DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 瓦斯属煤矿五大自然灾害之一，也是煤矿第一大杀手，煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸及其诱发的煤尘爆炸等事件极易造成群死群伤 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。1942年4月26日，世界采矿史上最大矿难事故发生在当时伪满州国辽宁本溪湖煤矿，共造成1549人死亡，就是由瓦斯爆炸引起 [ 4 ] 。据统计，建国以来煤矿发生的一次死亡100人以上的特别重大事故有25起，其中属于瓦斯煤尘爆炸或煤与瓦斯突出并引起瓦斯煤尘爆炸的22起，占比91.7% [ 5 ] 。瓦斯富集区是发生瓦斯事故的高风险区域，是煤矿治理瓦斯、预防瓦斯事故的关键部位 [ 6 ] 。如果能够利用物探手段查明煤层中的瓦斯富集区，就可以科学地引导瓦斯治理工作，提高瓦斯抽采效率，减少瓦斯事故发生 [ 7 ] 。 利用物探技术探查瓦斯富集区，前人曾做过不少研究和探索。利用三维地震勘探以煤层割理裂隙为探测目标的煤层瓦斯富集AVO预测技术在淮南煤田初步表明了其可行性，在其他地区也曾有过相关研究或实践 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] ；利用地震波能量信息预测瓦斯富集区，也取得了比较明显的效果 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 。基于电磁波在穿过瓦斯富集区造成电磁波能量损耗，则可利用无线电波坑透成果并结合地质资料分析，来预测采煤工作面瓦斯富集区 [ 15 ] ；还可利用地质雷达高频电磁波在传播距离范围内的回波异常来超前预测瓦斯富集区 [ 16 ] 。地震槽波探测构造煤的研究是可以的 [ 17 ] [ 18 ] 。 槽波是一种只在煤层中传播的特殊地震波，1955年，由Evison在新西兰发现 [ 19 ] ；1963年，德国人Krey首次详细地从理论上分析了槽波的特性 [ 20 ] 。上世纪80年代，地震槽波勘探技术首先在国外煤矿开始投入使用，主要用于井下探测煤层的不连续性，如煤层厚度变化、断层、陷落柱、矸石层分布，剥蚀带等 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] ；之后引入我国，但却在起步发展不久，由于理论、方法和技术等方面的问题，使之较长时期陷于停滞状态。2011年，在自然科学基金重点项目(煤矿灾害事件与地震槽波波场特征示范研究——煤层厚度变异与断层和采空区探测，编号41130419)的支持下，带动地震槽波勘探技术在国内开始重新兴起并趋于活跃，且在设备研发、数学–物理模拟、场地实验等方面均取得了不少新成果和新认识 [ 24 ] - [ 31 ] ，实现了煤层厚度定量化解译、断层和采空区精细探测等，很好地指导了煤矿安全生产 [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] ；但尚未见有利用地震槽波探测煤层瓦斯富集区的有效研究或文献记载。为此，本文将对这一难题进行攻关与探讨。
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user: 2. 地震槽波波场与瓦斯富集机理 2.1. 煤层瓦斯富集主要特点 煤层瓦斯赋存状况与整个成煤过程及其赋存过程等密切相关。其主要影响因素包括煤的沉积环境、煤岩组分、煤在湿度和压力条件下的变质程度、煤层厚度及其变化、煤层埋藏情况、地质构造、地应力、顶底板岩性及其水文地质特征、以及岩浆岩侵入等 [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] 。本文的研究区为新安煤田，其煤层瓦斯赋存状况主要和煤层厚度及其变化、地质构造与地应力分布密切相关 [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] 。结合与该煤矿相关的地质资料，对历年来瓦斯数据进行分析并指出，新安煤田采煤工作面的瓦斯富集主要有以下特点： 1) 煤层厚度剧烈变化带多为瓦斯富集区。煤层厚度剧烈变化，包括煤层厚度突然由厚变薄或由薄变厚，乃是地应力异常或高应力区，易形成瓦斯富集。历史上，新安煤田曾发生过14次煤与瓦斯突出或瓦斯异常涌出事件，其中9次都发生在煤层厚度突然增大或减小的地域 [ 45 ] 。 2) “煤窝子”多为瓦斯富集区。受沉积基底和后期构造运动及改造的双重作用，新安煤田煤层底板起伏不平，煤层厚度变化大，大部分区域属于不稳定煤层或极不稳定煤层，甚至为“鸡窝煤”。在“煤窝子”的区域，即中间煤层厚、周围煤层薄的区域，瓦斯富集。 3) 断层带或隐伏构造变异带多为瓦斯富集区。新安煤田处于新安向斜北翼，整体属于单斜构造，褶曲并不明显，但中、小型断层与底板隐伏构造发育。新安煤田开采二 1 煤，其直接底板为泥岩，顶板为泥岩、砂岩互层，不易形成开放型构造，故不利于瓦斯逸散。断层带或隐伏构造带，既造成煤层厚度异常变化，也常为地应力集中区段，易形成“瓦斯包”，多为瓦斯富集区。 2.2. 煤厚剧烈变化与构造以及高地应力区(段)的地震槽波速度场响应 基于Rayleigh型槽波和Love型槽波中Rayleigh型槽波形成的地质条件苛刻，处理难度亦较大；而Love型槽波对煤层厚度变化十分敏感，具有更强的反射和绕射能量 [ 46 ] [ 47 ] ，故在地震槽波勘探时，通常均选用Love型槽波。 Love型槽波具有显著的频散特征(图1)，且煤层厚度不同，槽波频散曲线各异。随着煤层厚度的减小，Love型槽波主频段向高频方向移动；同一频率下的波速也增加，即槽波速度与煤层厚度呈负相关，煤层厚的地方波速低，煤层薄的地方波速高 [ 48 ] 。这样，便可以将地震槽波勘探繁衍求得的采煤工作面波速等值线图转化为煤层厚度等值线图。 图1. Love型槽波频散曲线 根据槽波速度等值线图与煤层厚度等值线图的相关性发现；煤层厚度剧烈变化带，在槽波速度等值线图上反映为等值线密集区段，即高梯度变化带；“煤窝子”，则反映为中间速度低、周边速度高的封闭或近封闭区域；断层带或隐伏构造带或煤层厚度异常变化，故在槽波速度等值线图上为高梯度变化带或为高速区。 利用地震纵波探测采煤工作面内部地应力分布是一项成熟技术，纵波速度场变化反映地应力大小变化，高地应力区一般显示为纵波速度等值线图上高速区。在相同地质岩性条件下，地震槽波速度与纵波速度呈正相关，故高地应力区在槽波速度等值线图上亦呈现高速区。由于煤层厚度剧烈变化也会造成地应力集中，故高地应力区在槽波速度等值线图上亦可显示为高梯度带或高低速相间分布区域。 2.3. 瓦斯富集区地震槽波速度场响应规律 新安煤田瓦斯富集区主要分布在煤层厚度剧烈变化带、“煤窝子”、断层带或隐伏构造带以及高地应力区段等，即这些异常区域在地震槽波等值线图上分别显示为等值线密集分布、或封闭、近封闭的低速区、高速区及高低速相间分布区等。采煤工作面瓦斯富集区在地震槽波速度场上的响应特征为： 1) 槽波速度等值线图上高梯度带多为瓦斯富集区。 2) 槽波速度等值线图上中间速度低、周边速度高的封闭或近封闭区块变多为瓦斯富集区。 3) 槽波速度等值线图上高低速相间分布地带多为瓦斯富集区。
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user: 3. 探测与解译方法 3.1. 探测仪器与方法 采煤工作面瓦斯富集区探测实验所使用仪器为德国DMT公司生产的SUMMIT-ⅡEX防爆地震槽波探测仪。 采煤工作面瓦斯富集区探测实验采用透射法，利用采煤工作面的一条巷道布置一系列炮点，使用0延迟雷管或延迟时间相同的一段雷管，依次放炮作为震源，激发地震波；在另外一条巷道安装一系列检波器，同时接收地震波信号。如果切眼(联结采煤工作面两条进、回风巷，用于布置采煤设备的巷道)已贯通，也可以在切眼中布置一定数量的炮点或检波器点。为了产生并接收到高分辨率的槽波信息，应尽可能将炸药和检波器放在垂直于煤层的中间位置，用炮泥或水把炮孔封死，通过充气使检波器囊与煤层孔壁紧密耦合。 3.2. 数据处理与解译 使用美国Parallel Geoscience Corporation的专用解译软件SPW。对井下场地所采集数据进行格式转化、加载观测系统、雷管延迟时间校正等预处理，然后进行滤波、自动增益控制、早晚弱音、频散分析等以形成频散曲线，再选定适宜频率，拾取旅行时，最后反演完成CT层析成像，给出地震槽波速度等值线图。 根据采煤工作面瓦斯富集区的地震槽波速度场与其主要响应特征，则可以预测并识别所探查采煤工作面的瓦斯富集区(高瓦斯风险区)。
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user: 4. 探测与研究实例 新安煤田瓦斯富集区地震槽波探测与数据采集。新安煤田地处豫西，跨新安、孟津两县，面积超过700 km 2 ，煤炭资源量30亿t以上，是河南省的主要煤田之一。主采二叠系山西组二 1 煤，煤层厚度0 m~29.99 m，平均4.0 m。直接顶板多为大占砂岩，直接底板为泥岩。煤田内中小型断层较多，底板隐伏构造发育，且全煤田发育构造煤。现该煤田有5对生产矿井，均为煤与瓦斯突出矿井，合计生产能力约600万t/a。 首先利用透射法对采煤工作面进行地震槽波勘探，利用求得的槽波速度等值线图进行预测并识别瓦斯富集区；再使用钻探手段，布置一定数量深浅不一的钻孔测试瓦斯含量，勾画工作面瓦斯含量等值线图，确定实际的瓦斯富集区；最后，通过采煤工作面瓦斯富集区的槽波波场特征与实际测试结果进行对比分析，以厘定地震槽波探测采煤工作面瓦斯富集区的可靠性。本项研究已开展采煤工作面瓦斯富集区探测实验6例，这里选择其中2例给予阐明。 4.1. 实例1 4.1.1. 研究区概况 新义矿11021工作面为俯采工作面，倾向长度693 m，走向长度124 m，可采储量53万t，平均开采深度660 m。测区位于工作面里段410 m (图2)。测区煤厚1.8 m~8.8 m，平均4.7 m，煤层倾角约7˚，部分区段含有夹矸石。煤层直接顶板为砂质泥岩；直接底板为粉砂岩。 4.1.2. 地震槽波勘探 在11021工作面轨道巷布置25个炮孔作为激发震源，间距15 m，乳化炸药200 g/炮，矿用1段延迟毫秒雷管引爆；在皮带巷布置23个检波器孔，间距15 m，且以平行于煤层的X向和Y向双分量检器接收槽波信息(图2)。对575道槽波记录辨识分析后，筛选出槽波震相清晰、频散曲线连续的地震道328道。选取125 Hz频率计算槽波群速度，并进行层析成像构制槽波速度场分布(图3)。 图2. 11021工作面(里段)槽波观测系统布置图 根据巷道已揭露的地质信息与瓦斯富集区的地震槽波速度场响应特征，综合分析槽波速度场，预测11021采煤工作面里段存在3处疑似瓦斯富集区，其编号分别为1#、2#、3# (图3)。分析如下： 图3. 11021工作面(里段)槽波速度成像图 1) 1#疑似瓦斯富集区：位于高速区与低速区相间区段，宽度20 m~30 m，表明煤厚剧烈变化，预测为瓦斯富集区。 2) 2#疑似瓦斯富集区：明显的高速区，可能是薄煤区或高应力区。新义煤矿的薄煤区主要由古河流冲刷或构造剥蚀导致，且多呈条带状分布。为此基本上可以排除由薄煤区即高速区引起，更可能为高地应力区，故将其预测为可能性较大的瓦斯富集区。 3) 3#疑似瓦斯富集区：为四周高速区包围的低速区块，也是厚煤条带，预测为瓦斯富集区。考虑到巷道对煤层瓦斯自然释放等作用，预测3#疑似瓦斯富集区面积向工作面内部有所收缩。 4.1.3. 瓦斯含量实测结果 通过打钻，采用解析法直接测定煤层瓦斯含量。工作面构成后，在测区共施工钻孔测试点42个(图4)。利用井下和实验室的实测数据计算，求得该测区瓦斯含量为3.0 m 3 /t~6.9 m 3 /t。统计瓦斯含量测点并绘制出瓦斯含量等值线图，由此识别出3处瓦斯富集区(图5)。 图4. 11021工作面(里段)瓦斯含量测点分布 图5. 11021工作面(里段)瓦斯含量成像图 图中3处瓦斯富集区与预测的3处瓦斯富集区在位置、范围大体一致，仅有少许差异。 4.2. 实例2 4.2.1. 测区概况 义安矿11061工作面走向长度1090 m、倾向宽度135 m，可采储量107万t，平均开采深度616 m。测区位于工作面外段420 m，煤层厚度0.4 m~8 m，平均4.5 m；煤层倾角约5˚，结构简单。煤层直接顶板为砂质泥岩和中粒石英砂岩。直接底板为粉砂岩或细砂岩。 4.2.2 地震槽波勘探 在11061工作面轨道巷布置34个炮孔作为激发震源，间距10 m，乳化炸药200 g/炮，矿用1段延迟毫秒雷管引爆；在皮带巷布置22个检波器孔，间距20 m，且以平行于煤层的X向和Y向双分量检器接收槽波信息。对748道槽波记录辨识分析后，筛选出槽波震相清晰、频散曲线连续的地震道546道。选取125 Hz频率做为槽波群速度依据，并进行层析成像确定槽波速度场分布(图6)。 根据巷道已揭露的地质信息与瓦斯富集区的地震槽波速度场响应特征，综合分析槽波速度场后，预测有2处小范围疑似瓦斯富集区(图6)。测区槽波速度场在整体上显示为：两侧为低速区、中间区段为高速区，与巷道揭露的两侧厚、中间薄的煤层厚度变化情况相一致。2处疑似瓦斯富集区均为波速从高速向低速急剧变化的区段，也是煤厚剧烈变化的地带。考虑到巷道对煤层瓦斯自然释放作用等，预测的瓦斯富集条带向工作面内部有所收缩。 图6. 11061工作面(外段)槽波速度成像图 4.2.3 瓦斯含量实测结果 工作面确定后，分别沿工作面两条巷道每间隔50 m布置1个瓦斯含量测试点，两侧钻孔交错分布，孔深40 m~60 m，共施工测量点19个。利用井下和实验室的实测数据计算结果：测区瓦斯含量为3.0 m 3 /t~7.7 m 3 /t。利用19个测点的瓦斯含量绘制出测区瓦斯含量分布图(图7)。 图7. 11061工作面(外段)瓦斯含量等值线图 实测的1处瓦斯富集区，与预测的1#疑似瓦斯富集区的位置、大小基本一致；另1处预测的瓦斯富集区，可能由于实测钻孔密度不足，在瓦斯含量分布图上没有显示瓦斯含量异常。
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user: 5 结论 1) 利用地震槽波勘探技术可以预测采煤工作面内部瓦斯富集区。在采煤工作面槽波速度成像图上，速度变化梯度大的区段、高低速相间分布的条带、高速包围的低速区块以及非薄煤层区导致的高速区域通常可预测为瓦斯富集区。 2) 采煤工作面瓦斯富集区地震槽波速度场分布特征是基于地震槽波速度场对地质异常体的响应及与地质异常和瓦斯富集区之间密切相关。经过现场实验证实，但例证尚少，尚不足以定论，故仍需要更多的现场实验和数学–物理模拟做进一步研究。 3) 本组实验钻孔距离较大密度偏小，钻孔测量瓦斯含量与地震槽波勘探有一定的时间间隔。为了取得更好的实验效果，今后在开展现场实验时，应增加钻孔密度，且钻孔测量瓦斯含量尽可能与地震槽波勘探同步进行。
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user: 摘 要 本文利用二次、指数和阻滞增长三种增长模型对中国电子商务季度交易额数据进行拟合；使用MATLAB软件绘制了电子商务增长数据点图以及预测图，对模型参数，拟合优度及模型的残差进行分析，最后得出模型的拟合曲线以及对于未来电子商务规模数据的预测。 关键词 :电子商务，阻滞增长模型，残差分析 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 电子商务是一种基于互联网平台的买卖双方直接在网上进行交易的商业模式。近些年电子商务的迅猛发展为消费者提供了购物的便利，造就了淘宝天猫，京东商城等电子商务巨头。文献 [ 1 ] 指出电子商务造就了一个复杂的生态系统，衍生出了大量的产业，许多公司集聚而来。不仅如此，文献 [ 2 ] 中介绍了电子商务成为中国经济转型的重要风口，是战略性新兴产业，对国家发展的重要性不言而喻。但是经过了这么多年的发展，电商交易规模急剧增长的情况下是否已经趋于饱和，是否还有更强劲的动力等都是问题，文献 [ 3 ] [ 4 ] 对电子商务的现状与未来做了一些报道；但是基于数理模型研究论文极少。文献 [ 5 ] 通过灰色模型利用四年的年数据来预测未来跨境电商规模，文中仅用几个点进行趋势预测，显然时间越长偏差会越明显。所以建立一个比较有效的预测模型，无论对消费者，电商巨头，行业研究，还是国家未来的经济发展以及就业预计都将提供帮助。 模型方面，文献 [ 6 ] 提出了随机logistic人口增长模型，运用了低阶累积量函数的微分方程。文献 [ 7 ] [ 8 ] 也是利用logistic模型对人口增长进行应用预测和研究。文献 [ 9 ] 提出基于李雅普诺夫指数的状态反馈控制策略，消除混沌logistic增长模型中的混沌轨道，并给出控制条件。本文从数学角度选择三个模型对电子商务规模数据进行探讨分析并作出推断，研究方法与结果具有一定的理论价值和实际意义。
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user: 2. 模型介绍 2.1. 二次函数增长模型 模型假设电子商务交易金额增长率是常数，即单位时间内电子商务交易金额的增长量与当时的电子商务交易金额成正比。定义 x ( t ) 为t时刻的电子商务交易金额，可以得到 x ( t ) = a t 2 + b t + c 2.2. 指数函数增长模型 模型假设今年电子商务交易额 x 0 ，年增长率r，k年后电子交易额为 x k = x 0 ( 1 + r ) k 。 且电子商务增长率r是常数(或单位时间内电子商务的增长量与当年的电子商务交易额成正比)。 x ( t ) 为t时刻的电子商务交易额；模型的表达式为 x ( t ) = x 0 e r t 。 2.3. 阻滞增长模型 根据前两个模型可以得到电子商务交易量数据的无穷增长的结论，显然这有一定的不合理。而阻滞增长(logistic)模型考虑到了自然资源、环境条件等因素对电子商务交易金额的增长起着阻滞作用，并且随着电子商务交易金额的增加，阻滞作用会越来越大。所以有如下模型： d x d t = r ( 1 − x x m ) x ， x ( 0 ) = x 0 这里参数r是该模型的内禀增长率， x m 是自然资源和环境条件所能容纳的最大电子商务交易金额数据。当x = x m 时，电子商务交易金额不再增长，即此时增长率为0。对上述方程求解可以得到 x ( t ) = x m 1 + ( x m x ( 0 ) − 1 ) e − r t 。
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user: 3. 实证检验 3.1. 模型的描述统计 我们选取艾瑞网上摘录的2010年第一季度到2016年第四季度的电子商务交易数据(见表1)共计28个进行实证分析。 Table 1 E-commerce transaction data in quarter from 2010 to 201 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 第一季度 1 1.5 1.7 2.23 2.81 3.5 4.2 第二季度 1.1 1.5 1.93 2.39 3.07 3.8 4.6 第三季度 1.2 1.64 2.05 2.53 3.35 3.9 5.2 第四季度 1.4 1.8 2.39 2.57 3.87 4.9 6.2 表1. 电子商务2010年~2016年季度交易规模数据(万亿) 利用二次模型，指数模型和阻滞增长模型对上述数据的分析结果进行简单的汇总比较，相关的模型统计量描述和方差分析结果如表2所示： Table 2 Statistical description of model 模型名称 models 模型统计量描述 检验方差分析 Multiple R R square Adjusted R square Standard Error F Signif F 二次曲线 0.984 0.969 0.966 0.252 389.213 0.000 指数模型 0.992 0.984 0.983 0.064 1596.3 0.000 logistic曲线 0.992 0.983 0.983 0.072 1525.528 0.000 表2. 模型的统计描述 从表2可以看出，三个模型的拟合度(R 2 值)均达到了0.9以上，而方差分析的Signif F值均明显小于0.01，因此这三个模型的拟合结果均具有统计上的意义。 三个模型的判定系数均接近于1，所反映的自变量与因变量的相关性较高，模型的拟合程度较好。虽然三个模型的拟合程度均不相上下，但是我们可以明显的发现逻辑曲线和指数曲线的标准误差项明显较小，我们可以初步认为其更适用于电子商务规模的增长模型。 3.2. 三个模型的拟合结果描述 本文用数学软件对这三个模型曲线进行拟合，相关参数数据描述如下。 二次模型：因变量y对自变量时间t，t 2 的非标准化回归系数分别为0.023，0.005，对应的显著性检验的T值分别为0.949，5.808；显著性水平方面，变量t的sig > 0.05，显著性水平不强；而t的平方项的sig < 0.05，显著性水平较强。对应的二次曲线模型为： y = 0.005 t 2 + 0.023 t + 1.156 指数模型：因变量ln(y)对自变量时间t的非标准化回归系数为0.060，对应的显著性检验的T值为39.954，回归系数的显著性水平sig T值小于0.05。 对应的指数回归方程为： y = 1.038 e 0.06 t 阻滞模型：因变量 ln ( 1 / y − 1 / 15.0 ) 对时间t的非标准化回归系数为0.936，对应的显著性检验的T值为592.701，回归系数的显著性水平sig T值小于0.05。 对应的logistic模型的回归方程是： y = ( 1 / 31.6 + 0.891 ∗ exp ( − 0.066 ( t − 1 ) ) ) − 1 3.3. 三条曲线的拟合曲线及预测图 图1. 原始数据与拟合曲线 上面的三张图是通过对三个模型进行拟合得到的实际效果图(见图1)，可以看出对于已有的数据的拟合效果还算不错。但是第1张和第2张往后将呈现爆炸性的增长趋势显然不符合实际，第3张就比较合理的预计再经过十年左右电子商务规模将渐趋于一个上限。
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user: 4. 模型的残差分析 4.1. 自相关分析检验残差的独立性 图2是对三个模型的残差项用R软件所做的自相关函数图(ACF)。 图2. 残差自相关系数 从上面三个残差的自相关系数图可以看出，样本长度为28，自相关系数服从以0为均值， 1 n 为标准差的正态分布，当自相关系数落在以区间(− 1 n ， 1 n )为独立置信区间时，我们就认为误差项是均值为 0的独立同分布随机变量序列。从图中我们可以得出残差项存在独立性。 4.2. 残差的正态分布检验 图3分别是二次，指数，阻滞模型的残差的直方图。 图3. 残差直方图 可以看出残差项近似的服从正态分布，均值为零。由于电子商务正处于初始的加速上升阶段所以拟合效果均不错差异性不是很大。 4.3. 未来季度数据预测 Table 3 Quarterly Data Forecast in the futur 二次模型 指数模型 阻滞模型 2017年第二季度 6.346 6.280 6.811 2017年第三季度 6.674 6.668 7.170 2017年第四季度 7.012 7.080 7.543 2018年第一季度 7.36 7.518 7.928 2018年第二季度 7.718 7.983 8.327 2018年第三季度 8.086 8.476 8.738 2018年第四季度 8.464 9.001 9.161 2019年第一季度 8.852 9.557 9.596 2019年第二季度 9.25 10.148 10.043 2019年第三季度 9.658 10.776 10.501 2019年第四季度 10.076 11.442 10.968 2020年第一季度 10.504 12.150 11.446 2020年第二季度 10.942 12.901 11.932 2020年第三季度 11.39 13.699 12.426 2020年第四季度 11.848 14.546 12.927 表3. 未来季度数据预测(万亿)
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user: 5. 结束语 在模型的拟合结果中我们可以看出，二次曲线和指数曲线模型拟合值与前期数据比较吻合，这说明目前我国的电子商务正处于迅猛发展时期，但考虑到环境因素等原因，未来不可能一直持续这一趋势。当资源有限时，电子商务交易总额的增长率将会随着基数的增大而减小，由此我们认为电子商务交易额的增长速度会缓慢下降，即随着电商交易额的增加而降低，存在着增长有限性的特征。阻滞增长模型，更能描述电子商务的发展趋势，对数据进行拟合，结果可以看出阻滞增长模型拟合得到的数据客观的反映了电子商务增长规律，与现有数据非常吻合，并且对未来电商交易金额的预计(见表3)也在我们的理想范围之内，效果更为准确。 根据模型的拟合效果预测图也可以看出未来十年电商交易规模仍旧会有着较强的发展势头，并将在未来五年内突破年交易量五十万亿大关。伴随着大量传统企业的转型升级和智能物流体系的建立，电子商务的交易金额将牵动着国民生产总值的发展，电商的地位将日益抬高，政府对电商的支持度也是日益增加，这表明电商在中国经济市场未来将占有相当大的份额，未来将是中国经济强劲增长的非常重要的一环。我们不仅要看到电商以前辉煌的成就，也要瞄准电商充满机遇的未来。
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user: 摘 要 空调控制器PCB板是空调控制器的重要结构件，为了优化PCB板结构，使其满足溃缩力要求，对PCB板进行了强度计算。在综合考虑其结构、支撑条件、静力强度和刚度等因素下，以PCB板的应力及临界屈服极限作为约束条件，对其进行优化设计。优化后，PCB板在指定载荷下发生溃缩，优化方法为PCB板的结构设计提供了参考。 关键词 :PCB板，应力，溃缩，结构设计 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着微电子技术的高速发展，由芯片构成的数字电子系统朝着规模大、体积小、速度快的方向发展，而且发展的速度越来越快 [ 1 ] 。人们对于其重要结构件PCB板提出了更为严格的功能要求(PCB板是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接)：PCB板在250 N的压力载荷下不发生溃缩，在378 N的压力载荷下发生溃缩，PCB板的结构设计对其产品的功能影响很大。因此在进行PCB板设计时，不能遵循PCB板设计的一般原则，要使得能够满足溃缩性能的要求，PCB板的结构设计很重要 [ 2 ] [ 3 ] 。 1.1. PCB板有限元模型建立 空调控制器整体结构(如图1所示)：PCB板组件9支撑于下壳体5上，旋钮底座通过螺钉锁在PCB板9上，旋钮支架7通过扣位固定于旋钮底座8上，旋钮3通过扣位固定于旋钮支架7上，导光体2通过扣位固定于旋钮3上，导光体6固定于旋钮支架7上，按键帽1通过扣位固定于旋钮支架7上，最后上壳体4通过扣位与下壳体5进行扣合。空调控制器进行溃缩实验时，其力的传递形式为：载荷通过按键帽1传递给旋钮支架7，然后传递给旋钮底座8，最后由PCB板组件9来承受载荷并达到溃缩力的要求。 图 1. 空调控制器结构形式 1.2. PCB板溃缩实验的受力分析 选用空调控制器中的PCB板进行静力学结构分析，以初步分析PCB板的应力分布情况。 Table 1 Main parameters of PCB boar 单位(Units) 数值(Test Value) 密度(Density) g/cm 3 1.2 杨氏模量 Pa 2.4 E + 10 Pa 泊松比 0.47 屈服强度 Mpa 350 切线模量 Pa 2.3 E + 08 Pa 最大压力 N 378 最小压力 N 250 PCB板厚 mm 1.6 表1. PCB板主要参数 根据上表1数据，笔者在CATIA软件中建立了PCB板实体三维模型。根据以往的软件使用经验，简化了一些特征使得计算分析更加简便 [ 4 ] 。将三维实体导入到Mesh中对PCB板进行网格划分，共得到13，238个单元和25，569个节点。PCB板的有限元模型如图2所示。 图 2. PCB板有限元网格划分模型 在分析PCB板应力时，假设250 N的压力通过按钮帽、旋钮支座及旋钮底座传递到PCB上，此时PCB上的压力载荷为： (1) 式中：P为压力，F为作用在按钮帽上的集中载荷，S为旋钮底座与PCB板的接触面积 空调控制器在进行溃缩实验时，PCB板是通过四个螺钉锁紧在下壳体上的，所以在锁紧部位采用固定约束。其约束形式与载荷分布如图3所示： 图 3. PCB板载荷分布与约束形式 1.3. PCB强度计算结果及分析 根据上述边界条件对模型进行加载，并进行求解分析，得到PCB板等效应力云图，如图4所示。PCB板在受到0.782 Mpa的压力时，PCB板的四个固定区域承受了主要的载荷，载荷由四个固定区域处向外逐渐减小。此外PCB板中四个近端处的支撑筋应力大于四个远端处的支撑筋应力，最大应力发生在四个近端处的支撑筋的中间部位，为398.85 Mpa。设计采用玻纤布基材料，其屈服极限σs £ 350 MPa。根据工程应用的实际经验，此PCB板结构难以满足250N的压力时不发生溃缩的要求，因此必须对PCB板进行结构的优化。 图 4. PCB板等效应力云图
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user: 2. PCB板的结构优化设计 在保证PCB板厚度不变的情况下，使其能够满足溃缩力的要求。PCB板的溃缩力大小主要取决于支撑筋的厚度与宽度，因为其厚度不能发生变化，故选定PCB板的宽度作为优化设计变量，PCB板的应力以及临界屈服极限作为边界条件。PCB板更改后的结构(如图5所示)，分别加宽了八个支撑筋，使其支撑筋成为扇形结构形式。 图 5. PCB更改后的结构形式 PCB板结构优化后有限元计算及分析 在PCB板改进后，其约束条件及载荷大小均匀改变。首先将PCB板进行250 N的压力下，经过计算得到其PCB等效应力云图，如图6所示。可见其最大应力为292.21 MPa。因其其屈服极限σs £ 350 MPa。根据工程应用的实际经验，取安全系数n = 1.5，材料的许用应力[σ] =σs/1.5 = 233.33 MPa，小于材料的屈服极限，因此不会发生溃缩现象，满足实验要求。 图 6. PCB板等效应力云图 其次，在满足上述溃缩力要求的前提下，PCB板进行378 N压力载荷下发生溃缩的实验，经过计算得到其PCB等效应力云图，如图7所示。可见其最大应力为442.06 MPa。因其屈服极限σs £ 350 MPa，远大于材料的屈服极限，因此会发生溃缩现象，故而满足实验要求。 图 7. PCB板等效应力云图
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user: 3. PCB板结构优化前后的数据分析 将同为250 N压力载荷下的溃缩实验，分别取更改前后PCB板支撑筋处的10个节点，并将其等效应力列在表2、表3上，并生成对比图(如图8)。 Table 2 Equivalent stress of 10 nodes in the original support tendon 节点号 1 2 3 4 5 等效应力/Mpa 258.19 329.72 170.65 174.2 391.09 节点号 6 7 8 9 10 等效应力/Mpa 303.58 179.69 219.39 367.79 245.27 表2. 原支撑筋处10节点等效应力 Table 3 Equivalent stress of 10 nodes in the present support tendon 节点号 1 2 3 4 5 等效应力/Mpa 10.581 10.503 14.118 7.713 41.304 节点号 6 7 8 9 10 等效应力/Mpa 55.526 148.15 292.21 23.923 14.148 表3. 现支撑筋处10节点等效应力 图 8. PCB板更改前后应力比较 通过表2、表3和图8可以明显的看出，同等约束、载荷作用下，PCB板更改前比更改后在等效应力数值上要大的多，且在最大值处超出了材料的屈服强度350 Mpa。可见更改后的PCB板结构，其支撑筋起到了很好的加强作用。 将同为更改后的PCB板进行溃缩实验，分别取250 N压力及378 N压力下，PCB板支撑筋处的10个节点，并将其等效应力列在表4、表5上，并生成对比图(如图9) [ 5 ] 。 Table 4 Equivalent stress for 10 nodes at 250 节点号 1 2 3 4 5 等效应力/Mpa 10.581 10.503 14.118 7.713 41.304 节点号 6 7 8 9 10 等效应力/Mpa 55.526 148.15 292.21 23.923 14.148 表4. 250 N压力下10节点等效应力 Table 5 Equivalent stress for 10 nodes at 378 节点号 1 2 3 4 5 等效应力/Mpa 316.68 324.99 326.03 342.86 348.28 节点号 6 7 8 9 10 等效应力/Mpa 352.43 395.48 442.06 365.72 390.62 表5. 378 N压力下10节点等效应力 图 9. PCB板不同压力下应力比较 通过表4、表5和图9可以明显的看出，同等约束、载荷作用下，PCB板在378 N压力下要比250 N压下在等效应力数值上要大的多，且在最大值处超出了材料的屈服强度350 Mpa。可见378 N的压力下，PCB会发生破坏，因此能够满足溃缩力的要求，更改后的结构有效。
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user: 4. 结论 由以上的分析可知：在同为250 N的压力下，更改后的PCB板在支撑筋处的等效应力值要小于材料的屈服强度极限，且小于更改前的数值，使得PCB板能够满足不发生溃缩的要求。在同为更改后的结构情况，在378 N的压力下，更改后的PCB板在支撑筋处的最大等效应力值442.06 MPa > 350 MPa，同样可以满足溃缩力的实验要求。基于以上结论，更改后的PCB板结构符合了设计的要求，且能够满足一定压力条件下发生溃缩的功能，其为设计提供了指导方向。
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user: 摘 要 中牟，河南省郑州市下辖县，位于郑州主城区以东25公里。中牟县旅游资源丰富，尤其随着近年来县域经济水平的快速发展、交通等基础设施的完善，中牟县境内接待的游客总量正逐年提升，旅游总收入也是逐年提高。本文将综合分析中牟县近年旅游业的发展状况，结合中牟市的经济、交通等客观发展规律对中牟的旅游业发展潜力进行分析，并从旅游出行强度、出行总量、出行方式划分等方面对旅游交通需求进行初步探索，对未来中牟的道路网络进行饱和度预测，同时提出在旅游高峰日可通过一定的交通管理手段来缓解道路网络的压力。 关键词 :中牟，旅游，交通 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 中牟县是河南省郑州市下辖县，位于郑州主城区以东25公里，郑州、开封、郑州航空港自贸区三者形成的三角形的中心位置，是郑汴港一体化的中心节点。近年来，随着县域经济水平的发展和交通基础设施的完善以及方特主题公园的落户，中牟境内的游客接待总量逐年提升，旅游总收入也逐年提高，见图1。 图1. 中牟县旅游接待量和旅游收入证明增长曲线图 在此背景下，结合中牟既有的历史文化旅游资源以及其他新签主题公园旅游项目，同时把握中原城市群城际轨道网络建设的机遇，借力郑州国家级枢纽城市建设，中牟将发展成为中原经济区内的一个重要旅游节点。 旅游是一种地理现象，在空间上表现为旅游者从居住地–旅游地–居住地的迁移过程以及旅游者在旅游地不同空间位置的变化过程 [ 1 ] 。交通要素成为沟通旅游需求和旅游供给的纽带和桥梁，便捷的交通能够满足游客方便的时空选择需求。一方面，便利的交通基础设施是增加旅游地吸引力的决定性因素，另一方面它也是游客旅游体验的重要组成和关键特征 [ 2 ] 。 本文将从旅游资源和交通供给等方面对中牟旅游发展进行详细分析，并对中牟旅游交通需求进行预测，对旅游高峰日的道路运行及交通管理方案进行初步探索。
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user: 2. 旅游资源 中牟县地处黄河流域，历史悠久，是中国传统文化的发祥地之一，具有丰富的人文和自然旅游资源。郑州国际文化创意产业园落户中牟，并已经初步形成了以郑州方特欢乐世界、方特梦幻王国为代表的文化旅游产业。丰富的旅游资源是中牟发展旅游产业的坚实基础。 2.1. 历史文化璀璨夺目 中牟地处中原，是中国古代最早有文字记录的地区之一，曾经是初秋时期赵国的首都(赵都位于中牟时间较短，仅有38年，后迁往邯郸)，足见中牟历史的悠久。中牟见证了历史上众多历史事件的发生。 一千七百多年前，这里还发生过历史上著名的以弱胜强、以少胜多的“官渡之战”。官渡古战场遗址位于现中牟境内，中牟现状县城东北三公里处，郑汴公路北侧，中牟规划的中心城区范围内，见图2。古战场旅游区内以立体造型为主，配以雕塑、壁画，并采用电脑摇控，声、光、电、机械等现代科技手段表现形象，通过38个故事场景，再现“官渡之战”的故事全貌，突出奇、特、险、新。该旅游区是三国旅游线上的重要组成部分，是集娱乐性、趣味性、知识性、参与性为一体的人文景观。 图2. 中牟古战场景区的区位 另外，潘安故里、寿圣寺双塔、战国梁惠王墓、汉丞相萧何墓、宋代八县王赵德芳墓、民族英雄史可法故居等都是中牟极具吸引力的人文旅游景点。 2.2. 自然风光优美宜人 中国的母亲河——黄河流经中牟县域北部，母亲河为中牟带来了秀美宜人的自然风光。 雁鸣湖——听到这优美的名字，就放佛置身于碧波荡漾的湖水中，头顶时时有飞鸟掠过，耳畔回荡着清脆优美的鸟鸣。 雁鸣湖位于中牟县境内黄河北岸，远离都市喧嚣，充满乡土气息，宛若江南水乡。现雁鸣湖生态旅游面积开发已经超过10万亩，包括湖面1万亩、湿地面积1.3万亩、森林面积6万亩、水产无公害养殖及高效景观农业面积3万亩 [ 3 ] 。 同时，中牟县已经形成了国家农业公园、河南省农业高科技园等农业观光旅游景点，围绕贾鲁河规划了中央湿地公园，沿黄河规划了沿黄湿地公园等。秀丽的自然风光是中牟旅游的重要发展潜力。 2.3. 主题游览丰富多彩 国内的著名主题游览公园方特2012年落户中牟，已建成梦幻王国、欢乐世界和水上乐园等主题园区，5年以来，累计接待游客超过2000万人次，是郑州乃至河南文化旅游产业的一张靓丽名片。 方特主题公园建在郑开大道与人文路交叉口西南，对面是绿博园。绿博园于2010年建成，占地196公顷，其规划设计立足生态性、注重示范性、拓展休闲性、彰显文化性和科技性，融入了绿色生命、绿色生活、绿色经济、绿色家园和绿色科技的理念，主题在于“让绿色融入我们的生活”。 绿博园和方特两大公园为中牟吸引了大量中原经济区内的游客，与此同时，海昌水上乐园、华谊电影小镇等项目已经签约中牟，更增添了中牟境内主题游览的类型。 中原经济区内的旅游城市以文化和自然风光旅游为主，中牟的主题游览活动也丰富了中原经济区旅游类型的重要补充，见图3。 图3. 中原城市群内旅游类型分布
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user: 3. 交通供给 3.1. 对外交通 依托郑州，中牟具有完善的由公、铁、航组成的多方式对外客运系统。 l 航空 郑州新郑机场位于中牟中心城区西南方向25 km左右，现状通过城际轨道或公路实现交通联系，规划中有城市轨道交通服务于中牟与新郑机场之间，随着新郑机场国内外航线的丰富以及航班的增加，新郑机场将有效的扩大中牟旅游的服务腹地。 l 铁路 中牟站现状等级较低，客运功能较弱，但中原地区已经规划并开始建设以郑州为中心的“米”字形高铁网。届时，依托郑州铁路枢纽——郑州东站、郑州南站等，游客从西安、武汉、合肥、南京、连云港、济南、石家庄、太原等城市乘坐高铁将实现3小时可到达中牟。中牟也已经被接入中原城际铁路网，并开通城际绿博站，未来中原城市将可以通过城际铁路直接到达中牟。 l 公路 已有连霍高速、京港澳高速和规划的郑民高速、郑东高速等将构成服务于中牟中心城区的旅游高速环线，也构建中牟对外联系的“井”字形高速公路骨架。 3.2. 城市交通 中牟内部的交通系统主要有步行、自行车、小汽车、公交车等方式构成，现状中牟内没有独立的公共交通系统，现状中牟的公共交通系统仅是郑州公共交通的末端部分，因此现状中牟公共交通出行比例较低，见图4。 图4. 2016年中牟县居民出行结构比例 1 规划未来中牟将形成由郑州都市区轨道以及中牟中运量公交系统、常规公交系统等构成的复合公交体系，满足居民以及游客不同距离、目的的多样化出行需求，见图5。 3.3. 城市特色旅游线路 为了方便游客在县域内的游览活动，针对不同旅游资源，中牟规划了不同类型的精品旅游线路，包括综合文化主题游、沿黄文化主题游、工业文化主题游、创意文化主题游、农业文化主题游等。 同时，利用中牟与郑州贯通的水系资源，中牟将联合郑州打造都市区以及县域内水上交通旅游线路，提供特色游船服务，兼顾旅游和交通出行需求，使游客在欣赏湖光山色的同时实现旅游地点的转移，见图6。
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user: 4. 旅游交通发展趋势 根据中牟县城乡总体规划，中牟县将在现有旅游资源的基础上积极发展文化旅游、乡村旅游、休闲度假旅游、生态旅游、研学旅游、养生旅游、商贸旅游、工业旅游和慈善旅游等多种新兴旅游业态，并以郑州国际文化创意产业园区建设为基础，大力发展文化和创意旅游，以现状的方特欢乐世界、方特梦幻王国和规划的海昌水上乐园等为依托，打造郑州都市区文化创新基地和“东方奥兰多”。到2030年，中牟旅游人口接待量将达到3000万人次/年。如此大游客接待量将对城市综合交通系统带来非常大的压力。 图5. 中牟规划公交组织模式图 图6. 郑州都市区水上旅游线路 4.1. 旅游服范围扩大 现状中牟境内的游客以来自郑州市区以及市域内各县市，占到中牟境内游客总量的60%以上，来自河南省其他城市的约占游客的30%，省外游客仅占不足10%。 到2030年，随着未来交通及基础服务设施的完善以及中牟境内旅游景点的多样化，中牟境内省外以及省内其他城市的游客比例进一步增加，见图7。 图7. 预测2030年游客来源分布 4.2. 散客比例增加 根据中牟县的旅游调查显示，现状中牟县内约有15%的团客，随着人们经济水平的改善，交通设施的便利性提高，中牟境内散客的比例将进一步增加到90%~95%，伴随的是游客出行的机动性进一步增加，交通行为的不确定性将提高。 4.3. 游客在中牟境内的平均停留时间增加 目前游客在中牟内的游玩以1天为主，即早上入境游玩，晚上离境，部分游客即使选择在中牟境内游玩两天，由于中牟境内酒店等服务设施较少，也会选择在郑州主城区过夜。随着旅游设施的增加，相关配套服务业的完善，旅游类型进一步多样化，游客在中牟内的停留时间也将增加，部分游客将选择在中牟境内停留一到两天或更多。 4.4. 游客出行强度提高 现状中牟境内景区少，为景区提供的配套服务设施也少，游客出行目的单一，出行强度也低。但随着旅游景点的增加，相关配套服务业的完善，游客的出行强度将有所提高，出行目的也日趋多样，追求自由、放松身心、运动健美、尝试体验、扩展心智、寻求自我实现等等，总体可以分成以生活为目的的出行和以游览为目的的出行。 以生活为目的的出行主要是为了满足日常生活需要的出行，例如吃饭、去酒店等等，以游览为目的的出行主要是以景区为目的地的出行。预计到2030年，中牟的游客人均出行强度为3.84次/人∙日，其中生活性出行强度为1.7次/人∙日，游览性出行强度为2.14次/人∙日 [ 4 ] [ 5 ] 。 4.5. 游客出行方式向公共交通转移 中牟现状自驾游的比例高达70%以上，考虑到未来3000万人次/年的游客接待量，在节假日等旅游高峰，中牟境内的游客接待量将达到25~30万人次/日。届时，中牟境内游客的日出行总量将超过100万人次/日。如此巨大的出行量如果还像现在一样以小汽车为主的话，到旅游高峰日，城市道路系统将处于瘫痪状态。因此，游客的出行结构将必然发生变化，包括游客进入中牟的方式结构(外地游客将有部分通过城际铁路到达郑州后转乘市内交通工具进入中牟)以及游客在中牟内的出行结构，见表1、表2。 Table 1 Structure of tourists’ mode of entering Zhongmu in 203 城际 火车 自驾 大巴 公交 轨道 出租车 2030年 10% 2% 40% 10% 10% 28% 5% 表1. 2030年游客进入中牟的方式结构 Table 2 The mode of tourists in Zhongmou in 203 步行 自行车 小汽车 公共交通 2030年 10% 5% 42% 43% 表2. 2030年游客在中牟境内的方式结构 在上述中牟旅游交通需求分析的基础上，对2030年的中牟中心城区进行道路网络测试，发现未来城市东西向主干路的饱和度较高，见图8，需采取一定的交通管理措施才能保证路网的正常运行 [ 6 ] [ 7 ] 。 图8. 旅游高峰日无交通管理措施的中牟中心城区路网饱和度
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user: 5. 应急交通管理措施 建议中牟在节假日，以及旅游出行的高峰日采取“临时停车场 + 公共接驳交通”的方式组织周边游客的自驾出行，在主题公园集中区的南、西、北三个主要的游客来源方向，入境快速通道出入口旁边设置停车场，停车免费，见图9，并配置中心城区外围的高速公路以及快速路周围设置免费的临时停车场，并配置免费的公共交通接驳，预计在旅游高峰日将截留从外部进入中牟的机动车5000 pcu/日，以缓解旅游交通给道路造成的压力，见图10。 图9. 旅游临时停车场设置 图10. 旅游高峰日有交通管理措施的中牟中心城区路网饱和度
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user: 6. 总结 中牟悠久的历史文化、秀丽的自然风光以及丰富的主题公园为中牟的旅游发展带来了丰富的旅游资源；而四通八达的对外交通系统以及完善的基础服务设施将为中牟的旅游带来了新的机遇，城市的旅游交通出行特征将会发生重大变化。 但是我国机动化的快速发展特征，剧增的旅游人口将为城市的交通发展带来新的问题，为了提高城市旅游活力以及维持城市秩序的正常运转，必须采取措施应对可能产生的问题，通过“临时停车场 + 公共接驳交通”的方式可以有效改善剧增的旅游交通给城市路网带来的压力。
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user: 摘 要 岩石渗透率是一个典型的矢量，渗透率各向异性的测试和评价方法越来越受到人们重视。本文针对传统渗透率各向异性评价方法不能充分体现极值点影响、物理意义不明确、不便于岩心间的对比和归类等缺点，为了能够更加明确地表示储层岩石渗透率各向异性的特点，通过对前人评价岩石渗透率方法的研究，结合对不同岩性储层岩石的渗透率测试，提出了新的评价方法。包括用三向渗透率的几何平均代表岩心的视渗透率，用三角图表示各向异性渗透率的相对大小关系，用三向渗透率几何平均与算术平均比值来定量描述各向异性程度。通过对实际不同岩性岩心渗透率各向异性的具体应用，结果表明该新方法能科学、全面评价岩石渗透率各向异性。 关键词 :渗透率各向异性，视渗透率，三角图，各向异性程度 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 油气储层岩石受自身沉积、成岩作用，以及受地下非均质应力环境等影响，其渗透率往往表现出明显的各向异性，渗透率是一个矢量。储层在地下环境中，渗透率的各向异性是油气田开发的重要岩石物性参数，它将影响油藏布井方式、井距大小、水平井水平段延展方向、人工压裂方案等。目前有关油气藏数值模拟的软件基本都能处理渗透率各向异性模型。采用渗透率张量对油藏进行描述，能更准确反映油气等流体在地下储层中流动规律，有效提高油藏数值模拟研究精度，为油气藏开发方案及提高采收率措施等提供理论基础，对于指导油气田开发具有重要的意义。 国外早在上世纪30时代就已经开展了对于渗透率方向性的研究 [ 1 ] ，上世纪60年代国外已有专门测试渗透率方向性的具体实验方法 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。我国对渗透率方向性研究起步较晚，国内学者们一直都在探索新型的渗透率方向性描述与评价方法 [ 6 ] - [ 16 ] 。一般认为岩石在一个点不同方向渗透率可以构成如图1所示的椭球体，目前有多种实验测试手段可以得到岩心分别在x，y，z方向的渗透率K x 、K y 、K z ，渗透率各向异性描述方法也是针对这三个方向渗透率值展开的，主要涉及三方面的内容：其一为渗透率各向异性的图示方法，采用恰当的作图方式对各向异性渗透率进行直观描述(图1)。其二为矢量渗透率的平均方法，由于岩心在每一个方向上渗透率都不同，因此需要提取一个特征渗透率值(或视渗透率)，代表整个岩心渗透率的大小。最后是渗透率各向异性程度的表示方法，表征不同方向渗透率值的差异程度。 图1. 矢量渗透率所构成的椭球体示意图 现有技术一般用如图2所示的柱状图，把三向渗透率放在一起，直观描述渗透率的大小和差异程度 [ 17 ] [ 18 ] 。 图2. 渗透率各向异性图示方法示意图 特征渗透率采用三向渗透率的算术平均表示，即： K ¯ = K x + K y + K z 3 (1) 定义 δ 1 为两向渗透率各向异性系数 δ 1 = K i / K j (2) 式中K i ，K j 分别为K x 、K y 和K z 中任意两个，用其来描述渗透率各向异性的程度。 定义 δ 2 为三向渗透率各向异性系数 δ 2 = ( ( K x − K ¯ K ¯ ) 2 + ( K y − K ¯ K ¯ ) 2 + ( K z − K ¯ K ¯ ) 2 ) / 3 (3) 用其来描述三向渗透率各向异性的程度 [ 19 ] [ 20 ] 。 传统渗透率各向异性图示方法由于参数较多，渗透率变化范围大，不利于不同岩心间的比较。 δ 1 只适用于评价两向渗透率极差。基于算术平均的特征渗透率及各向异性描述方法适用于无相互影响、独立存在的数据体评价，该方式不能体现极值数据点的影响，不适用于存在几何关系的三向渗透率的评价。 针对矢量渗透率的特点，本文提出了新的各向异性渗透率的描述方法，以克服传统方法不能充分体现三向渗透率极值点的影响，物理意义不够明确，且不便于不同岩心间的对比和归类等缺点。
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user: 2. 描述岩石渗透率方向性大小的特征值 储层岩石的渗透率是评价储层优劣的主要指标，渗透率的大小则能最直观的反应储层性质。由于岩石的渗透率方向性在地层中受应力影响较为明显，渗透率与应力同为矢量，且一般情况下，K x 、K y 、K z 为不同值，如何用一个特征值来表征渗透率的大小呢？ 以往提出的渗透率方向性特征值大都是运用三向渗透率的算术平均值进行计算。我们知道，算术平均值只适合于描述相互独立的多个数据点之间的平均。运用算术平均值推算渗透率方向性特征值时，受极端值影响较大，得出的结果不能够准确表示渗透率的大小。而三向渗透率K x 、K y 、K z 之间是存在相互关系且代表着椭球体在三个轴向上的值。把岩石样品三向渗透率数据K x 、K y 、K z 的几何平均值作为渗透率方向性特征值，受极端值影响较小，能够更加准确的表示渗透率的大小。三向渗透率的几何平均可用下式表示： K a = K x K y K z 3 (4) 几何平均数考虑了数据间的几何关系，且能更有效反应数据极值的影响，当已知数据呈倍数关系或不对称分布时，几何平均数的效果更好。除此之外，三向渗透率的几何平均还具有明确的物理意义，即为以几何平均数K a 为半径的球体与以三向渗透率K x 、K y 、K z 为半径的椭球体具有相同的体积，如图3所示，而矢量渗透率所包罗的体积能反应该岩石的综合渗透能力，因此用几何平均K a 代表各向异性渗透率的特征值更具有科学性。 图3. 特征渗透率Ka为半径所构成的球体示意图
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user: 3. 三角网状图法描述储层渗透率方向性 三角形统计图是采用数字坐标形式来表现三项要素的数字信息图像。三角形坐标图常用百分数(%)来表示某项要素与整体的结构比例。三条边分别表示三个不同的要素，三个顶点可以看作是三个原点。三角形统计图的适用范围比较广，可用来表示三个项目所占整体的百分比。 已知岩石样品的三向渗透率分别为K x 、K y 、K z ，对其进行归一化可得： P x = K x K x + K y + K z × 100 % P y = K y K x + K y + K z × 100 % (5) P z = K z K x + K y + K z × 100 % 根据归一化后的三向渗透率值P x 、P y 、P z ，可在三角图中进行标识，把三个要素体现在同一点上，便于不同岩心之间的比较，表征渗透率各向异性的三角图如图4所示。根据三向渗透率大小之间的关系，渗透率各向异性的三角图可分为3大类区域，每个大类区域又可再划分为两个区域(图4)，每个区域点内的三向渗透率大小特征如表1所示。利用这样的原则相比于以往的方法，可以更加有效的描述储层岩石渗透率各向异性情况。 Table 1 Permeability anisotropy triangulation and its characteristic 区域 特征 子区域 特征 I P z 最大 I1 K z > K y > K x I2 K z > K x > K y II P x 最大 II1 K x > K z > K y II2 K x > K y > K z III P y 最大 III1 K y > K x > K z III2 K y > K z > K x 表1. 渗透率各向异性三角图分区及特征 图4. 描述储层渗透率方向性的三角网状图
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user: 4. 渗透率各向异性程度定量表征 在判断渗透率各向异性的同时，我们还需要知道渗透率各向异性程度的大小。可以利用三向渗透率几何平均与算术平均比值d来代表各向异性程度，即： d = K x K y K z 3 1 3 ( K x + K y + K z ) (5) 在三角图内分别作出d = 1，d = 0.9，d = 0.7以及d = 0的等值线图，如图5所示。从图中可以看出，在三角形中心点d = 1，此时归一化后的K x = K y = K z ，各向同性，在三角形边线上的点d = 0，此时K x 、K y 、K z 中至少有一个为0，三向渗透率变为两向或单向渗透率。在过中心点同一直线上，离中心点距离越远，d值越小，非均质程度越高。可按表2标准对各向异性程度进行评价。 图5. 渗透率各项异性三角等值线图 Table 2 Triangulation and characteristic of permeability anisotrop d值范围 各向异性程度评价 1 无各向异性 0.9~1 各向异性程度弱 0.7~0.9 各向异性程度中等 0~0.7 各向异性程度较强 表2. 渗透率各向异性程度三角图分区及特征图