂縫處時，流體壓力迫使其進入裂縫，達到阻止泄漏的目的，如圖3所示。該技術已應用在BP公司Foinaven油田的注水管道和阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集輸管道上，為管道安全運行發揮了重要作用。
1．3井筒領域
1．3．1仿生泡沫金屬防砂技術中國疏松砂巖油藏分布范圍廣、儲量大，開采過程中必須采取防砂措施。根據骨松質的三維立體結構，提出了一種仿生泡沫金屬防砂技術［14］。泡沫金屬內部為三維孔隙結構［圖4（a）］，砂體進入孔隙后沉積在其中，但流通孔道不會被堵死，實現了常規平面防砂到三維立體防砂的轉變［圖4（b）］。基于仿生泡沫金屬的復合防砂管［圖4（c）］，由不同孔隙度的多個泡沫金屬防砂層、導流層、保護層等組成，該結構不僅擴大了防砂的粒徑范圍，還保障了防砂管的滲流能力和結構強度。目前，已發展出防砂粒徑0．15mm、0．25mm、0．35mm的系列化仿生泡沫金屬防砂工具，在油田應用5口井，對于出砂嚴重的井，防砂效果顯著，大幅延長了檢泵周期。
1．3．2仿生非光滑表面膨脹錐技術膨脹管作業過程中，膨脹錐與膨脹管內壁間存在巨大的摩擦阻力。為了降低摩擦阻力，提高膨脹錐的耐磨損性能，以穿山甲為仿生對象，模擬其體表的高強度保護鱗片結構，研發了仿生非光滑表面膨脹錐［15］（圖5）。仿生膨脹錐變徑段采用激光刻蝕、超音速火焰噴涂、離子束沉積等方式進行表面織構蝕刻以及表面硬質涂層涂覆。仿生膨脹錐在中國石油大慶油田進行了4井次的現場試驗，結果表明，與傳統脹錐相比，仿生膨脹錐降低膨脹壓力15％以上，表面無明顯磨損痕跡，延長了使用壽命，降低了作業風險。
1．3．3仿生振動波通訊技術自然界中，沙蝎、大象等動物能感受由固體介質即大地所傳導的振動波，據此進行信息傳遞。受此啟發，研發了一種仿生振動通訊技術［16］，該技術在井口安裝大功率振動信號發生器作為波源，油管或套管為傳輸介質，將振動信號傳輸到井下，井下工具接收到振動信號并進行解調處理，實現地面和井下無線傳輸，技術原理和振動信號發生器如圖6所示。
1．4油藏領域納米機器人是仿生信息感知和傳遞的典型代表。納米級機器人隨著注入流體進入油藏中，記錄分析油藏壓力、溫度以及流體形態，并將這些信息儲存在隨身內存中，之后納米級機器人從產出流體中被分選出來，進而提供了在油藏旅途中提取的重要信息。沙特石油公司已經對納米機器人的尺寸進行了評估，對加瓦爾油田阿拉伯－D油藏中的850塊巖心進行了分析，得到了孔隙－喉道尺寸分布圖，大多數孔隙喉道尺寸大于5μm。為了避免橋堵，納米機器人的尺寸應為孔隙喉道的約1／4。目前，納米顆粒注入試驗以及軟件模擬等工作已在進行中［17－19］。此外，國內外近年來提出了仿生形狀記憶聚合物材料（ShapeMemoryPolymer，簡稱SMP）［20，21］，利用SMP材料能夠在轉變溫度控制下隨意變形的特性，設計了結構簡單、座封可控的仿生封隔器，座封過程不受井下流體性質影響，膠筒尺寸可定制，并且通過調節SMP的轉變溫度，可適應不同井下溫度，以滿足不同井深條件下的完井需求。除了硬件，還出現了“軟性”仿生研究成果。例如，中國科學院王守覺院士提出了“仿生模式識別”的概念，將傳統模式識別的“區分”事物轉變為“認識”事物，使之更接近人類“認識”事物的特性［22］。石油工作者將這一理論應用到了油氣管道工況識別中，在樣本較少的情況下取得了較高的識別準確率［23］。
2石油工程仿生學發展展望
目前，仿生學雖然已經在石油工程領域取得了一定的研究成果，有些甚至已經在油田現場試驗，但仿生學與石油工業的結合依然只是“星星之火”，沒有達到燎原之勢。為了系統、全面地推動仿生學與石油工程的融合，向自然界尋找推動石油工業進步的靈感和啟發，2009年中國石油勘探開發研究院成立了中國第一個石油工程仿生研究部門，開展仿生學在石油工程中的應用研究。
2．1建立石油工程仿生學的必要性經過幾年探索，筆者所在的石油工程仿生研究部門開展了仿生泡沫金屬防砂、非光滑表面、仿生振動波傳輸等多項研究，取得了階段性成果，部分已進入現場應用階段。總體來說，通過專項研究迅速找到了石油工程和仿生學的結合點，并從最初的研究思路轉化為研究成果，成功應用于石油工程現場，解決了油田技術需求。這充分說明了開展石油工程和仿生學的結合研究是合理的、可行的，從長遠來看，建立“石油工程仿生學”是非常有必要的。“石油工程仿生學”是借鑒生物系統的結構、原理、功能等特征為石油工程技術難題提供解決方案的應用科學。建立“石油工程仿生學”意味著更加系統地開展仿生學在石油工程領域的應用研究，有利于更有針對性地發掘石油工程的仿生創新源頭，有利于更有目的性地開展仿生基礎研究，有利于加速仿生學科研成果的應用轉化，有利于仿生學思維和方法在石油工程領域的普及與傳播，以點帶面，促進石油工程與仿生學的全面結合。
2．2石油工程仿生學的研究特點石油仿生學研究可以分為3個階段：生物原型階段，數學模型階段和工程實現階段。首先研究生物某種功能的實現機制和結構特點；然后研究并簡化其結構，抽象出物理模型，進而建立數學模型；最后采用技術手段，制備實物模型，實現對生物系統的工程模擬［24，25］。仿生學作為前沿領域，研究成果大多屬探索類，注重理論性和超前性，而石油工程作為應用行業，以現場需求為驅動力，更加注重科研成果的實用性和推廣性。因此，在科研實踐中，石油工程仿生學應以滿足生產中的技術需求為根本出發點，以改善現有的或創造嶄新的技術系統為目的，有層次、分階段地進行單元仿生或多元耦合（協同）仿生［26］研究。同時，石油工程仿生學在模仿生物的特性或功能時，要盡可能避免模仿的復雜性，要在模仿中創造（創新），研究成果與仿生原型并不一定完全相同，以期最快地解決生產實踐難題，然后循序漸進地加深研究成果的仿生特性，由研究成果實用化向仿生最優化分階段推進。根據這一特點，確定了石油工程仿生學研究和應用的2種主要方式：①需求驅動型，在石油工業的科研和生產實踐中提出技術問題或功能需求，有針對性尋找并借鑒生物的同類或相似功能，經過可行性研究后開展仿生學三階段研究工作；②源頭驅動型，加強與世界仿生學研究機構之間的交流與合作，密切關注仿生學或生命科學研究的最新成果，找準其與石油工業技術需求的結合點，開展應用研究。筆者研究團隊的研究成果充分體現了石油工程仿生學研究特點的適用性，驗證了研究方法的合理性與可行性。例如，泡沫金屬研發之初采用泡沫鎳作為基材，雖然在技術上具有明顯優勢，但高昂的價格阻礙了推廣應用，為此，繼續開展研發工作，開發出不銹鋼泡沫技術，使其具有了推廣應用的條件；仿生非光滑表面膨脹錐技術則是充分借鑒了其他研究機構的成果，優化改進之后應用于膨脹錐，不僅解決了油田生產難題，還促進了仿生研究成果的應用轉化；仿生振動波通訊技術則是在原理上借鑒了動物的通訊方式，但在實現過程中通過大幅提高信號發射強度的方式避免了高靈敏度、小信號接收器開發的復雜性，從而在最短時間內實現生產井指令由地面到井下的無線傳輸。
2．3石油工程仿生學的發展方向
隨著石油工程仿生學系統性研究的啟動，研究內容體現出了明顯的方向性，但研究的深度和廣度依然不足。根據石油工業的技術現狀、需求和特點，以及仿生學的整體發展水平，未來石油工程仿生學應注重材料仿生、表面仿生、信息仿生和工程仿生4個方面的系統性研究，以點帶面，形成涵蓋勘探、開發、工程的仿生技術體系。
2．3．1材料仿生材料仿生的目的是仿制天然材料或利用生物學原理設計和制造具有生物功能，甚至是具有真正生物活性的材料。石油工程領域的材料仿生主要分為2類：①在機械、電學、化學、物理等方面具有仿生特性的主體材料，此類材料或在宏觀上體現出明顯的仿生特征，或通過外場刺激可調控其分子的長度、結構、化學組成、表面形貌等，進而調控材料性能，如輕質高強材料、仿生記憶材料、壓電材料、可降解材料等，該類仿生材料主要用來替代石油工業中常用的鋼鐵、橡膠、陶瓷等，作為其核心功能部件，或作為傳感器敏感元件，大幅提升現有材料、工具以及傳感器的性能指標；②具有強化、修復、、保護等作用的微觀仿生材料，提高現有制劑性能、界面結合效果等，此類仿生材料多以添加劑的方式應用。
2．3．2表面仿生自然界許多生物體的表面結構是非光滑的，無論是陸地、海洋或是天空中的生物，其表面的不同形貌往往都是為適應不同的生活環境經過長期進化而來的，而表面仿生是在仿生對象表面實現類似生物的表面結構，從而表現出更好的表面性能。未來，石油領域的表面仿生多是對機械部件表面進行處理，重點應集中在仿生非光滑表面和仿生浸潤性兩個方面。加強對不同生物功能表面結構的研究和模仿，將仿生非光滑功能表面應用到大量處于惡劣環境中的設備、管線、平臺中，提高運動組件的減阻、耐磨、脫附等性能，以及非動組件的防腐、防垢等特性，延長裝備壽命，提高作業效率，降低安全風險；對材料表面進行仿生浸潤性處理，使其具有自清潔、親油、疏油、親水、疏水等不同浸潤性特征組合，從而衍生出新的功能特性。目前正在利用表面仿生技術對前文提到的仿生泡沫金屬進行處理，利用低溫等離子體表面處理技術，在泡沫金屬表面涂覆一層厚度為30～40nm的聚全氟烷基硅氧烷薄膜，使其具有新的表面浸潤性特征，根據需要實現疏水、親水、疏油、親油等不同特性組合，在工礦、石化、冶金、機械、環保等領域具有廣泛的應用前景［27］。
2．3．3信息仿生信息仿生主要是對生物信息獲取、大數據處理以及生物間信息溝通、協同等特性的模擬與實現。石油工程領域的信息仿生主要可分為2類：①借鑒生物在信息感知和傳遞方面的特性，研制新型傳感或信息傳遞裝置，提高信號采集的精度、廣度及適用范圍，此類信息仿生技術可用于油田生產數據的精確采集，以及信息的高效傳遞，從而提高油田生產狀態的實時監測與控制水平；②在信息處理方面借鑒生物的大數據處理機理和方法，提高大數據處理能力和智能化水平，建立決策機制，并將其應用在地震解釋、油藏認識、開發方案制定以及油田綜合管理等方面，促進油田勘探開發高效運行。
2．3．4工程仿生目前，工程仿生是對生物某種功能的模仿，注重仿生功能的實現，不強調機理相似：①對生物功能的模仿和實現，此類仿生多是受某種生物功能啟發，注重結構相似或生物功能的工程實現，體現生物功能的智能性，并能夠滿足生產實踐需求。目前，石油工程領域的控制方式正在由傳統的機械方式向自動化和智能化方向轉變，在這一轉變過程中引入工程仿生，不僅能夠優化功能結構和控制方式，還能夠促進功能拓展，提高作業效率和便捷化程度。②材料仿生、表面仿生、信息仿生等方面的工程實踐方法。現有的諸多仿生學研究成果還局限在實驗室環境，在其向工業應用轉化的過程中，一方面要解決成果本身的適用性問題，另一方面需要具備切實可行的工程實踐手段。
2．4發展展望石油工程與仿生學的結合依然處于初級階段，大多數研究成果為“形似”仿生。隨著生命科學研究水平的提高以及技術手段的完備，生命科學從生物結構、功能、特性等研究，逐漸深入到生命活動規律、發育規律、生命本質、生物之間和生物與環境之間的相互關系等研究。生命科學的發展加深了對生命本質的認識，不僅能夠拓寬石油工程仿生研究的廣度，更加深了研究深度；反之，石油工程仿生學的發展也使得人們在具體的科研實踐中深化了對生物本身及其活動的理解，進一步促進生命科學研究，并將研究成果有形化［28］。此外，電子、材料、控制等學科的技術進步也將促使石油工程仿生研究成果越來越“神似”。石油工程仿生學未來發展大概可以分為3個階段，即知識積累、成果轉化和工業化應用（圖7）。2020年前，為知識積累階段，任何一個學科領域的發展，都需要長期的知識積累，其中既包括仿生學基礎理論知識的積累與儲備，也包括石油工程仿生學研究人才和研究方法的積累，這一階段要不斷加深對仿生學本質的認識與理解，探索并逐漸形成石油工業與仿生學的結合模式；2020年到2025年為成果轉化階段，對實驗室研究成果進行簡化和魯棒研究，使之在性能或功能上能夠滿足現場應用的要求，形成基本完備的工程實現技術和手段；2025年后，部分研究成果在生產、成本、效率、能耗、作業工藝等方面能夠滿足大規模工業化應用的要求。2008年提出的仿生井概念是未來石油工程仿生發展的集中體現［17］，代表了未來石油工程仿生研究成果的高度融合。未來的油井會像植物一樣“生長”，像植物尋找土壤中濕潤的地方一樣尋找油氣，一旦鉆好垂直井（種植井）后，井將會“按自己的方式生長”。一個智能的分支會延伸到一塊含油區域，一旦該區域水淹后，就將這個分支“砍掉”，并在另一個含油區域“長出”另一個分支，如此反復。
3結語
關鍵詞：系統容錯;負載平衡;數據集成服務;數據傳輸;數據倉庫;數據采集、
1. 數據集成服務系統
1.1數據集成服務系統(DTS)的發展歷史及現狀
DTS 是英文Data Totalization Service 的縮寫，意思是數據集成服務。DTS集成了數據采集、數據傳輸、數據處理、數據倉庫等多項技術，使用了最先進的互聯網技術，把信息技術與傳統的石油勘探開發進行了有機的結合。DTS 數據集成起源于1999 年中海技服承擔的國家863 鉆井液技術集成項目，經過不斷地開發，最后形成了功能強大的集成化數據服務。
目前DTS服務已經成功地推廣到渤海五號的QHD作業區、渤海十號的SZ作業區及南海四號的W作業區，并成功地將數據實時地顯示到中海石油有限公司的各個地區公司。
1.2 DTS的系統結構
DTS對作業現場的數據集成后實時地傳輸到下設在陸地的數據庫服務器，然后由數據中心進行分析處理, 分析處理的結果則及時地反饋給作業現場，同時利用網絡技術分發給網上的各遠程終端。
DTS系統結構如圖1.1
圖1.1 DTS系統結構圖
（注1：在此進行動態平衡處理整個系統的作業任務，使系統負載處于優化狀態。）
由圖1.1可以看出：DTS的油田遠程勘探、開發數據集成服務系統主要由三部分構成：現場采集裝置；傳輸裝置；各種地質、工程資料裝置。
該系統集成了油田開發過程中鉆井、完井、油藏測試等各個階段的現場數據，形成了完善的鉆完井信息管理系統。通過數據集成服務，不僅有助于后方基地的決策，而且可以實現作業過程的遠程監控及現場數據資源的二次開發。其成功的應用，改變了傳統的管理模式和工作方法，對安全、優質、高效、低耗、低污染的石油勘探開發提供了有力的技術支持。
DTS系統把各種現場數據采集設備采集的數據通過衛星與總部數據庫與其它各種終端進行傳輸，在這個龐大的傳輸系統中不可避免地要遇到分布式系統幾乎全部要遇到的瓶頸問題―――即整個系統的負載平衡、系統容錯問題。
2． 系統容錯和負載平衡技術概述
2.1 概念
系統的容錯和平衡負載是大型分布式系統中的兩個重要的概念。在分布式系統中，相對客戶端無需知道中間層應用服務器的確切位置，所以中間層應用服務器出錯所造成的危害往往是致命的。但是，如果多個執行相同任務的服務器同時工作，系統在某個服務器發生故障后能將當前服務器中的任務切換到另一臺正常工作的服務器，這將實現系統的自動容錯功能。同樣，如果能將大量的任務平均分配到多個執行相同服務的服務器， 這將平衡服務器的負載，減少系統等待時間，提高整個系統的效率。
2.2 特點
(1)當某臺應用服務器發生故障時，原先連接到該應用服務器的相對終端可以立刻連接到其它提供相同服務的應用服務器，并繼續相互進行作業，這就是所謂的容錯能力。
(2)斷點續傳功能：這種機制能夠有效地避免數據傳輸或保存的冗余重復。
(3)能夠根據系統的不同負荷，動態分配數據傳輸鏈路連接，不至于有的相對終端負載過重，有的相對終端負載相對過輕，使所有的相對終端的負載達到一個平衡。這就是所謂的負載平衡能力。
3． 系統容錯和負載平衡技術的實現
Delphi提供了一個TSimpleObjectBroker組件，該組件提供了基本的容錯能力和負載平衡能力，通過對此組件編程來實現系統的平衡負載和自動容錯功能。
3.1容錯能力的實現
TSimpleObjectBroker組件能維護一個能夠執行應用服務器的機器列表，并且提供其中的機器名給TDCOMConnection或TSocketconnection作為連接的遠程機器的名稱。當TDCOMConnection或TSocketconnection連接的主機出 現故障時，TDCOMConnection或TSocketconnection可以從TSimpleObjectBroker取得一個新的能夠執行應用程序服務器的遠程機器名稱，然后再連接到這臺新機器以取得應用程序服務器的的服務。
3.2暫存數據的實現
TClientDataSet組件提供了兩個方法SavetoFile和LoadFromFile。當所有的應用程序服務器都發生了故障，或是數據庫服務器發生了故障，調用SaveToFile方法把ClientDataSet中所有的數據包括在相對客戶端更新的數據保存到一個文件中，然后在應用程序服務器或是數據庫服務器恢復正常后再執行相對客戶端應用程序，調用LoadFromFile方法加載先前存儲的數據到ClientDataSet中，再調用ApplyUpdates方法把相對客戶端更新的數據更新回數據庫中。
3.3 負載平衡能力的實現
要讓分布式多層結構提供負載平衡能力，只需TSimpleObjectBroker的LoadBalanced屬性設為True就可以提供簡單的負載平衡能力。
3.4 斷點續傳的實現
現場數據集成系統將采集并經過處理的數據按照某種協議進行分割打包成一個個經過編碼的數據元，在以經過編碼的數據元為單位的數據傳輸過程中如發生中斷，系統的斷點續傳功能將自動記載先前進行數據傳輸IP地址、主機號及數據傳輸發生中斷時斷點數據元的編碼，當恢復數據傳輸后系統從數據傳輸發生中斷時的斷點開始進行數據傳輸。這樣就避免因數據重復傳輸而造成的數據冗余。
4． 結束語
遠程數據集成系統不能只是現場數據的簡單再現。未來的數據集成系統還要從以下幾個方面加以發展：
（1）、圍繞需求在充分利用井場信息，收集整理井場其它資料以充實數據來源，在此基礎上完成多種資料的數字化、規范遠程傳輸的數據格式和內容。
（2）、編制適合不同需要、豐富高效的客戶端軟件。
（3）、要充分利用實時數據資料，充分利用已有的軟件，加快開發急需的事故診斷、專業分析、工程評價等應用軟件，不斷提高生產管理者的決策水平。
參考文獻:
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[5]. 陳彥林 王曉寧. 開發安全穩固的分布式多層應用系統. 中國航天科技集
團第十一研究所計算中心
自學考試時間
遼寧朝陽2020年上半年理論課考試時間為4月11日星期六、12日星期日（上午9:00-11:30；下午14:30-17:00），各專業考試課程和時間安排詳見（附表四、五）。2020年上半年實踐環節考核和論文答辯的時間由各主考學校確定，各專業實踐環節考核課程及時間安排詳見（附表六、七）。
停考專業和遺留問題處理
（一）停考專業
1．能源管理（專科和獨立本科段）專業自2017年下半年起停止接納新生報名，2020年下半年起不再安排課程考試。
2.會計、會計（會計電算化方向）、護理學、船舶與海洋工程（航海技術方向）、船舶與海洋工程（輪機工程方向）、法律、日語、機械制造及自動化（數控加工方向）、焊接、視覺傳達設計、廣告、環境藝術設計、飯店管理和信息管理與信息系統等14個專科專業和電廠熱能動力工程（應用本科）、數控技術（應用本科）、園林（應用本科）、計算機器件及設備（應用本科）、英語、物流管理、日語、石油工程、機電一體化工程、采礦工程、珠寶及材料工藝學、模具設計與制造、廣告學、旅游管理、工業工程和新聞學等16個本科專業自2018年上半年起停止接納新生報名，2021年上半年起不再安排課程考試。
3.藝術設計（人物形象設計方向）1個專科專業和服裝設計與工程（應用本科）、營養、食品與健康、應用化學、機電設備與管理（礦山方向）、電子信息工程和教育技術等6個本科專業自2018年下半年起停止接納新生報名，2021年下半年起不再安排課程考試。
以上停止接納新生報名的39個專業的專業代碼和專業名稱不進行調整，仍按照原專業名稱和專業代碼報名考試及辦理轉考、免考和畢業，2021年下半年起停止頒發畢業證書。
（二）停考專業遺留問題處理
停考專業停止安排課程考試后，該專業的考生可按下述辦法選擇遺留問題處理方式：
1、停考專業中未合格的課程，可選擇其它專業中名稱和課程代碼相同的課程進行考試。
2、停考專業中，尚有二門以下（含二門）理論課沒有合格成績不能畢業的，可自主選擇自學考試其它原則上相近專業的相關課程參加考試，取得原專業考試計劃規定的課程門數和學分即可按原專業申請畢業，最后辦理畢業時間為2021年6月30日。
3、停考專業中，尚有二門以上理論課沒有合格成績不能畢業的，可按自學考試相關規定轉入其它專業參加考試，取得專業考試計劃規定的合格成績后，按照轉入專業申請畢業。
開考專業
專科專業：漢語言文學、英語、連鎖經營管理、汽車檢測與維修技術、數控技術、機電設備維修與管理、文秘、學前教育、計算機應用技術和物聯網應用技術等10個專業。
專升本專業：漢語言文學、旅游管理、電子商務、計算機科學與技術、動物醫學、電氣工程及其自動化、軟件工程、視覺傳達設計、機械設計制造及其自動化、市場營銷、動畫、土木工程、護理學、藥學、中藥學、眼視光學、公安管理學、社會工作、化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、自動化、交通運輸、人力資源管理、汽車服務工程、學前教育、環境設計、數字媒體藝術、小學教育、國際經濟與貿易、金融學、船舶與海洋工程、會計學、工商管理、工程管理、法學和物聯網工程等36個專業。
根據《教育部辦公廳關于印發〈高等教育自學考試專業設置實施細則〉和〈高等教育自學考試開考專業清單〉的通知》（教職成廳〔2018〕1號）文件精神，我省制定了《2018年遼寧省高等教育自學考試專業調整工作實施方案》，從2018年下半年起，開考的專業全部調整為《高等教育自學考試開考專業清單》（已下簡稱《專業清單》）內專業，原開考專業不在《專業清單》內的，專業調整后全部取消，并停止接納新生報考，2021年下半年起停止頒發畢業證書。專業調整對照情況詳見（附表一、二、三）。專業調整后，原本科專業“第二學歷”專業計劃文件已不適用，2018年下半年起停止接納新生報考“第二學歷”，不再按照“第二學歷”專業計劃給新生辦理課程免考。
旅游管理、電子商務、市場營銷、人力資源管理、金融學、會計學（AB計劃）和工商管理（AB計劃）等九個專業，按照教育部文件要求，計劃中增加公共政治課“基本原理概論”（課程代碼：03709）。2019年下半年起報考該九個專業的新生，須考“基本原理概論”（課程代碼：03709）。符合《遼寧省高等教育自學考試學歷認定和課程免考實施細則》（遼招考委字〔2009〕21號）要求的考生，可以申請課程免考。
附表四：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（開考專業）（點擊鏈接查看）
附表五：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（停考專業）（點擊鏈接查看）
自學考試時間
遼寧2020年上半年理論課考試時間為4月11日星期六、12日星期日（上午9:00-11:30；下午14:30-17:00），各專業考試課程和時間安排詳見（附表四、五）。2020年上半年實踐環節考核和論文答辯的時間由各主考學校確定，各專業實踐環節考核課程及時間安排詳見（附表六、七）。
停考專業和遺留問題處理
（一）停考專業
1．能源管理（專科和獨立本科段）專業自2017年下半年起停止接納新生報名，2020年下半年起不再安排課程考試。
2.會計、會計（會計電算化方向）、護理學、船舶與海洋工程（航海技術方向）、船舶與海洋工程（輪機工程方向）、法律、日語、機械制造及自動化（數控加工方向）、焊接、視覺傳達設計、廣告、環境藝術設計、飯店管理和信息管理與信息系統等14個專科專業和電廠熱能動力工程（應用本科）、數控技術（應用本科）、園林（應用本科）、計算機器件及設備（應用本科）、英語、物流管理、日語、石油工程、機電一體化工程、采礦工程、珠寶及材料工藝學、模具設計與制造、廣告學、旅游管理、工業工程和新聞學等16個本科專業自2018年上半年起停止接納新生報名，2021年上半年起不再安排課程考試。
3.藝術設計（人物形象設計方向）1個專科專業和服裝設計與工程（應用本科）、營養、食品與健康、應用化學、機電設備與管理（礦山方向）、電子信息工程和教育技術等6個本科專業自2018年下半年起停止接納新生報名，2021年下半年起不再安排課程考試。
以上停止接納新生報名的39個專業的專業代碼和專業名稱不進行調整，仍按照原專業名稱和專業代碼報名考試及辦理轉考、免考和畢業，2021年下半年起停止頒發畢業證書。
（二）停考專業遺留問題處理
停考專業停止安排課程考試后，該專業的考生可按下述辦法選擇遺留問題處理方式：
1、停考專業中未合格的課程，可選擇其它專業中名稱和課程代碼相同的課程進行考試。
2、停考專業中，尚有二門以下（含二門）理論課沒有合格成績不能畢業的，可自主選擇自學考試其它原則上相近專業的相關課程參加考試，取得原專業考試計劃規定的課程門數和學分即可按原專業申請畢業，最后辦理畢業時間為2021年6月30日。
3、停考專業中，尚有二門以上理論課沒有合格成績不能畢業的，可按自學考試相關規定轉入其它專業參加考試，取得專業考試計劃規定的合格成績后，按照轉入專業申請畢業。
開考專業
專科專業：漢語言文學、英語、連鎖經營管理、汽車檢測與維修技術、數控技術、機電設備維修與管理、文秘、學前教育、計算機應用技術和物聯網應用技術等10個專業。
專升本專業：漢語言文學、旅游管理、電子商務、計算機科學與技術、動物醫學、電氣工程及其自動化、軟件工程、視覺傳達設計、機械設計制造及其自動化、市場營銷、動畫、土木工程、護理學、藥學、中藥學、眼視光學、公安管理學、社會工作、化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、自動化、交通運輸、人力資源管理、汽車服務工程、學前教育、環境設計、數字媒體藝術、小學教育、國際經濟與貿易、金融學、船舶與海洋工程、會計學、工商管理、工程管理、法學和物聯網工程等36個專業。
根據《教育部辦公廳關于印發〈高等教育自學考試專業設置實施細則〉和〈高等教育自學考試開考專業清單〉的通知》（教職成廳〔2018〕1號）文件精神，我省制定了《2018年遼寧省高等教育自學考試專業調整工作實施方案》，從2018年下半年起，開考的專業全部調整為《高等教育自學考試開考專業清單》（已下簡稱《專業清單》）內專業，原開考專業不在《專業清單》內的，專業調整后全部取消，并停止接納新生報考，2021年下半年起停止頒發畢業證書。專業調整對照情況詳見（附表一、二、三）。專業調整后，原本科專業“第二學歷”專業計劃文件已不適用，2018年下半年起停止接納新生報考“第二學歷”，不再按照“第二學歷”專業計劃給新生辦理課程免考。
旅游管理、電子商務、市場營銷、人力資源管理、金融學、會計學（AB計劃）和工商管理（AB計劃）等九個專業，按照教育部文件要求，計劃中增加公共政治課“基本原理概論”（課程代碼：03709）。2019年下半年起報考該九個專業的新生，須考“基本原理概論”（課程代碼：03709）。符合《遼寧省高等教育自學考試學歷認定和課程免考實施細則》（遼招考委字〔2009〕21號）要求的考生，可以申請課程免考。
附表四：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（開考專業）（點擊鏈接查看）
附表五：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（停考專業）（點擊鏈接查看）
關鍵要:石油鉆井工程技術；主要問題；發展方向；鉆井技術
當前階段，在國際油氣勘探的背景下，油氣開發模式逐漸發生轉變。隨著各國油氣資源的不斷開采利用，油氣開采的傳統模式逐漸被現代的開采模式所替代。隨著我國經濟的不斷發展，對于石油資源的消耗在逐年增加，而在石油需求量日益提高的背景下，如何提高石油鉆井技術便成為了石油行業發展的一大關鍵。為提高我國油氣資源的生產，政府加強了對石油鉆井工程行業的支持。但是，我國的石油鉆井技術仍與世界發達國家有著不小的差距，很不利于石油鉆井行業的發展。為了有效推動石油開采行業的發展，提高石油勘探的成功率有效保證石油開采的安全，我們便必須努力提高石油鉆井技術，從而為石油開采作業提供更加科學有效的方法，保證石油開采作業的正常順利進行。本論文通過對石油鉆井工程技術的應用現狀進行闡述，提出了現階段石油鉆井工程技術應用存在的主要問題，并對鉆井工程技術發展趨勢給出了見解。
一、當前我國石油鉆井技術發展的現狀
從我國建國起，一直到二十世紀五十年代左右，我國絕大多數石油企業所采用的石油鉆井技術均為高效鉆頭技術與噴射式鉆井技術，而經過我國不斷的技術研發以及對國外先進技術的引進，目前我國的石油鉆井技術已經得到了很大的發展和進步，并帶動了整個石油鉆井工程操作水平的進步和工程規模的擴大，很大程度上促進了石油開采質量和數量的提高。如今，我國的石油開采技術可以根據不同的地質條件制定出不同的開采方案，科學有效的開采方案既提高了開采效率，又大大減少了開采石油資源所消耗的成本資源，從而有效提高了企業的經濟效益。一般來說，石油鉆井開采的效益是與開采成本有必然關系的，雖然我國石油鉆井開采技術正處于一個朝設備機械化、國產化飛速發展的過程中，但是由于石油開采鉆井設備的造價過于昂貴，設備運轉所需資金過高，因此對企業的盈利造成了一定的影響。而如何能夠降低開采的成本，使石油鉆井開采的效益最大化，是現階段我國石油開采設備研究的關鍵點，未來的石油開采設備，不僅僅應注重設備的實用性，也應在保證實用性的前提下盡量降低設備損耗的成本。此外，隨著石油開采規模的擴大，我國的石油儲量有了明顯減少，易于開采的石油資源已經十分稀少，因此許多油田較為苛刻的開采條件、惡劣的開采環境給石油開采技術和設備帶來了新的要求，這就要求我國的石油鉆企業必須積極研發能夠充分應對深井高位高壓情況的新型石油鉆井設備，從而有效保證石油資源的順利開采。最后，在石油勘探作業與開采作業中，數據測量的準確程度永遠是決定石油開采是否安全、是否順利的關鍵，因此石油企業同樣應注意對信息掌握的準確程度，努力加大對鉆井的測量技術和信息傳輸與控制技術。做好鉆井相關數據的測量工作，確保鉆井工作人員的安全作業。
二、石油鉆井工程技術的應用現狀
（一）地質導向鉆井技術的應用。地質導向鉆井技術的主要組成是導向工具以及地質導向儀器。在進行鉆井的過程中，地質導向鉆井技術一般會與油藏工程技術相互結合，從而實現了地質導向鉆井技術的主要特點，即可以在進行工程鉆井的同時，實現隨鉆控制的功能。由于地質導向鉆井技術對儲層特點以及地層結構有較強的判斷能力，同時也可以實時根據鉆頭的軌跡實現鉆頭的控制，從而使鉆井的采收率得到了較大程度的提高，提升了鉆井的成功率，同時也降低了鉆井施工的成本，提高了施工企業的經濟效益。（二）大位移井鉆井技術的應用。現階段我國的大位移井鉆井技術主要是通過水平井和定位井技術中的核心技術總結得出的新技術。由于大位移井鉆井技術存在較多的技術難點，從而導致大位移井技術不能得到較廣范圍的運用。但是隨著科技的不斷發展以及相關理論的不斷提出，大位移井鉆井技術在不斷的進行完善。當前階段，我國在研究大位移井鉆井技術方面已經找到相關的規律，逐漸解決了在實際鉆井過程中遇到的問題。（三）水平井鉆井技術的應用。作為一種定向的鉆井技術，水平鉆井技術的運用需要高科技的隨鉆測量儀以及相應的井底動力工具之間的相互作用。通常來說，水平井鉆井技術的鉆成井傾斜角的范圍在86度以上。由于水平井在我國石油鉆井工程的生產過程中出現時期比較早，并且通過近幾年對于生產過程中問題的解決以及技術的不斷改進。相對于其他鉆井技術，水平井鉆井技術已經具備鉆具穩平、多開轉盤、上下調整等技術特點，極大地促進了石油鉆井工程的生產效率。
三、現階段石油鉆井工程技術應用存在的主要問題
（一）石油鉆井工程技術研究不足。由于在進行深層鉆井階段，深層地質的硬度較強，需要鉆井工具不斷進行鉆沖。在這個過程中，鉆井工具會與深層地質進行強烈的摩擦，并且產生較多的熱量，導致鉆井機械的運行功率下降。同時由于大部分鉆井工具高強度的運作，造成機械損耗過大，易產生鉆井事故。所以，為提高石油工程的鉆井技術，需要對鉆井工具的質量進行提高。（二）石油鉆井工程技術設備質量較低。現階段，我國在石油鉆井工程技術中使用的鉆井技術主要是深水鉆井技術以及水平鉆井技術，通過不斷的研究使這兩種技術在不斷成型，從而提高鉆井的生產效率。但是存在許多規模較小的鉆井以及老井，需要相關部門加強這一方面的研究，實現鉆井的全面利用。（三）石油鉆井工作人員素質層次不一。石油鉆井作業人員作為井下作業的主要人力，其重要性不言而喻。在努力確保鉆井作業人員安全的情況下，也應切實提高井下作業人員的安全意識和自我保護意識，二者互相結合方能有效防止鉆井意外事故的發生。雖然目前我國的科學技術得到了飛速的發展，但是依然未能實現井下作業完全自動化，因此絕大多數企業主要的鉆井作業人員仍是最基礎的鉆井工人。對于鉆井工人來說，不僅僅應掌握過硬的操作技術和端正的工作態度，還應具備一定的安全意識和自我保護意識以及一定的事故處理能力，在發生井下意外事故時，應做到快速發現險情并采取一定的措施進行補救。近年來，我國逐漸加大了對基礎工人綜合素質的考核，顯著增強了石油鉆井工人的工作能力，但是仍有許多石油企業存在鉆井作業人員素質層次不一的現象，甚至有部分企業為了減少人力成本雇傭不合格不專業的人員進行鉆井作業，既造成了很大的安全隱患，又對鉆井整體工作的進行造成了影響。因此，企業必須加大對鉆井技術人員的培養和引進，從整體上提高企業基礎工人的素質，使其能夠適應日益提高的石油鉆井工程技術，更好的投身于石油鉆井生產工作中。（四）石油鉆井工程技術管理機制不完善。先進的石油鉆井工程技術便需要完善的技術管理機制，目前，我國絕大多數企業并不具備足夠完善的技術管理機制，在實際的石油鉆井作業過程中，很容易出現環節沖突、設備使用沖突、技術監管不到位等現象的發生，很不利于石油鉆井生產工作的正常進行。面對此現象，石油企業必須加強對石油鉆井技術的管理力度，建立完善的管理機制，將技術管理作為企業的一項重要日程來看待，并派遣足夠專業足夠負責的人員對每一項技術每一臺設備的使用情況進行詳細的監管和記錄，對設備使用不當、技術不達標的現象進行嚴格的控制，最大程度上保證鉆井作業的質量和效率，提高企業的經濟效益，促進企業的發展和進步。
四、石油鉆井工程技術的發展方向與發展趨勢
隨著科技的不斷發展以及人們的觀念發生改觀，石油工程逐漸向信息智能化、綠色化等方面轉型。為了尋求更多的石油資源，人們開始向深層工程技術以及海洋工程發展。通過不斷對技術進行選擇以及完善，使油氣鉆井的技術更加高效安全。同時，在進行鉆井作業階段，保證鉆井機械的作業逐漸向自動化、集成化、智能化轉變。（一）深層工程技術發展方向。在傳統石油開采工程技術的生產模式下，隨著時間的不斷推移，有效采油量逐漸減少，我國很多油田都進入了枯竭期。要獲取更多的石油資源，就必須具有向更深地層空間探索的能力，從設備上實現智能化、自動化、可視化、集成化等功能，促使工程技術更安全、更高效、更經濟。（二）石油鉆井設備的自動化與規模的大型化。隨著石油需求量的不斷增大，石油開采企業對于石油開采的效率的重視程度越來越高。為了解決傳統鉆井作業中的問題，實現石油開采效率最大化，鉆井機械設備將逐漸向大型自動化方面發展，同時企業將利用更為專業的鉆井工具，向地質深層以及海洋鉆井方面發展，此外通過尋求更高效，更加安全穩定的作業模式，改善鉆井作業配套，努力朝著交流變頻調速驅動石油鉆機的方向發展，企業將實現設備結構的最簡化以及開采設備的完全自動化。（三）石油鉆井作業的智能化。現代化信息技術以及計算機技術的飛速發展，同樣給石油產業帶來很大的發展契機。通過利用高科技技術，將使鉆井設備逐漸向信息化、智能化以及自動化發展，同時運用先進的技術向更加高效、快速、穩定發展，并且在一定程度上，能夠實現遠程控制。此外，運用先進的計算機網絡監管，可以幫助技術人員快速了解施工環境，并根據現場的具體條件制定作出合理的判斷，并制定出科學有效的施工方案，從而有效避免各種不必要的損失與失誤，同時也可以大幅提高施工效率，促進產業的發展和進步。（四）更加專業的施工團隊。相關研究人員通過加快研究新型鉆井技術，對當前階段鉆井作業中易出現的問題進行總結，可以尋找出更高效的鉆井方式。同時，隨著我國專業人員培養制度的不斷完善，將會有更多新型的石油作業人才、技術人才、管理人才投入到石油的生產中，將會對石油產業起到很大的促進作用。
五、結語
我國發展十分迅速，對于石油的需求量也隨之不斷增大，石油鉆井技術對于石油開采有著直接的影響，石油開采技術的提高，石油的開采量也就隨之提高。因此我們必須切實認清當今石油產業的發展趨勢，不斷提高石油開采技術，確保石油產業的健康發展。
作者:彭冬雙 單位:大慶鉆探鉆井四公司工程分公司
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關鍵詞：荃灣航道 通航環境 風險識別 指標權重 層次分析法
1.引言
隨著經濟社會的快速發展，各類水工設施建設和水上活動日趨頻繁，水上交通安全面臨諸多風險，這些風險直接威脅著人命和水域環境的安全，給港區、航道的安全、效率和發展帶來了嚴重的影響，對其需要進行有效控制。通過系統分析航道水域通航風險因素，量化計算風險因素重要性，對采取針對性的風險緩解措施具有重要的指導意義。
目前，惠州港荃灣港區主航道正在按照5萬t級集裝箱船不乘潮單向通航、7萬噸級散貨船乘潮單向通航的標準進行擴建。相關文獻等對荃灣港區主航道的氣象、水文、航道、交通流等通航環境特征進行了介紹，這里不再重復。本文即針對航道擴建后的惠州港荃灣港區航道通航環境，運用系統工程學原理對惠州港荃灣航道通航環境風險進行辨識，并建立通航環境風險因素指標體系，最后將采用層次分析法求取荃灣航道通航環境風險指標權重，以期為充分認識風險，有針對性、區別性的采取風險防范措施等提供指導。
2.基于系統工程學的惠州港荃灣航道通航環境風險辨識
2.1風險識別
根據系統工程學原理，船舶航行安全需要人-船-環境-管理四個方面來共同保障，對船舶通航安全的分析通常也在該系統工程的框架下進行。作為影響船舶通航安全的四大系統之一，通航環境系統也是由多種要素構成。
通過查閱相關文獻，結合荃灣航道實際情況，本文采用系統性分析的方法將荃灣航道通航環境風險因素分為4大類，即：自然環境、航道條件、航道周邊、其他特征；該4大類共包含12個風險因素，即：風、浪、流、霧及能見度、航道寬度、航道水深、彎曲程度、航路交叉、礙航物/淺區、導助航設施、交通流量、特殊要求。荃灣航道通航環境風險因素識別見表2-1。2.2風險指標體系
通過上文分析選取的風險源，結合1-9標度的層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）過程進行指標體系構建，從而建立通航環境風險評價的指標體系結構見圖2-1。
3.基于AHP的惠州港荃灣航道通航環境指標權重
3.1指標重要性比較判斷矩陣
采用AHP的1-9標度對指標重要性進行比較，得到指標兩兩比較的判斷矩陣見表3-1～3-5中所列。經計算，下述5個判斷矩陣均通過一致性檢驗。3.2指標權重計算
根據層次分析法流程，計算各因素在總系統中的權重，結果見下表3-6。
各因素在總系統中的權重如圖3-1所示。
3.3討論
指標權重是某被測對象各個考察指標在整體中價值的高低和相對重要的程度以及所占比例的大小量化值。指標權重是從事風險綜合評估實踐中多因素、多水平分析時的一個值得十分重視的關鍵問題。權重越大，說明在進行安全管理時應該被賦予更多的精力。根據前文的通航風險識別和指標權重計算結果，可見，惠州港荃灣航道通航環境風險指標體系中，航道條件和自然環境是權重為第一、第二的兩大類因素，其次依次是其他特征和航道周邊布局。這說明，在安全保障資源如建設條件、人力、技術水平有限的前提下，應將有限的建設條件有比例、有重點地實施于該類因素，以期在不同指標的風險程度變化時，通航環境系統的風險能夠在總體上保持較小的波動，即盡量保持系統的總的風險最低。就惠州港荃灣航道通航環境系統來說，風險指標類別需要關注的比例依次為： 航道條件（43.30%）、自然環境（28.56%）、其他特征（18.52%）和航道周邊布局（9.80%）。最底層指標需要被關注的比例詳見表3.1。
4.結語
本文根據系統工程學的觀點對惠州港荃灣航道通航環境風險進行了識別，建立了惠州港荃灣航道通航環境風險指標體系；運用層次分析法求得了各指標在指標體系中的權重，所求結果能夠為有針對性、目的性的進行資源分配、采取安全措施等提供參考，如提高航道通航標準、加強惡劣氣象、水文條件預防預控、完善航道基礎設施建設、制定有效的管理規章和交通組織方案，等等。同時，權重的計算結果能夠為后續的通航安全綜合風險評估提供數據支持。
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關鍵詞：現代教育技術；文科研究生；虛擬學習社區
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1009-4156（2013）03-079-03
信息技術的發展對教育提出了前所未有的挑戰。隨著計算機和網絡的普及，我國各高校在教學上開始大量運用現代教育技術，如多媒體教學和網絡技術等。現代教育技術的發展為研究生的教與學提供了多元的選擇。本文將從文科研究生的學科特點和學習特點出發，將現代教育技術作為促進研究生學習的重要手段，探討幾種可以用于促進文科生學習的具體技術手段，如信息數據庫資源共享、基于學術交往的虛擬學習社區以及教育資源開放共享等，并以利用基于學術交往的虛擬學習社區為例，探討文科研究生利用現代教育技術促進學習的應用策略。
一、文科研究生的學習特點
1.文科的內涵。隨著社會的發展和進步，傳統的人文科學已經逐漸分化為人文科學和社會科學兩類。所謂人文科學，是指那些有著強烈的價值取向、知識保留程度比較大的學科，如文學、語言學、哲學、歷史學等；社會科學則是以社會現象為研究對象的學科，與社會發展和運行直接相關，如經濟學、管理學、社會學、法學、教育學等，它們具有較強的應用性。上述二者由于研究方法和思維范式相似，一般都統稱為文科。
2.文科研究生的學習特點。
（1）積累性。文科研究生的學習需要大量經典著作的閱讀和學術研究論文的研讀。學文科者都知道一句話，叫做“文史不分家”。一般來說，文科類各學科之間相互交叉重疊的比較多。學歷史的不但要了解歷史的發展進程，還要了解當時的政治、經濟、文化狀況；學文學的不但要懂當代文學及古代文學，對其他學科知識，比如歷史、地理甚至生物方面的知識，都要有一定了解；學外語的如果沒有深厚的中文根基也很難行得通。隨著社會的發展，文科也出現了很多邊緣以及交叉學科，這也要求研究生對兩到三門學科都要有相當的了解。
（2）具有實現主動自覺研究學習的意愿。進入研究生階段，學習依然是研究生的首要屬性，但這一階段的學習屬于更高層次的學習，類似于成人化的學習，具有更高的自主性和獨立性。這意味著，研究生不能脫離長期的自主學習和鉆研。比如，學習本專業及研究方向相關的核心課程，研讀代表性文獻，獨立思考一些學科領域內的熱點問題等，這對于培養研究生扎實的科研基本功，以及習得學術規范具有重要作用。
（3）具有主動交流的意愿。對于文科研究生來說，長期的學科學習使其溝通能力、交際能力和社會活動能力等都是為其他學科的研究生所不及的。學術交流是開闊學生的學術視野、掌握學科發展前沿動態、培養其思辨能力、產生創新思維的條件。院校及校際舉辦的跨學科學術論壇，國內外著名專家、學者做的專題學術報告，使得文科研究生將個體研究與群體學術活動緊密結合起來。哪里有自由探索的學術氛圍，哪里就會成為科研成果源源不斷的知識創新中心。
（4）計算機實際操作能力相對較弱。多年來的專業學習使得文科研究生具有較高的人文素質，但相對來說，文科研究生所處的學習環境又使得其計算機實際操作能力相對較弱。在當前的信息社會，具有一定的計算機實際操作能力是研究生充分利用網絡信息資源，進行學習與研究工作的前提和條件。特別對于文科研究生而言，如果不能充分利用好因特網和網絡信息資源，不在因特網這一國際平臺上從事學習和研究，就不可能全面、及時地了解前人已做的工作和取得的成果，不可能充分了解和跟蹤這些領域的前沿，難以做出創造性的成果。
二、運用現代教育技術促進文科研究生學習的技術手段
研究生不同于從基礎教育以及大學階段教育，其特殊性在于課堂學習的時間相對減少了，更多的時間用于研究工作。他們若想在某一領域、某一方向深入進去，就必須利用信息高速傳遞、共享的現代網絡。現代教育技術已經滲透到高等教育的方方面面。基于文科的學習特點，為了增強文科研究生這種自我引導式學習的能力，使他們能廣泛地使用各種網絡信息資源來擴展自己的知識，提出相應的問題，并依靠敏銳的批判性思維進一步深化自我引導式學習，做出創造性成果，以下三種用于促進文科研究生學習的現代教育技術手段值得探討。
1.信息數據庫資源共享。圖書信息的網絡化和共享化。教學信息在網絡環境下的傳遞速度、范圍、距離等都發生了巨大的變化，為網絡教育、遠程教育等新的教育形式打下了基礎。網絡技術的應用使用戶能共享圖書信息資源，也實現了用戶之間的資源共享。這就為文科研究生閱讀大量文獻，把握學科發展脈搏，將學術視野與國際接軌，開闊眼界提供了最基本的條件。例如，中國知網（http：///）是利用較為先進的數字圖書館技術，建成世界上全文信息量規模最大的“CNKI數字圖書館”，通過產業化運作，為全社會知識資源高效共享提供最豐富的知識信息資源和最有效的知識傳播與數字化學習平臺。中國知網服務內容包括：第一，中國知識資源總庫。提供CNKI源數據庫、外文類、工業類、農業類、醫藥衛生類、經濟類和教育類多種數據庫。第二，數字出版平臺。數字出版平臺是國家“十一五”重點出版工程。數字出版平臺提供學科專業數字圖書館和行業圖書館。第三，文獻數據評價。《中國學術期刊文獻評價統計分析系統》（V1.0）的主要統計內容為：中國正式出版的7000多種自然科學、社會科學學術期刊發表的文獻量及其分類統計表；各期刊論文的引文量、引文鏈接量及其分類統計表；期刊論文作者發文量、被引量及其機構統計表。文科研究生要充分利用好中國知網進行文獻查閱，在掌握本學科前人的研究成果以及發展動向的基礎上進行創新，提交論文。中國知網的出現是廣大文科研究生的福音和得力助手。
2.基于學術交流的研究生虛擬學習社區。基于學術交流的研究生虛擬學習社區，是指一種利用網絡交互技術構建的在線學習環境。在這種環境中，研究生、教師及其他專家學者組成虛擬學習群體，圍繞共同關注的主題展開交互，以促進社區內的學術交往、情感交流、知識建構與集體智慧發展。社區學術交往是指由社區中的研究者參與的、圍繞學科領域內學術性主題展開的、以個體科研能力提高和集體智慧的發展為目的性研究活動，社區學術交往過程是通過主體間的觀點交互以及主體與環境、資源的交互來完成的。虛擬學習社區對文科研究生的學習具有很大的促進作用。面向研究生的虛擬學習社區，首先必須保持一定的學術性，具有鮮明的學科專業特色，比如，目前辦得比較成功的“北大經濟學人論壇”、“未來教育研究中心”等都具有各自學科特色。大量學術性、專業性文章吸引了源源不斷慕名而來的訪問者。學術交往是社區構建的根本目的與主要功能，在學術交往這樣一種“深度會談”過程中，研究生、教師及其他助學者圍繞相關學術性主題進行觀點思想的碰撞，共同為主題探究投入熱情與智慧，參與深度的知識建構，“依靠自身的感知和認知能力可全方位地獲取知識，發揮主觀能動性，尋求對問題的完美解決”，這就是一種創新思想和集體智慧的凝聚過程。研究生通過貢獻有學術價值的原創性觀點和獨到見解，提升個體的創新能力。另外，文科研究生應首先從學習者身份出發，立足于自身刻苦鉆研，根植于平時大量的文獻閱讀和思考，不斷提高自己的悟性和思維的敏銳度，這樣才能從社區學術交往中汲取更多的養分，催生更多、更廣泛、質量更高的學術交往活動。研究生也應擺脫保守的門戶觀念的束縛，勇于突破自我，“完全可以不受時空的限制，‘肆無忌憚’地自主學習”，以持續改進的精神對待自己已有的觀念、思想和方法。研究生應始終以平和、從容的心態投入于社區中的學術交往，融會到虛擬學習社區開放的、深層次的群體知識建構中去。
3.教育資源開放共享。2005年，美國的麻省理工學院開放課件項目、猶他州立大學開放課件項目、約翰霍普金斯大學開放課件項目、中國開放式教育資源共享協會等致力于教育資源開放共享的高校、組織、基金會，聯合建立了開放課件聯盟，共同推動開放教育資源的研究與發展。教育資源開放共享已經成為一個非常普遍的國際現象，也是我國高等教育機構推動教育信息化深入發展、實現教育革新的戰略選擇。一般情況下，教育資源開放共享包括校園教育資源的開放共享和網絡遠程教育資源的開放共享兩個方面。
文科研究生可以合理利用網絡課程資源進行自主學習，以達到輔助學習、拓展知識面的效果。例如，麻省理工學院是免費開放教育課件的先驅，它計劃在2013年把1800門課程的課件都放在網站上，提供課程與作業的PDF格式下載。麻省理工學院在中國大陸以及中國臺灣都建立了鏡像網站，網址.cn（中國大陸）。
三、文科研究生利用現代教育技術促進學習的應用策略
將現代教育技術用于促進研究生的學習是有前提和條件的。筆者在此以虛擬學習社區應用為例，根據文科研究生的特點，探討現代教育技術促進學習的應用策略。
1.虛擬學習社區是利用網絡交互技術構建的在線學習環境，要參與虛擬學習社區的學習，基本的前提條件是文科研究生自身具有一定的計算機水平。由于一直以來接受的教育，文科研究生的計算機技術應用水平不高。筆者認為，要利用虛擬學習社區，文科研究生必須具備計算機理論能力和計算機實際操作能力。前者為掌握計算機多媒體、計算機網絡的基礎知識，如計算機網絡的定義、局域網與廣域網的概念、國際互聯網的工作原理等；后者為掌握搜索引擎、脫機瀏覽、在線欣賞、文化傳輸、網頁設計方法，網頁制作、圖像處理等技術。
2.文科研究生自身對技術的態度，是利用虛擬學習社區促進學習的另一前提。文科研究生應持有正確的技術觀。這包含兩方面的含義：一方面，文科研究生應持有多元的技術觀，不為了學技術而學技術，而是為了用技術而學技術。在遇到問題時，多元的技術觀可以幫助自身用開闊的視野面對問題，用多樣的途徑解決問題。只有這樣，技術的運用才有了意義。另一方面，對現代教育技術要持有一種悅納的態度。只有內心愿意接納技術，才能更好地使用技術。
3.始終保持強烈的學習動機，明確學習目標是文科研究生利用虛擬學習社區促進學習的基本保障。文科研究生保持自身的學習動機是保證利用現代教育技術促進學習的基本保證。文科研究生利用虛擬學習社區進行學習是以自主學習為主的，這要求文科研究生自身保持學習動機，加強自身獲取知識的主動性，具有善于汲取知識信息、不斷完善自身知識結構的積極的內在需求；加強對信息的敏感性、洞察力，善于捕捉有價值的信息并與教學、學習等活動相聯系，具有一定的鑒別信息和分辨真偽的能力也是非常重要的。只有明確自己的學習目標，才能在浩如煙海的網絡信息資源環境中時刻保持頭腦清醒，進行選擇、運用；才能提高效率，不至于迷失在信息的海洋之中。
關鍵詞：沉積特征；沉積環境；瘤狀灰巖；礦物組成；地球化學；殷坑組；下三疊統；安徽
中圖分類號：P588.2 文獻標志碼：A
Abstract： The mineral composition， structure， chemical composition and geochemistry characteristics of nodules and matrix from Lower Triassic Yinkeng Formation at West Pingdingshan section in Chaohu of Anhui， China were systematically studied. The results show that nodular limestones are composed of nodules and matrix， and develop well in Yinkeng Formation； nodules are mainly composed of microcrystalline limestone， micritic micrite and microcrystalline micrite calcite with the color dominated by gray， light gray and gray white； the main minerals of nodules are mainly calcite， accounts for 54%-85%， the rest part is made up of quartz， plagioclase and clay minerals， and also contain a small amount of pyrite； the matrix occurs predominantly of yellow， brown-yellow and yellow-gray calcareous mudstones， followed with pelmicrite； compared to nodules， matrix contains less calcite mineral， more quartz and clay minerals； there are three types of the nodular limestone， including banded nodular limestone， discontinuous nodular limestone and random nodular limestone； the three types are the result of combined processes of the differential compaction， and gradually enhance pressure solution during the diagenesis； discontinuous nodular limestone occurs first within many layers and thicker， and develops mainly in the upper part of slope； then， banded nodular limestone distributes in the lower part of slope； at last， random nodular limestone is thinner and develops poor， only appears in deep water basin environment.
Key words： sedimentary characteristic； sedimentary environment； nodular limestone； mineral composition； geochemistry； Yinkeng Formation； Lower Triassic； Anhui
0 引 言
地|歷史中，凡是具有瘤狀形態及相似產出特征的灰巖被統稱為瘤狀灰巖[1]。這種灰巖在中國前寒武紀、古生代和中生代地層中均廣泛分布，如廣東凡口和廣西大廠地區中上泥盆統[2]、云南東北部及貴州北部二疊系[3]、四川西北地區下志留統王家灣組和寧強組[1]、中揚子地區下三疊統大冶組[4]、新疆庫魯塔格地區下奧陶統巷古勒塔格組[5]、河北燕山地區中元古界高于莊組[6]、浙江常山地區奧陶系硯瓦山組[7]等地層中均有不同程度的瘤狀灰巖發育。在沉積地層中，瘤狀灰巖巖石特征明顯，層位穩定，具有一定厚度，是地層劃分和對比的良好標志層[2]，它還可以為分析沉積環境和沉積條件提供可靠的信息[1]，因此，深入研究瘤狀灰巖具有十分重要的地層對比和古環境恢復意義。
安徽巢湖地區下三疊統發育齊全，出露良好，是下揚子地區進行地層學、古生物學、巖石及沉積學、巖石地球化學等方面研究的理想場所[8-12]。該區早三疊世研究一直備受重視，主要涉及生物地層[13-16]、層序地層[17-18]和碳氧同位素演化[16，19-21]等方面，而針對下三疊統瘤狀灰巖的研究則主要集中在巖石學和成因方面[22-25]，對瘤狀灰巖礦物學、巖石學和巖石地球化學方面的研究仍顯薄弱。本次研究采集15個殷坑組樣品分別做了薄片鑒定、X射線衍射、碳氧同位素、主量和微量元素測試，通過野外露頭觀察描述和室內分析，對安徽巢湖平頂山西坡剖面下三疊統殷坑組瘤狀灰巖的巖石學、礦物學和地球化學特征等進行了較為系統的研究，并在此基礎上恢復了瘤狀灰巖形成時的古環境。
1 區域地質背景
巢湖地區位于安徽省中部（圖1），平頂山位于巢湖地區西北近郊，離城中心不足5 km，平頂山西坡剖面為采石修路所掘，基本垂直地層走向，十分有利于野外地質工作的開展。平頂山的最高點海拔不超過200 m，山體基本上都由早三疊世地層構成為一緊閉向斜的核部，核心軸部位于山頂及相連的山脊處。向斜朝NNE向仰起，故整個地層序列基本上由北往南變新，二疊系―三疊系界線及下伏二疊系見于北部地區的山坡上和南部地區的山腳下，北部的平頂山一帶保留最新地層為下三疊統上部南陵湖組下段，其上的地層及中三疊統僅見于南部的馬家山一帶[18]。
安徽巢湖地處下揚子地塊西北緣，西以郯城―廬江斷裂帶與華北板塊相分隔（圖1）。根據地層的巖性、巖相、古生物等特征，巢湖早三疊世地層由老至新分別為殷坑組（T1y）、和龍山組（T1h）和南陵湖組（T1n），各組之間呈整合接觸，與下伏上二疊統大隆組灰黑色放射蟲硅質巖和硅質泥巖連續過渡[16，25]。瘤狀灰巖十分發育，主要分布在殷坑組以及和龍山組中，平面上出露在平頂山北坡、西坡剖面以及馬家山剖面，平頂山西坡剖面最為發育。殷坑組沉積時期的海域具有自東南向西北依次為淺水碎屑巖臺地、淺水碳酸鹽巖臺地、深水斜坡和深水盆地“四分”的古地理格局[26]（圖1）。在和龍山組沉積時期，古地理地貌仍然保持“四分”格局，但南部的淺水環境有所擴張，深水環境向北退縮，北部的深水斜坡逐漸變為淺水碳酸鹽巖臺地。在南陵湖組沉積時期，“四分”的特點已不甚清楚，淺水沉積區繼續向北擴張，深水沉積區則繼續向北退縮；至南陵湖組沉積后期，本區已全部變成以灘、局限海為特征的淺水沉積區[26]。
2 垂向分布特征和巖石學特征
2.1 垂向分布特征
根據野外露頭實測資料[8]，安徽巢湖平頂山西坡剖面殷坑組劃分為25層，厚36.54 m（圖2），這與前人提出的平頂山北坡、西坡剖面殷坑組厚度約38 m的數據相當[27-28]。
殷坑組整體分為上、下兩套巖性組合（圖2）：下組合由第1～19層組成，以泥巖、泥頁巖、泥質微晶灰巖、含泥微晶灰巖和瘤狀灰巖呈韻律性沉積為特征，菊石以Ophiceras和Lytophiceras為主，雙殼類以殼瓣薄、紋飾細弱的Claraia griesbachi和Claraia concentrica為主，牙形石以Hindeodus typicalis 和Neogondolella krystyni為主；上組合由第20～25層構成，為泥頁巖夾少量瘤狀灰巖，菊石以Prionolobus和Gyronites為主，雙殼類以Eumorphotis inaequicostata和Eumorphotis huancangensis為主，牙形石以Neosspathodus kummeli和Neosspathodus dieneri為主[15，28]。殷坑組還見有少量水平覓食潛穴生物遺跡，以Palaeophycus、Ophiomorpha、Chondrites、Brookvalichnus、Planolites為主，這些化石個體保存完整，大小參差分布，顯示原地埋藏特點，生活在較閉塞的潮下帶靜水環境[29]。泥巖和泥頁巖呈青灰色、灰色和灰黑色，含黃鐵礦，產雙殼類、菊石等化石，水平層理發育，反映低能較深水強還原環境沉積的特點。
瘤狀灰巖由瘤體和基質兩部分組成，按瘤體的排列方式將瘤狀灰巖劃分為條帶狀、斷續狀和雜亂狀 3種類型（圖3）。條帶狀瘤體為邊緣波狀起伏的層狀微晶灰巖，微晶灰巖已發生細頸化或局部被拉斷，其與泥巖為互層沉積，且平行于層面；斷續狀者則表現為瘤體相互分離，斷續排列，具有明顯的方向性；雜亂狀者表現為瘤體相互分離，雜亂排列，其間充填基質，方向性不明顯[7]。條帶狀、斷續狀和雜亂狀瘤狀灰巖在巢湖平頂山西坡剖面上呈規律性分布，斷續狀瘤狀灰巖分布在殷坑組第12～19層[圖2和圖3（a）、（b）]，條帶狀瘤狀灰巖主要分布在殷坑組第19～20層[圖3（b）]，雜亂狀瘤狀灰巖零星分布在殷坑組第22、24層[圖2、圖3（c）]。總體上，斷續狀瘤狀灰巖最先出現，而且出現的層位多，厚度大，最為發育，然后為條帶狀瘤狀灰巖，且在第19層中條帶狀瘤狀灰巖與斷續狀瘤狀灰巖呈不等厚互層[圖3（b）]，雜亂狀瘤狀灰巖出現的層位最少，厚度最小，最不發育（圖2）。
2.2 巖石學特征
研究剖面殷坑組瘤狀灰巖由瘤體和基質兩部分組成[圖3（d）]。瘤體多為灰色、淺灰色或灰白色[圖3（d）、（e）]，常呈不規則條帶狀、似橢球狀和疙瘩狀，無明顯搬運、磨圓和分選的跡象，大小不一，小者0.4 cm×1.2 cm，大者呈條帶與基質互層分布，占巖石體積的40%～80%，大都順地層走向分布。瘤體主要為微晶灰巖、泥晶微晶灰巖和微晶泥晶灰巖，組成礦物以微晶或泥晶方解石為主。微晶方解石直徑在1～4 μm，電子@微鏡下透射光能夠透過巖石薄片，但視域比較暗，標本上可見白、灰、灰黃、灰藍色渾濁狀很細的物質，肉眼難辨別出顆粒；泥晶方解石直徑更小，在4 μm 以下，電子顯微鏡下透射光不能透過巖石薄片，視域黑暗。根據全巖X射線衍射實驗分析，瘤體主要礦物是方解石，占整個瘤體的54%～85%，次為石英、斜長石和黏土礦物等陸源物質，黏土礦物主要包括伊利石、綠泥石（表1），此外，瘤體還含少量的黃鐵礦[圖4（a）]。瘤體內生物碎屑含量（質量分數，下同）很少，一般小于5%，以菊石類和薄殼扁平型雙殼類為主，也有少量腕足類和牙形石化石[17]。瘤體內部縫合線和黏土膜發育，大致呈放射狀、束狀、鋸齒狀分叉合并，尖滅再現，將瘤體分隔成大小不一的不規則塊體[圖3（f）、（g）]，有時可見瘤體邊緣因縫合線穿切而呈撕裂狀[圖3（d）]。微晶或泥晶方解石中CaCO3含量在44.33%～76.95%之間，平均為64.87%，不溶組分含量在23.05%～55.67%之間，平均為35.14%（表2），這也表明瘤體礦物組成是以方解石為主。
Qz為石英；Cal為方解石；Pl為斜長石；Pyt為黃鐵礦；I為伊利石；I/S為伊蒙混層；θ為衍射角基質顏色較深，呈黃色、褐黃色和黃灰色[圖3（d）、（e）]，顆粒細小。與瘤體相比，基質中方解石礦物明顯減少，石英、黏土礦物明顯增加，斜長石含量變化不大（表1），基質中CaCO3含量在29.00%～49.79%之間，平均為40.42%，不溶組分含量在50.21%～71.00%之間，平均為59.63%（表2），這表明基質礦物組成主要為黏土礦物，包括伊利石、綠泥石、蒙皂石及伊蒙混層，方解石次之，也見少量的黃鐵礦[圖4（b）]，生物碎屑含量在2%左右，個別可達3%，因此，基質巖性以鈣質泥巖為主，泥質微晶灰巖次之，在沉積時接受了較多的陸源物質的供應。
瘤體與基質接觸關系主要有兩種不同的表現：一種為接觸界線截然明顯，呈港灣狀或波狀[圖3（d）左側和圖3（e）]；另一種則表現為接觸界線不甚分明，呈逐漸過渡關系，方解石含量向瘤體方向逐漸增加[圖3（d）右側和圖3（f）]。瘤體在基質中的排列方式有條帶狀、斷續狀和雜亂狀3種。條帶狀瘤體為邊緣波狀起伏的層狀灰白色微晶灰巖，微晶灰巖已發生細頸化或局部被拉斷，其與黃灰色鈣質泥巖互層沉積，且平行于層面，瘤體的成層性極好[圖3（b）]，重結晶和溶蝕作用較弱[圖3（e）]；泥灰比低，瘤體中CaCO3含量在65.22%～76.95%之間，平均為72.26%，不溶組分含量在23.05%～34.75%之間，平均為27.74% （表2），方解石含量比較高，占整個條帶狀瘤體的80%～85%（表1）。斷續狀者則表現為瘤體相互分離，斷續排列，瘤體之間被泥質充填，成層性較好，具有明顯的方向性[圖3（a）、（b）]，一些小的微晶方解石瘤體“漂浮”在基質中，內部發育縫合線[圖3（h）]，部分定向或雁行排列，重結晶較弱，但溶蝕作用明顯變強[圖3（d）、（h）]；富泥貧灰，泥灰比高，瘤體中CaCO3含量在44.33%～76.26%之間，平均為60.77%，不溶組分含量在23.74%～55.67%之間，平均為39.23%，與條帶狀瘤狀灰巖相比，灰質含量明顯減少，泥質明顯增加（表2），方解石含量明顯減少（表1）。雜亂狀者為瘤體相互分離，雜亂排列，其間充填基質，方向性不明顯，瘤體呈懸浮狀分布于基質中[圖3（c）、（f）]，重結晶變化不大，溶蝕作用更為強烈[圖3（f）、（i）]；泥灰比居于條帶狀和斷續狀瘤體之間，瘤體中CaCO3含量在62.84%～69.27%之間，平均為66.05%，不溶組分含量在30.73%～37.16%之間，平均為33.95%（表2），方解石含量居于條帶狀和斷續狀瘤體之間（表1）。上述3種形式瘤體所對應的碳酸鹽巖分別稱為條帶狀瘤狀灰巖、斷續狀瘤狀灰巖和雜亂狀瘤狀灰巖。
綜上所述，瘤體和基質在顏色、礦物組成、化學成分組成及顯微構造等方面均存在明顯差異（表3）。這種差異在巖石的風化面顯得尤為突出，表現為瘤體易遭受風化淋濾，而基質不易遭受風化淋濾，由于瘤體的溶解流失，從而使瘤狀灰巖表面呈孔洞狀或蜂窩狀，如浙江常山國家地質公園門口展示出的黃泥塘剖面奧陶系硯瓦山組瘤狀灰巖樣品從1998年豎立到2008年，經歷10年時間風化淋濾，瘤狀灰巖樣品頂部表面呈孔洞狀或蜂窩狀[7]，越靠近上部孔洞越大。
3 沉積環境恢復
瘤狀灰巖在沉積環境恢復中具有重要的科學意義。瘤狀灰巖是特殊沉積環境的產物[1]，它對有關沉積環境和沉積條件可以提供可靠的信息[30]。但前人對瘤狀灰巖形成的沉積環境爭論較大，相應提出了瘤狀灰巖形成于較淺水的碳酸鹽臺地[31-32]、臺地邊緣斜坡[5，24，33-35]、深水盆地及陸棚[2，36-38]、孤立的深海高地[39-41]等不同認識。本文從巖石學、礦物學、古生物學和地球化學等方面對安徽巢湖平頂山殷坑組瘤狀灰巖形成的沉積環境進行論述。
根據地層的巖性、沉積構造、成巖作用、特殊沉積物、古生物組合等，殷坑組自下而上發育4個沉積旋回（圖2），即4個四級層序，整體構成一個Ⅱ類三級層序的上升半旋回。第1個沉積旋回由第1～10層構成，厚2.4 m，形成1個四級層序，層序底界面為Ⅱ類層序界面，因為二疊紀末的海水沒有完全退出本地區，二疊紀―三疊紀地層和生物群連續過渡，沒有明@的沉積間斷[17]；本旋回巖性由灰色泥質微晶灰巖與灰（青灰） 色中層泥巖和灰色薄層泥頁巖構成韻律沉積，明顯包含6個小韻律沉積；本旋回泥質微晶灰巖向上逐漸變薄，泥巖及泥頁巖向上逐漸變厚，灰泥比逐漸變小，這種在不足1 m范圍內韻律旋回中灰巖層快速減少，即被泥巖強烈優勢韻律旋回所取代，表明沉積水體快速加深[42]；本旋回地層可能處于碳酸鹽巖開闊臺地環境[43-45]。第2個沉積旋回發育在第11～18層，厚10.1 m，底部巖性為灰色厚層微晶灰巖，中部為8.34 m厚的灰色、青灰色斷續狀瘤狀灰巖與青灰色、灰色、灰黑色泥巖薄互層，頂部為1.1 m厚的青灰色、灰色、灰黑色中層泥巖與灰色中薄層斷續狀瘤狀灰巖互層，瘤狀灰巖無論瘤體還是基質的δ13C值總體上處于穩定正漂移階段（圖2），表明海水持續變深，可能達到較深水上斜坡環境。第3個沉積旋回為第19～20層，厚6.1 m，下部為灰色厚層斷續狀瘤狀灰巖，在12.85～13.20 m夾有條帶狀瘤狀灰巖，條帶狀瘤狀灰巖次生溶孔發育，被后期亮晶方解石充填，上部為青灰色薄層泥巖夾灰色薄層條帶狀瘤狀灰巖；相對第2個沉積旋回來說，本旋回地層的灰泥比要小些，而且瘤狀灰巖δ13C值也持續正漂移，反映水體略有變深，可能處于較深水下斜坡環境。第4個沉積旋回發育在第21～25層，厚17.94 m，以青灰色、灰色薄層泥頁巖為主，夾少量雜亂狀瘤狀灰巖，本旋回地層的灰泥比在殷坑組最低，瘤狀灰巖δ13C值最大，反映水動力極為平靜，水體繼續變深，是4個旋回中水體最深階段，可能達到了深水盆地環境[8]。綜上所述，殷坑組自下而上劃分為開闊臺地、上斜坡、下斜坡和深水盆地4個沉積環境（圖2），其中斷續狀瘤狀灰巖主要發育在上斜坡，僅少量出現在下斜坡，條帶狀瘤狀灰巖分布在下斜坡，雜亂狀瘤狀灰巖則出現在深水盆地環境。條帶狀、斷續狀和雜亂狀瘤狀灰巖在剖面上呈規律性分布，也與后期成巖作用強度密切相關；顯微鏡下巖石學觀察表明[8]，溶蝕作用依次增強，重結晶作用強度有所波動，但整體趨勢變弱（圖2）。
自下而上，殷坑組開闊臺地環境灰巖δ13C值由-5.97‰上升到-3.75‰，正漂移幅度達到2.22‰；之后進入上斜坡環境斷續狀瘤狀灰巖發育層段，瘤體δ13C值由-4.83‰緩慢上升至-1.80‰，最大正漂移幅度_到3.03‰；進入下斜坡環境條帶狀瘤狀灰巖發育層段，δ13C值略有下降；之后在深水盆地泥頁巖和雜亂狀瘤狀灰巖發育層段，δ13C值又緩慢上升至-1.17‰；進入和龍山組底部，δ13C值上升至0.71‰。總體上，殷坑組灰巖δ13C值處于負值區，由下到上，碳酸鹽巖（灰巖和瘤狀灰巖） δ13C值由-5.97‰變為-1.17‰（表2、圖2），記錄了一個明顯的δ13C值正向大漂移，幅度達到4.80‰，反映了水體逐漸加深過程。這個正向大漂移本身包括了3個小的緩慢正漂移和3個小的短暫快速負向漂移（圖2），由此構成的正向大漂移表現為階梯狀、旋回性的上升過程。
從微量元素分析來看，當陸相淡水流入海洋中時，與海水混合，淡水中攜帶的Sr和Ba分別與海水中豐富的SO2-4反應并生成SrSO4和BaSO4，但是由于BaSO4的溶解度相比于SrSO4要小，所以通常SrSO4較BaSO4遷移得遠，至遠海通過生物作用的途徑沉積下來。Chen等認為沉積物中w（Sr）/w（Ba）值大于0.35便顯示淺海環境[46]，友等認為淡水沉積物中w（Sr）/w（Ba）值小于1，而海相沉積物中w（Sr）/w（Ba）值大于1，w（Sr）/w（Ba）值為0.6～1.0，則為半咸水環境[47]。研究區殷坑組淺水開闊臺地微晶灰巖w（Sr）/w（Ba）平均值為0.54，上斜坡和下斜坡瘤狀灰巖基質w（Sr）/w（Ba）平均值分別為0.67和0.73，到深水盆地為0.43（表2）。前3個沉積旋回的w（Sr）/w（Ba）值顯示了該區沉積環境由淺海向深海過渡的特征，但對于深海沉積物，可能受海底熱液噴流作用的影響，其Ba含量顯著增加，例如樣品PY14的基質和瘤體中Ba含量突然增大至1 346.18×10-6和 1 372.35×10-6（表2），此時海、陸相判定就變得不準確[46]，因此，最后一個沉積旋回的低w（Sr）/w（Ba）值可能無法正確反映殷坑組的深海沉積特征。Frimmel研究認為，非海相（湖相）灰巖具有高的Sr含量（（1 078～2 483）×10-6），濱海近岸帶灰巖動蕩水體條件導致碎屑物質混入，具有高的Y、Zr含量[48]。研究區瘤狀灰巖基質中Y 含量為（9.65～24.40）×10-6，平均值為18.08×10-6，Zr含量為（5.72～9.31）×10-6，平均值為6.73×10-6（表2），具有較高值，表明灰巖受到陸源碎屑影響較大，因而更近于濱海近岸帶環境。深海沉積物與淺海沉積物相比，較富集Cl、Ag、Cd、Mo、Mn、Cu、Co、Ba等微量元素[49]。當w（Mo）>5×10-6、w（Cu）>90×10-6、w（Co）>40×10-6、w（Ba）>1 000×10-6、w（Ce）>100×10-6、w（Pr）>10×10-6、w（Nd）>50×10-6、w（Ni）>150×10-6、w（Pb）>40×10-6，沉積深度可能大于250 m[50]。研究區殷坑組各樣品中Mo、Co、Ba、Ni等元素的含量普遍較低（表2），說明該區雖然存在水體深度的變化，但普遍深度應該小于250 m。一些以黏土吸附形式存在的元素（如Cr、Ni、V、Ba等），因黏土礦物含量常有隨水深及離岸距離的增大而增大的特點，這些元素也可間接指示古水深信息[51]。殷坑組樣品位置（樣品與殷坑組底界的距離）與樣品中微量元素含量的相關圖表（圖5、表2）顯示，隨樣品位置升高（樣品深度變淺），瘤狀灰巖樣品中瘤體和基質中所含Ni、V含量均逐漸增加，說明殷坑組的沉積水體深度呈逐漸增加的趨勢。其中，瘤狀灰巖樣品基質中的Ni含量普遍高于瘤體，而V含量普遍低于瘤體，可能與瘤狀灰巖形成過程中的元素分異有關。
從稀土元素分析來看，灰巖及水體中稀土元素用澳大利亞后太古宙頁巖均值（PAAS）標準化。La、Ce 等元素異常計算方法參照文獻[48]和[52]，即假設相鄰元素之間的差值為常數，則標準化后稀土元素異常的線性表示方法為
本剖面瘤狀灰巖基質的稀土元素總含量為（62.29～103.64）×10-6，瘤體的稀土元素總含量相對基質較低，為（42.78～93.87）×10-6。圖6（a）為用PAAS 標準化的REE+Y分布模式，本區瘤狀灰巖以輕稀土元素富集（瘤體和基質的[Pr/Yb]PAAS值分別為1.60和1.58，[Sm/Yb]PAAS值分別為2.02和2.01），La和Ce具有明顯的負異常（瘤體和基質的[La/La*]PAAS值分別為0.81和0.75，[Ce/Ce*]PAAS值分別為0.65和0.68），Eu基本無異常（瘤體和基質的[Eu/Eu*]PAAS值分別為0.97和1.00）為特征（表4）。
PAAS標準化的正常海水具有La正異常、Ce負異常、Gd正異常，輕稀土元素和中稀土元素相對于重稀土元素虧損[55][（圖6（a）]。熱液則以強烈的Eu正異常為特征，河水和其他淡水以較平緩的稀土元素配分模式為特征[56-57]。研究區殷坑組瘤狀灰巖PAAS標準化稀土元素配分模式與湖泊淡水、湖泊灰巖的平坦分布模式有所不同，但與河口、海岸和淺海相具有一定類似性[58-59][圖6（b）]，說明研究區瘤狀灰巖的沉積環境受到大量涌入海口的陸源碎屑物質的影響[29]，稀土元素被吸附沉淀，導致其與湖泊淡水的稀土元素配分模式不同，發生異常。
圖6（a）顯示，除了底部的樣品PY1處在最下端以及樣品PY2處在最上端，即最接近河口和潮間帶相的稀土元素配分模式外，其余樣品隨其與殷坑組底界的距離增大，稀土元素配分模式從河口和潮間帶相逐漸向淺海相方向移動。整體而言，研究區樣品的稀土元素配分模式更接近淺海相特征[圖6（b）]。這說明殷坑組沉積時期，巢湖平頂山地區海域逐漸向內陸入侵，海水深度逐漸增加，而樣品PY1、PY2的異常可能與殷坑組沉積初期東特提斯地區大規模海侵發生前的水體動蕩有關。
成巖過程使碳酸鹽巖中元素和同位素組成可能發生變化。一般來說，該過程對多數稀土元素和元素Y影響較小，即使經歷較強蝕變，碳酸鹽巖中稀土元素和元素Y也十分穩定。這是由于稀土元素和元素Y替代了方解石晶w中Ca2+的位置，且孔隙流體中含量很低。然而，稀土元素中的Eu和Ce受到氧化-還原電位的影響，改變價態而與其他稀土元素發生分異，在孔隙流體存在的情況下可形成異常[46]。殷坑組灰巖中[Ce/Ce*]PAAS值同[Pr/Yb]PAAS值、[Pr/Sm]PAAS值均不具有相關性（圖7），[Eu/Eu*]PAAS值同[Pr/Yb]PAAS值、[Pr/Sm]PAAS值具有輕微的正相關性（圖8）。總體而言，上述參數之間相關性極弱，表明元素Eu、Ce在殷坑組沉積層中發生了明顯分異，指示成巖過程中稀土元素遭受明顯蝕變。
4 結 語
（1）安徽巢湖平頂山西坡剖面下三疊統殷坑組瘤狀灰巖極其發育，橫向上分布穩定，成層性良好，縱向上常與鈣質泥巖、微晶灰巖交替成層，具有明顯的韻律性。
（2）平頂山西坡剖面殷坑組瘤狀灰巖由瘤體與基質組成。瘤體多為淺灰色或灰白色微晶灰巖、泥晶微晶灰巖和微晶泥晶灰巖，組成礦物以微晶或泥晶方解石為主，次為伊利石、綠泥石等黏土礦物，瘤體內部縫合線和黏土膜發育，將瘤體分隔成大小不一的不規則塊體。基質顏色較深，以黃色、褐黃色和黃灰色鈣質泥巖為主，泥質微晶灰巖次之，與瘤體相比，基質中方解石礦物明顯減少，石英、黏土礦物明顯增加，斜長石含量變化不大。
（3）殷坑組自下而上劃分為開闊臺地、上斜坡、下斜坡和深水盆地4個沉積環境。其中，斷續狀瘤狀灰巖主要發育在上斜坡，僅少量出現在下斜坡，條帶狀瘤狀灰巖分布在下斜坡，雜亂狀瘤狀灰巖則出現在深水盆地環境。條帶狀、斷續狀和雜亂狀瘤狀灰巖在剖面上呈規律性分布，也與后期成巖作用強度密切相關，它們的溶蝕作用依次增強，重結晶作用強度有所波動，但整體趨勢變弱。
（4）殷坑組碳酸鹽巖δ13C值處于負值區，自下而上，由-5.97‰變為-1.17‰，記錄了一個明顯的δ13C值正向大漂移，表明沉積水體逐漸加深，因此，殷坑組碳同位素垂向上變化所反映的海平面變化趨勢與沉積相演化是一致的。微量元素、稀土元素變化也表明殷坑組沉積時期，巢湖平頂山地區海域逐漸向內陸入侵，海水深度逐漸增加，但深度應該小于250 m，瘤狀灰巖形成的古環境應該是處于離陸地不遠、水深又較大的斜坡或深水盆地環境，瘤狀灰巖形成時受到大量涌入陸源碎屑物質的影響。
樣品測試過程中，南京大學地球科學與工程學院賴鳴遠、劉倩等提供了熱忱幫助，曲長偉、李達、陳順勇、王兵杰、壽昊蘊、汪謙等參加了部分研究工作，黃志誠、鄧程文、馮旭東等提供了熱心幫助，成文中中國石油大學（北京）吳勝和教授、中國地質大學（武漢）童金南教授、中國礦業大學李壯福教授提供了有益幫助，在此一并致謝！
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