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海底节点(OBN)地震勘探:进展与成果
吴志强, 张训华, 赵维娜, 祁江豪, 朱晓青, 田振兴
地球物理学进展    2021, 36 (1): 412-424.   DOI: 10.6038/pg2021EE0029
摘要676)   HTML14)    PDF (5428KB)(200)    收藏

海底节点(OBN) 在有效弥补拖缆地震(TS)的勘探盲区、提供多波和宽方位角数据、定点和重复性等方面具有优势,成为海洋地震勘探的新技术方法.近十年来,OBN勘探技术和装备得到了快速发展,节点地震仪的性能进一步被优化,海底工作的时间和水深得到大幅度提升;智能自动化节点地震勘探系统走向实用,显著地提高了采集工作效率;针对OBN资料的特点,目前已研发了位置校正、上行/下行波场分离、镜像偏移、PS波成像与速度建模等处理方法,提高了成像品质,推动了OBN地震勘探在海洋油气田调查、地震识别和油气藏开发过程中的动态监测(4D)等方面的应用进程.本文重点介绍了OBN方法原理、工作特点、发展历程和应用实例,分析了OBN技术的发展方向.

论太阳轨道运动三定律及运动特征
刘复刚
地球物理学进展    2021, 36 (3): 894-900.   DOI: 10.6038/pg2021EE0468
摘要359)   HTML9)    PDF (2609KB)(1381)    收藏

日心说是一种思想革命,它将太阳系坐标原点从地心移到日心.但这种革命并不彻底,因为日心又在绕太阳系质心运动.其实,太阳系的其他天体都是绕太阳系质心运动.类比行星轨道运动特征,本文将太阳轨道运动概括为三个基本定律:第1定律,太阳和行星系质心相对太阳系质心同步运动,其运行轨迹近似为绕太阳系质心旋进和旋出的连续变化的叶形曲线.第2定律,太阳轨道运动具有平均准22.13年方向周期.第3定律,太阳绕太阳系质心运动,当其边缘到达太阳系质心时,太阳轨道运动角速度处于减速状态;当太阳后部边缘即将离开太阳系质心时,太阳轨道运动角速度处于加速状态.

地震数据智能去噪与传统去噪方法的对比及展望
孙小东, 王伟奇, 任丽娟, 李振春
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2211-2219.   DOI: 10.6038/pg2020DD0494
摘要314)   HTML16)    PDF (7909KB)(263)    收藏

在油气地震勘探中,提高地震资料的分辨率、信噪比、保真度一直以来都是地震资料处理环节的关键问题.一般来说,高信噪比是高分辨率的前提,只有信噪比达到一定的水平,地震资料处理才可能实现良好的保真度.当今的地震勘探正向着深层、复杂构造和岩性勘探的方向发展迈进,人们相应的对地震资料处理也提出了更高的要求.目前,业界比较流行的去噪手段包括f-x RNA法、f-x-y NRNA法、3D t-x-y APF法和t-x SOPF法等.本文将这些传统去噪方法与压缩感知去噪、卷积神经网络法等先进的智能去噪技术做了对比,并对智能去噪技术的前景做进一步的展望.

甘肃地区前兆震群对省内及边邻中强地震的预测意义研究
窦喜英, 王恩利, 张辉, 张博, 张丽琼
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1651-1658.   DOI: 10.6038/pg2020EE0241
摘要309)   HTML7)    PDF (3192KB)(62)    收藏

为明确甘肃地区的前兆震群预测效能,依据震群识别、判定原则和前兆震群的判定标准,提取1980年以来甘肃地区所发生的35次中小地震前兆震群,将其与甘肃及边邻地区所发生的中强地震进行对应分析,探讨震群与对应地震在时间、空间、强度和构造的内在关系,并基于R值评分法进行预报效能评估,提炼甘肃地区较为准确的前兆震群预测指标,结果表明:排除2008年汶川8.0级地震及后续发生的2008年11月海西6.3、2009年8月海西6.4、5.9级地震对甘肃地区祁连山地震带的前兆震群活动的影响,利用前兆震群预测甘肃及邻区后续中强地震具有一定的效果,尤其是甘东南地区利用震群预测中强地震效果更佳; 前兆震群结束后6个月以内发生的中强地震多位于甘肃省内.以上结论可为甘肃省地震趋势跟踪提供较好的参考依据.

基于人工智能的断层自动识别研究进展
陈桂, 刘洋
地球物理学进展    2021, 36 (1): 119-131.   DOI: 10.6038/pg2021EE0252
摘要291)   HTML12)    PDF (5156KB)(273)    收藏

随着油气勘探开发工作的进行,构造圈闭的勘探难度不断提高,断层作为油气运移、聚集的主要通道之一,断层的识别精度很大程度上影响了油气藏的勘探开发.在断层识别的发展过程中,国内外学者们提出了许多切实可行的方案.近年来,人工智能领域的兴起,使得断层自动识别方法更加多样化.本文通过调研大量的国内外相关文献,对基于人工智能的断层自动识别方法进行了归纳总结,将其划分为两个大类:智能算法、机器学习,又对每个大类进行了精细划分,并阐述了通过蚁群算法、边缘检测、BP神经网络、支持向量机、生成对抗网络、聚类及卷积神经网络来自动识别断层的基本原理、发展现状及优缺点.此外,卷积神经网络拥有卷积层、池化层等特殊结构,可以直接通过学习输入与输出之间的映射关系来实现断层自动识别,具有很好的非线性表达及泛化能力,相较于其他人工智能方法,兼具了较高的效率与精度.因此本文对基于卷积神经网络来自动识别断层的一些关键技术及优化算法进行了重点介绍,且利用大量三维合成地震记录及断层标签作为训练样本,实现了基于卷积神经网络的三维地震资料断层自动识别并对最终结果进行了深入分析.最后对断层自动识别技术的提高,给出展望与相应的结论.

DAS技术在油气地球物理中的应用综述
周小慧, 陈伟, 杨江峰, 李霞
地球物理学进展    2021, 36 (1): 338-350.   DOI: 10.6038/pg2021DD0472
摘要283)   HTML14)    PDF (10353KB)(137)    收藏

光纤分布式声波传感技术(DAS)基于相位敏感光时域反射,是一种利用光纤后向瑞利散射干涉效应实现声波信号连续分布式探测的新型传感技术.在油气勘探开发领域,近年来在井中VSP、地表地震采集、时延或永久油藏监测、水力压裂监测等方面开展了试验和应用,取得了初步的成功.相比常规地面检波器及井中检波器,DAS技术具有低成本、高效率、密集采样、资料品质不低于传统地震检波器等优势.但DAS技术的局限性在于数据信噪比受光纤布设方式影响、单分量采集、保真距离有限.在综合分析的基础上,展望DAS技术未来发展方向:(1)螺旋缠绕技术等多分量DAS技术的发展及实用化和工业化,以及新型光纤电缆的发展,将大幅度地提高光纤的灵敏度和动态范围,DAS将逐渐克服其局限性.(2)DAS解调技术的发展和光纤采集方式的优化,包括新型采集观测系统、光纤与地层耦合技术等,以及针对性处理、成像技术发展将进一步提高DAS数据的信噪比和成像质量.(3)由于DAS具有成本低、采样率高等优点以及未来DAS技术在提高信噪比方面的进展,DAS技术在油气地球物理技术领域的应用前景将更广阔.

岩石热导率影响因素研究进展
陈驰, 朱传庆, 唐博宁, 陈天戈
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2047-2057.   DOI: 10.6038/pg2020EE0013
摘要277)   HTML31)    PDF (3287KB)(184)    收藏

岩石热导率是岩石最重要的热物理性质之一,其影响因素也比其他热物理性质更为多样.本文综述了前人对岩石热导率影响因素的研究和认识,并对当前研究存在的问题以及研究的发展趋势进行了总结和展望.影响岩石热导率的因素可系统地归纳为岩石组构、温度、压力三个方面.岩石组构是影响岩石热导率的内在因素,对岩石热导率的影响有决定性的作用.岩石组构从岩石的组分和构型两个方面影响岩石热导率,岩石组分是热导率影响的首要因素,而构型对岩石热导率的影响较为复杂.温度和压力是影响岩石热导率的主要外在因素.一般情况下,岩石热导率随着温度升高而减少,随着压力增大而增大.组分热导率的估值精度、内部组构的模型准确度以及温压实验结果的机理认识等制约了对岩石热导率影响因素的定量化认识.随着实验技术精度的提高和计算机仿真模拟技术的发展,将高精度高温高压实验测试和数值模拟结合进行综合分析是未来研究岩石热导率的发展趋势.

GRACE-FO卫星简化动力学精密定轨研究
杨洲铭, 郭金运, 夏要伟, 刘新, 周茂盛, 纪兵
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1710-1716.   DOI: 10.6038/pg2020DD0391
摘要245)   HTML3)    PDF (1531KB)(71)    收藏

GRACE-FO(Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On)是美国和德国联合发射的两颗编队重力卫星,用于接替GRACE卫星继续对地球重力场进行观测.本文基于简化动力学方法,使用星载GPS观测数据,对GRACE-FO卫星进行精密定轨研究,通过载波相位残差分析、重叠轨道比较、与参考轨道对比、卫星激光测距检核和星间测距检核五种手段来评估轨道精度.结果表明:两颗GRACE-FO卫星载波相位残差均在6.7~7.2 mm之间,重叠轨道各方向RMS(Root Mean Square)精度在1 cm左右.与德国地学中心GFZ发布的参考轨道对比后发现,GRACE-FO卫星3D-RMS优于2 cm,其中径向和法向轨道残差RMS值均在1 cm左右,两颗卫星对应方向(如径向-径向)残差序列相关系数分别为0.80、0.65和0.79,证明两颗卫星轨道误差分布相关性较高.SLR (Satellite laser ranging)检核和KBR (K-band ranging)检核结果表明,解算的简化动力学轨道精度整体优于2.4 cm,与参考轨道精度无明显差异,GRACE-FO卫星简化动力学精密轨道反算得到的星间距精度达到1 cm.

背景噪声互相关去噪的滑动窗加权SVD滤波方法
马小军, 吴庆举
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2083-2089.   DOI: 10.6038/pg2020DD0530
摘要238)   HTML14)    PDF (4821KB)(155)    收藏

假设噪声互相关函数中的面波为相干信号和椭圆极化的,而噪声信号一般是非相干的,本文采用滑动窗加权SVD方法对噪声互相关函数去噪,通过对一些列时间窗内的波形进行SVD分解,将前两个特征图像叠加重构波形,叠加过程中引入与极化强度有关的权重因子达到滤波目的.该方法显著的增加了噪声互相关函数的信噪比,面波前驱信号也得到有效压制,有效增加了远距离台站对射线数目,射线覆盖和交叉程度的增加一定程度上提高了成像的分辨率.

一种改进的贝叶斯反演算法
姚铭, 高刚, 胡瑞卿, 谢玮, 张方南, 桂志先
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1911-1918.   DOI: 10.6038/pg2020DD0379
摘要228)   HTML5)    PDF (6259KB)(93)    收藏

贝叶斯反演方法是一种以贝叶斯理论为基础的不确定性反演方法,该方法除了以寻找最优解为目标外同时还能对反演结果进行评价分析,因此在地球物理反演领域中占据重要地位.然而传统的贝叶斯反演算法约束能力一般,存在精度不高的问题.本文为了进一步提高该反演算法的精度,分别从初始反演阻抗模型、先验概率分布以及似然函数三个方面对算法进行了改进,改进点主要包括对初始反演阻抗模型中的随机噪声成分进行butterworth滤波处理使构建的初始阻抗与真实阻抗更加接近从而降低反演的难度,对先验概率分布进行多方法综合处理从而有效避免了单一方法约束能力的不足,对似然函数则引入反演残差与子波的互相关函数将其扩展为一个向量从而可以使其针对每个点进行约束.通过以上改进在一定程度上提高了贝叶斯反演算法的约束能力,并利用改进后的算法进行单道记录反演试算,直观对比分析了反演阻抗与实际阻抗的匹配程度,同时引入误差项加以验证,结果表明改进算法能够在一定程度上提高反演的精度.最后,本文通过抗噪性分析检验了改进算法的稳定性和适用性.

基于蒙古东戈壁AMT数据的“死频带”分析
李红领, 王光杰, 杨磊, 康慧敏, 何国丽
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2153-2158.   DOI: 10.6038/pg2020DD0094
摘要222)   HTML8)    PDF (4117KB)(114)    收藏

音频大地电磁测深是利用1 Hz~10 kHz频率范围内天然电磁场进行勘探的一种被动源电磁法.天然电磁场本身信号微弱,尤其是1 k~5 kHz有时甚至会低于仪器噪声水平,被称为“死频带”.“死频带”电磁场信号微弱,且具有昼夜变化的特点,晚上信号强度强于白天.“死频带”范围内正交的电场和磁场的相关度较低.“死频带”的影响在视电阻率曲线上表现为在1 k~5 kHz范围内的频点出现严重脱节现象,但不同频点受到的影响程度不同,其中1500 Hz受影响最严重.文章利用在蒙古国东戈壁省安静电磁环境中取得的AMT数据充分分析了“死频带”的频谱和相关性等数据特征,及其对视电阻率和相位曲线的影响,并使用时间域去噪法处理“死频带”数据收到了一定的效果,即,选择满足约束条件的时间序列,删除不满足约束条件的时间序列,这里的约束条件可以是电磁场强度或者电场与磁场的相关度.具体做法为在时频变换的基础上,通过设置一定的临界值检索信号强度较大的特定频率的高频脉冲,然后重新组合成新的时间序列.最后对仪器的采集方案提出了改善意见.

利用叠后地震资料方位强度属性预测开启裂缝
陈志刚, 马文杰, 赵宏忠, 许凤, 崔全章, 孟阳, 郭建明
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1745-1750.   DOI: 10.6038/pg2020DD0299
摘要214)   HTML5)    PDF (6215KB)(147)    收藏

裂缝储层是一种各向异性储层,在油气勘探开发中,利用地震资料进行裂缝储层的预测一直是个难题.随着地震勘探技术的提高,近几年研究人员开始尝试利用“宽方位、宽频、高密度”资料的“宽方位”特性预测裂缝或者利用常规资料的曲率、相干、蚂蚁追踪等几何属性预测裂缝,但目前实例大都局限于裂缝密度即裂缝发育带的预测,对于裂缝开启性的地震预测,几乎没有涉及.近几年Nissen及Guo Yanxia等提出利用叠后地震资料曲率属性计算方位强度的流程,认为可以预测裂缝的开启性.本文重建了上述流程,首先进行曲率计算,即计算最大正曲率、最大负曲率数据体,随后对曲率进行加权比例化,即曲率增强;然后对比例化的曲率体分方位滤波,求出不同方位的曲率子体,最后利用平面任意点到裂缝的径向距离的倒数脉冲序列与不同方位曲率子体褶积,得到不同方位的方位强度属性.在哈萨克K油田的裂缝预测中,预测结果与产能具有较高相关性,基于预测结果提出的钻井获得了较好的勘探效果.

地球内部结构及其密度分布特征研究综述
褚伟, 徐亚, 段杰翔, 樊驹
地球物理学进展    2021, 36 (2): 443-457.   DOI: 10.6038/pg2021EE0160
摘要213)   HTML25)    PDF (2655KB)(314)    收藏

地球内部密度结构是了解其构造特征及性质的重要参数.根据全球性模型的回顾分析可了解地球内部密度的基本特征,垂向的分层性和横向不均一是全球性的密度特征.对地球浅层地壳特别是沉积层,岩石采样的密度测试和速度-密度关系研究为揭示其密度特征提供了重要依据.在总结和分析前人速度-密度关系研究的基础上,本文进一步给出了具有更好适用性的速度-密度拟合关系,可为区域及全球性地壳密度结构研究提供参考.地幔及更深地球密度分布特征受温度、化学组成、构造等多种因素影响,通常可借助速度-密度比例因子Rρ/s,p和地球物理反演方法研究其结构及密度分布特征.随着全球尺度地球物理数据的丰富,基于多种地球物理数据反演地球内部密度分布,获得地球内部更详细结构成为可能,本文对地球内部密度分布特征的综述性分析可为全球性密度结构研究提供参考.

结合星载地基InSAR分析的四川新磨村滑坡早期识别与灾后监测
白泽朝, 吕森, 曹琨, 王彦平
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1637-1643.   DOI: 10.6038/pg2020DD0427
摘要209)   HTML26)    PDF (5322KB)(222)    收藏

滑坡是我国主要的地质灾害之一,广域范围滑坡灾害体的早期识别及局部重点区域近实时监测是地质灾害防治工作中的一项重要任务.本文通过四川茂县新磨村滑坡这一典型案例,采用星载InSAR技术对广域范围滑坡进行早期识别,并利用地基InSAR技术对局部重点滑坡近实时监测,探索星载InSAR技术和地基InSAR技术联合监测应用模式.在星载InSAR技术滑坡早期识别阶段,为了准确还原滑坡加速下滑过程,采用分级构网策略加密PS点,在时间域上低通滤波获取非线性形变信息.针对地基InSAR技术传统选点方法误选率高、合理性差等问题,设计了三阈值优化算法,提取分布合理的有效测量点.结果表明:星载InSAR技术成功识别出茂县滑坡不稳定坡体,且在滑坡发生前,不稳定坡体有加速下滑现象;在滑坡发生后,地基InSAR技术获取了滑坡体完整的形变信息,在滑源区和流通区存在两处明显形变区域.星载InSAR技术和地基InSAR技术联合监测在滑坡形变的不同阶段多尺度识别出变形区域,可在滑坡稳定性调查和评价中发挥重要作用.

2019年6月17日四川长宁地震序列震源机制与震源区震后构造应力场研究
胡晓辉, 盛书中, 万永革, 卜玉菲, 李振月
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1675-1681.   DOI: 10.6038/pg2020DD0378
摘要206)   HTML6)    PDF (4110KB)(76)    收藏

基于中国地震科学数据中心提供的波形资料,采用gCAP方法反演2019年6月17日四川长宁M 6.0地震震源机制解以及17次M>3.5余震震源机制解,并用所得震源机制解资料反演了震源区震后构造应力场.获得以下结论:(1)主震震源机制解节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为309°、68°和41°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为201°、53°和152°,矩心深度为10.7 km,矩震级为5.8,结果表明主震属于兼具有走滑分量的逆冲型地震,余震序列以逆冲型地震为主;(2)震后震源区主压应力轴方位为NEE,倾角近乎水平,主张应力轴方位为SSE,倾角接近垂直,属于逆冲型应力状态,与周边地质构造运动状态相吻合;(3)结合震源机制解特征、余震展布、等震线长轴方向以及周边地质构造特征,推测此次地震的发震断层为长宁—双河背斜北翼褶皱伴生的NW向断层,对应于主震震源机制解节面Ⅰ.

地层孔隙压力地球物理测井预测技术综述及展望
时梦璇, 刘之的, 杨学峰, 杨珺茹, 陈秀娟, 刘洪壮, 曹晋璐
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1845-1853.   DOI: 10.6038/pg2020DD0435
摘要204)   HTML6)    PDF (3578KB)(107)    收藏

地层孔隙压力的精准预测直接关系到钻井工程设计、油气藏开发方案制定等油气田勘探开发的各个重要环节.测井信息具有纵向分辨率高、连续测量等独特的优势,在地层孔隙压力预测方面得到了广泛的应用.目前,业界所研发的地层孔隙压力测井预测方法较多,在现场实际生产中未必能全部利用这些方法来计算地层孔隙压力,而利用单一方法有可能难以保障其预测精度.为了精准地预测地层孔隙压力,本文系统调研了国内外地层孔隙压力测井预测方面的文献,详实阐述各预测技术的方法原理之后,细致归纳总结了各地层孔隙压力预测技术的适用性.系统总结得知,有效应力法和Bowers法均能准确地预测地层孔隙压力,经验统计模型法也具有较高的预测精度,而等效深度法、Eaton法受制于正常压实趋势方程的精度,其预测效果相对较差.借助研究区力学参数试验,有机融合地球物理测井和压力检测资料,构建地层孔隙压力非线性预测模型将是本领域发展的趋势.

小行星引力场综述
郭茜, 鄢建国, 杨轩, 金炜桐, 李斐
地球物理学进展    2021, 36 (1): 1-7.   DOI: 10.6038/pg2021EE0045
摘要202)   HTML15)    PDF (951KB)(121)    收藏

近年来小行星探测已成为各航天大国的热点,小行星引力场对研究其内部结构、组成成分、早期演化和探测器轨道设计、着陆等方面有着极其重要的作用.随着小行星探测数据的不断更新、探测任务的增多和观测技术改进,针对小行星引力场的研究也在不断增多并产生新的进展.目前获取小行星引力场的方法主要为利用探测器飞掠过程中得到的轨道跟踪数据反演引力场及根据小行星形状模型正演引力场两种方法.本文对这两种方法进行介绍,通过回顾几个取得较大进展的小行星探测任务,综述截至目前小行星引力场模型的发展现状,分析各个研究模型的优缺点,并对小行星引力场的发展进行展望.

基于无网格的地震波场数值模拟方法综述
刘立彬, 段沛然, 张云银, 田坤, 谭明友, 李振春, 窦婧瑛, 李青阳
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1815-1825.   DOI: 10.6038/pg2020DD0117
摘要198)   HTML8)    PDF (3983KB)(96)    收藏

高精度地震波数值模拟方法是波动方程正演、偏移成像和全波形反演等问题的关键,为储层评价、岩性解释和油藏描述等提供重要的理论依据.传统波动理论的数值模拟方法基于固定采样步长进行网格剖分,难以适应复杂精细地质构造和起伏地表问题.与之相比,无网格法摆脱了网格的束缚,能够有效避免网格剖分产生的虚假反射;同时无网格节点半径随模型速度变化,在不同速度区域可灵活采取不同半径剖分策略,从根源上解决了速度差异较大区域的网格适配问题.但国内关于无网格的地震波场模拟研究并不多,未有融入最新进展的综述性文献.本文针对无网格地震波场数值模拟进行了回顾性分析,讨论了不同类型无网格方法的优劣.滑动最小二乘法计算成本和存储量远低于有限元法,但加载边界过程复杂;无单元Galerkin法求解精度高但计算量大,需要采用数值积分构造背景节点;广义有限差分法无需构建基函数且在导数逼近方面具有优势,但由节点构造的星存在病态性;径向基函数有限差分法形式简单、抗畸变能力强、灵活性好,为目前应用最为广泛的数值模拟算法,但不便于大型问题的求解.最后,详细阐述了无网格地震波数值模拟的发展现状与趋势,并给出相应的结论.

基于深度学习UNet++网络的初至波拾取方法
李薇薇, 龚仁彬, 周相广, 林霞, 米兰, 李宁, 王晓东, 肖高杰
地球物理学进展    2021, 36 (1): 187-194.   DOI: 10.6038/pg2021EE0152
摘要192)   HTML6)    PDF (14511KB)(140)    收藏

初至波拾取是地震资料处理中一项基础而重要的工作.为解决我国西部沙漠、黄土塬、戈壁等地区地震资料信噪比低,致使初至波拾取准确率不高的难题.本文创新提出一种基于图像分割技术——UNet++神经网络应用于初至波智能拾取.输入原始地震数据及少量初至时间的标签数据进行监督学习,并建立UNet++ 模型,应用西部某工区地震数据测试,实验证明,UNet++模型性能稳定,炸药震源初至波拾取准确率达到98%,可控震源初至波拾取准确率达到98%.此外,本方法与商业软件、U-net网络的初至拾取对比表明,UNet++优势明显,具有准确率高,抗噪能力强,性能稳定、高效等特点.

测井曲线标准化研究进展综述
高春云, 周立发, 路萍
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1777-1783.   DOI: 10.6038/pg2020DD0398
摘要187)   HTML2)    PDF (1294KB)(131)    收藏

测井曲线标准化用来消除数据采集时不可避免的系统误差,是多井油藏评价和井震结合储层预测中必不可少的基础性工作.本文对测井曲线标准化研究现状进行了分析,阐述了测井曲线标准化的基本思想和标准化方程;提出了常规方法选取理想标准层困难的情况下的几种解决办法:“相控标准层”、“视标准层”、“虚拟标准层”以及“宏观标准层”等,并对这些方法的优缺点及各自的适用范围做出了客观评价;对标准化过程中特征值和标准值的确定问题进行了讨论:除了常规的直方图法、趋势面法等,还对包络函数法、具有趋势的克里格法以及BP神经网络法等较为新颖的方法做了介绍,并给出了每种方法的适用条件;对测井曲线标准化效果的评价方法进行了总结,提出利用取心井资料检验的方法和对标准化后的数据和偏差分析的检验方法.最后指出了标准化工作中应该注意的一些问题.

基于索周法探寻太阳黑子的磁极性周期
李国庆, 孙威, 王颖, 刘福窑, 王琳琳, 郑晶晶
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2075-2082.   DOI: 10.6038/pg2020EE0033
摘要187)   HTML7)    PDF (1983KB)(48)    收藏

太阳活动作为影响地球气候和地表环境变化的驱动因素.根据太阳黑子观测数据和磁性变化特征构建太阳黑子磁场磁性指数时间序列MI,基于索周法来研究其周期性变化规律.通过与算术平均周期法、傅里叶分析方法和Morlet小波分析方法的比较,发现利用索周法处理近270年太阳黑子磁极性数据,可以得到显著的22.25年的周期性规律.利用索周法得到的周期数值与谱分析方法探求结果相吻合.在寻求周期性规律方面,索周法可有效避免程序算法过程中存在准确分解信号、分辨率低、基函数选择等缺点;根据数据分析的计算需要,具有缩小误差范围、提高精度的可控优势.这一研究方法与主流的谱分析相辅相成发展,能有效覆盖多种周期的检测,为探究太阳运动及太阳活动周期性规律提供参考依据,进而为深入研究全球气候、地表环境变化开辟新的思路.

基于地震DNA算法的一种新的初至拾取方法
许鑫, 张凯, 王非翊, 李振春
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1894-1901.   DOI: 10.6038/pg2020DD0333
摘要181)   HTML5)    PDF (4424KB)(64)    收藏

高效准确地拾取初至是获得良好初至波走时层析结果的前提.目前应用广泛的是传统能量比法拾取初至,这种方法是基于获得较准的初至起跳时间.但由于理论缺陷,能量比法拾取的起跳时间并非真实的初至起跳时间.基于聚类连接算法的地震DNA算法是目前比较新颖的层位自动提取方法,尝试将地震DNA算法用于准确地拾取初至,这种初至拾取方法无需获得初至起跳时间,弥补了能量比法的理论缺陷.首先将地震记录从数值空间转换至字符空间,设置符合初至特征的搜索因子在字符空间逐道进行初至拾取,此时所拾取初至为字符类型,使用欧式距离连接聚类好的字符初至使其具有更好的连续性和准确性,然后将字符类型初至转换到数值空间进行初至走时的显示及其计算.对简单数据模型和实际资料分别用传统能量比法与新方法进行初至拾取效果对比,对实际资料的单炮记录分别使用能量比法,互相关法,自拾取算法以及人工干预的自拾取算法进行初至拾取效果对比,拾取初至特征值对比结果说明采用地震DNA算法拾取初至的方法避免了误拾取现象且拾取效果更加连续.对所拾取的初至特征值进一步处理计算走时,将计算得到的初至走时应用于二维初至波走时层析中,层析反演结果表明,这种新的初至拾取方法的具有有效性和可行性.

基于LSTM循环神经网络的大地电磁工频干扰压制
许滔滔, 王中兴, 肖卓伟, 底青云, 张文伟, 尹雄
地球物理学进展    2020, 35 (5): 2016-2022.   DOI: 10.6038/pg2020DD0402
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大地电磁测深方法观测天然电磁场信号,具有频带范围宽、探测深度大等优点,被广泛应用于油气资源勘探与地球深部结构探测.但天然场源信号微弱、易受电磁干扰,压制电磁干扰是大地电磁数据处理的关键问题之一.本文提出了一种基于长短时记忆循环神经网络的大地电磁工频干扰压制方法.首先构建双向长短时记忆循环神经网络模型,然后建立数据集对模型进行训练,最后将含有工频噪声的野外实测数据输入训练好的模型,模型的输出为工频噪声,输入与输出的差值即为消噪后的真实信号.模拟数据处理结果表明去噪前后时间序列相关系数达0.9691,实测数据处理结果表明该方法能够有效压制大地电磁信号中的工频干扰,提高数据处理质量.

应力变化与流体(水位、水温、水化学、土壤气等)变化的耦合机理及其在川滇地区地震前兆研究中的应用
杨秋野, 张艳, 符力耘, 张旺, 胡俊华, 黄辅琼, 曹呈浩
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2124-2133.   DOI: 10.6038/pg2020DD0404
摘要180)   HTML5)    PDF (3264KB)(96)    收藏

诸多研究表明,地下流体物理化学性质的变化是地震短临前兆的有效指标.川滇地区是地震前兆反应的敏感区域,前人的诸多研究表明地震前很多地震观测台站有明显的水位、水温、水氡、应变、电磁场等前兆异常.应力变化是影响孕震和地震触发的一个重要因素,流体观测包含有区域应力-应变场和断层活动的信息.本文通过总结梳理认为,解释地震导致的地壳变形时不仅需要考虑静态弹性应变,还需要考虑浅层地表孔隙压(流体)变化导致的同震体应变变化的影响.此外,通过总结发现除了需要研究地下流体和应力变化的耦合机理外,还需要结合含水层介质特征物性参数,并结合与应力变化密切相关的水温、水化、土壤气等数据的收集分析,才可能为探究地震孕育的前兆异常做机理分析铺垫.并且,多个参量的综合观测可以增强地震前兆的可信度以及大家进一步深入探究地震前兆的信心.

砂岩型铀矿三维地震勘探采集关键技术及效果
吴曲波, 黄伟传, 乔宝平, 李子伟, 曹成寅, 潘自强
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2239-2249.   DOI: 10.6038/pg2020DD0477
摘要179)   HTML3)    PDF (11262KB)(77)    收藏

砂岩型铀矿凭借大矿量、低成本、开采污染小等优势,现已成为中国铀资源量增长最快和占有铀资源量最大的铀矿床类型.三维地震勘探是间接探查深部砂岩型铀矿成矿环境最有效的技术手段之一,然而在中国砂岩型铀矿勘查区:①目标层埋藏深度浅,一般小于1000 m,局部小于200 m,浅层资料覆盖次数较低,且易受表层采集噪声干扰,信噪比低,成像质量差;②目标含矿砂体常赋存于“泥砂泥”、“ 煤砂泥”等互层结构中,一方面目标砂体的厚度较小(几米至几十米不等),另一方面目标砂体与围岩的弹性差异小,因此导致目标体的反射信息较弱,准确分辨的难度较大.以内蒙古齐哈日格图凹陷砂岩铀矿区为试验区,开展了具有针对性的采集关键技术试验研究,建立了一套基于“小面元、中等覆盖次数、宽方位”三维观测系统设计方法,“少震动台次、宽频扫描”可控震源激发方法,“点式组合、宽频带接收”检波器接收技术,以及“多次锤击叠加相遇小折射法+高密度电法”快速表层调查方法的砂岩型铀矿三维地震数据采集技术.通过原始资料频谱、处理效果、解释反演结果的对比分析可知,该技术采集的原始资料品质较佳,是今后砂岩型铀矿三维地震勘探工作的重要参考.

利用差分GPS的探地雷达图像精确定位方法
张迪, 李家存, 赵光兴, 刘馨怡, 张佩诗, 何卿
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2429-2434.   DOI: 10.6038/pg2020DD0527
摘要175)   HTML5)    PDF (4212KB)(62)    收藏

针对探地雷达图像采集过程中无法同步实时、快速和连续地获取大范围内的精确空间位置信息,本文提出一种集成探地雷达系统与差分GPS的精确定位方法.根据探地雷达数据采集原理与成像方式,硬件集成探地雷达系统与差分GPS为一体化数据采集系统,采用高精度测距轮触发探地雷达主机与GPS接收机同步采集数据.结合探地雷达图像的道间距与测距轮精度,基于时间同步原理并设计算法精确匹配探地雷达图像上道数据与差分GPS的位置信息,使探地雷达图像上每道数据都具有精确的位置信息.开展数据采集实验验证探地雷达与差分GPS一体化数据采集系统的有效性与实用性,并根据探地雷达图像上的总道数和GPS记录的测距轮脉冲事件数的一致性来检验该系统的时间同步精度.研究结果表明,该方法可实现探地雷达图像与精确空间位置信息的快速、连续获取,不仅提高了探地雷达数据的采集效率与定位精度,也促进了探测成果的数字化、信息化管理以及与其他类型空间数据的综合应用.

基于全卷积神经网络的磁异常及磁梯度异常反演
张志厚, 路润琪, 廖晓龙, 徐正宣, 乔中坤, 范祥泰, 姚禹, 石泽玉, 刘鹏飞, 陆三明
地球物理学进展    2021, 36 (1): 325-337.   DOI: 10.6038/pg2021EE0222
摘要170)   HTML11)    PDF (11459KB)(184)    收藏

地球物理反演问题具有病态性、不适定性,传统的线性反演方法面临着次优逼近和初始模型选择等挑战,为了提高磁场数据反演的精度,受深度学习卓越的非线性映射能力的启发,本文提出了一种基于全卷积神经网络的磁异常及磁梯度异常反演方法.文中首先提出了一种基于网格点几何格架的磁异常及磁梯度异常的空间域快速正演算法,这为本文全卷积神经网络反演算法的实现奠定了基础;随后对大量不同剩余磁化强度模型进行正演计算获得样本数据集,将正演数据作为输入层,磁化强度模型作为输出层,并基于U-net网络结构设计了一种端到端的网络结构(MagInvNet),再对该网络结构进行监督学习与参数优化;最后进行反演预测.三组模型试验表明,MagInvNet网络能够快速准确识别出磁异常体的位置与形状,并且能够准确的反演出异常体磁化强度的大小,对于含噪声数据,其反演结果的质量不会降低.本文最后利用安徽霍邱铁矿的航磁数据验证了文中方法的有效性.

渤海海峡地区高分辨率地震层序特征及其古环境演化
刘长春, 李攀峰, 孙军, 侯方辉, 褚宏宪, 祁江豪, 杨源, 陈珊珊
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2373-2383.   DOI: 10.6038/pg2020DD0531
摘要169)   HTML8)    PDF (10676KB)(57)    收藏

通过对渤海海峡1096 km高分辨率单道地震剖面进行解译,并结合钻孔岩心资料,探讨渤海海峡地区地层结构及第四纪环境演化过程.根据地震反射特征在单道地震剖面上共识别出7个地震反射界面,划分出7个地震反射单元,组成5套地震层序.其中,层序Ⅰ由U1组成,为一套强振幅、连续性较好的平行、亚平行反射波组成,厚度为0~30 m,为晚更新世和全新世沉积层;层序Ⅱ由U2组成,为低振幅、连续性较差的平行、亚平行反射波组,部分为声学透明或半透明反射层,厚度为 0~50 m,为中更新世沉积层;层序Ⅲ由U3-U5组成,上部为低振幅的杂乱反射,部分为声学透明或半透明反射层,中部为连续性较好的强反射单元,下部以杂乱反射为主,最大厚度超过300 m,为早更新世沉积层;层序Ⅳ由U6组成,以杂乱反射为主,局部褶皱变形,仅在老铁山水道地区残留;层序Ⅴ由U7组成,为渤海海峡沉积地层的基底,由一套弱振幅、低连续、成层性差的地震反射单元组成.研究表明,渤海海峡第四纪以来经历多期环境变迁,并在地震剖面上表现出不同的反射特征.早更新世早期-中期,地震反射以杂乱反射为主,连续性较差、反射弱,指示陆相沉积;早更新世晚期,声学透明或半透明反射结构指示海侵开始;中更新世以来,地震反射特征以平行、亚平行的反射结构为主,指示海相沉积占主导地位.高分辨率地震剖面揭示渤海海峡地区活动断裂广泛发育,大部分断裂活动时间终止于中更新世,少数断裂晚更新世以来继续活动,这对海底工程建设严重不利.本次研究揭示了渤海海峡地区第四纪沉积地层结构和活动断裂的展布特征,为渤海海峡跨海通道工程建设的论证提供了新的基础地质支撑.

页岩脆性评价岩石物理模型及地震预测
周欣, 巴晶, 符力耘, 张琳, 曹青业, 余村
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1736-1744.   DOI: 10.6038/pg2020DD0445
摘要169)   HTML6)    PDF (5309KB)(88)    收藏

基于页岩低孔、特低渗的储层特征,自然状态下难以获得工业产能,在开采过程中通常需要采取水力压裂等增产改造措施,脆性指标可用于指示岩石易压裂区,因此我们将开展页岩储层脆性特征研究.本文基于扫描电镜及X射线衍射分析实验,对四川某地区龙马溪组岩石样本矿物组成及微观孔隙结构进行分析,结合岩石物理等效介质理论模型对实际岩石进行模拟.根据岩石物理模型构建了关于孔隙度、矿物组分对岩石地震属性及地质力学特性影响的岩石物理模板,分析模板可以得到岩石孔隙度、矿物组分对弹性性质与脆性特征的共同影响,并在此基础上得到了适用于该工区的储层脆性预测新公式.利用测井数据对岩石物理模板进行了对比验证,结果表明模板与测井数据吻合较好,结合地震数据对储层脆性进行了定量预测,对比实际产气结果显示,反演得到的脆性分布结果对储层产气情况具有较好的指示性.

Helmholtz方程积分解的快速多极子展开
崔晓娜, 刘洪
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1751-1758.   DOI: 10.6038/pg2020DD0214
摘要167)   HTML5)    PDF (2521KB)(82)    收藏

本文主要将快速多极子方法用于Helmholtz方程积分解的展开,能够有效提高Helmholtz方程积分解的快速计算能力,以达到能够处理地震勘探中的海量地震数据的目的.快速多极子算法主要采用树状结构对计算空间进行离散,然后采用格林函数加法定理和平面波展开定理对格林函数进行了局部和多极展开表示,将远场作用的计算分为聚集—转移—发散三部分,多层快速多极子方法可以直接将计算量由O(N×N)降为O(N×log(N)).本文在详细阐述其原理和数学表达的基础上,进行了精度、效率以及波传播点源响应测试,从以上几个方面验证了其加速计算的处理能力.综上,快速多极子方法可以满足当今海量地震数据的快速精确地震波场模拟的需要,在地震勘探领域有广阔的应用前景.

老旧小区近距离铸铁管线探测实验与应用
邓诗凡, 张智华, 马思煜, 张世强
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1945-1952.   DOI: 10.6038/pg2020DD0405
摘要167)   HTML7)    PDF (3193KB)(106)    收藏

地下管线是城市基础设施的重要组成部分,老旧小区的管线探测与维护已成为我国城市快速发展中的难题,其中铸铁管线是小区一种常见管线.以陕西省西安市西北大学太白校区内近距离铸铁管线(消防管线、给水管线)集中区域为例,开展了综合探测实验.探测方法包括电磁感应法、地质雷达法、声学探测法的组合应用.针对不同的近距离管线分布(同源和平行)组合,采用不同探测方法相互配合和交叉验证,最终绘制了准确的管网分布图.结果表明,采用合适的探测方法进行组合,分步骤进行试验和逻辑判断,可以有效地解决实际的近距离铸铁管线探测中的信号严重干扰问题.该研究为解决近距离铸铁管线探测问题提供了一定的参考.

曲波变换与傅里叶变换联合压制面波方法研究
路鹏飞, 郭爱华, 何月顺, 张建坤, 石文武, 吴开龙
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2181-2187.   DOI: 10.6038/pg2020DD0464
摘要166)   HTML6)    PDF (3604KB)(106)    收藏

面波是叠前地震资料主要干扰噪声,严重干扰有效信号的分析与处理.由于面波频带和有效波频带总有重合部分,单纯从时间域或频率域压制面波,效果不理想.曲波变换具有多尺度、多方向性的优势,利用这一特征,可以将含面波噪声的地震信号变换到曲波域,对面波曲波域系数置零进行去除.但是此方法很难选出合适的分解层次及参数将面波和有效波完全分离,针对此问题,本文提出一种利用曲波变换与傅里叶变换联合压制面波的方法.该方法将含面波噪声的地震信号变换到曲波域,最大限度分离含面波噪声成分的曲波域系数和有效信号的曲波域系数;对分离出的含面波噪声成分的曲波域系数,进行傅里叶变换,变换到频率域,在频率域对含面波成分的曲波域系数进行面波噪声压制;然后进行傅里叶反变换、曲波反变换,得到压制面波噪声后的地震信号.理论模型与实际地震资料的应用结果表明,本文方法在压制面波的同时,较好地保护了反射波有效信号.

地热温度和生产井深度对岩体水流-传热温度影响机理研究
高俊义
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1659-1664.   DOI: 10.6038/pg2020DD0370
摘要165)   HTML3)    PDF (4042KB)(56)    收藏

为研究地热温度和生产井深度对岩体水流-传热温度影响机理,针对地热开采的概念模型,采用3DEC离散元程序计算分析地热温度和生产井深度对岩体温度场、生产井出口水温变化.结果表明:(1)从瞬态到稳态,生产井水流传热与岩石对流换热和岩石热传导后温度波及到整个岩体,岩体和生产井出口温度升高,且岩体温度梯度逐渐减小,中部岩体形成从下到上为主的传热路径,边缘岩体形成从右(左)到左(右)为主的传热路径.(2)地热温度越高,岩体温度越高,其温度梯度越大,并且模型达到稳态所需要的时间越长.(3)生产井越深,增加了水流的传热路径,使抽水过程中热量损失增加,岩体和生产井出口温度降低,并且模型达到稳态所需要的时间越长.(4)存在奇数条生产井,由于热量的叠加效应,使得中部生产井抽水传热效果最佳.结果可为实际工程中地热温度和生产井深度对岩体水流-传热温度影响机理研究提供参考价值.

基于核磁共振的致密油藏自发渗吸及驱替特征研究
王香增, 赵习森, 党海龙, 王小锋, 崔鹏兴, 侯玢池, 李腾
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1870-1877.   DOI: 10.6038/pg2020DD0386
摘要163)   HTML1)    PDF (4085KB)(42)    收藏

为了揭示致密油藏自发渗析驱油特征及驱替速度对驱油效率的影响,以长8致密油藏为研究对象,制作了单一介质和双重介质岩心,分别开展了自发渗吸实验和自发渗吸+不同驱替速度的核磁共振测试.实验结果表明:长8致密油藏以小孔发育为主要特征,在自发渗吸作用过程中,单一介质岩心大孔中油的动用程度要大于小孔,而双重介质岩心则表现出相反的趋势,且单一介质岩心与双重介质岩心小孔中油的动用程度相差不大;对于小孔占优势的致密油藏而言,微裂隙对提升自发渗吸效率的效果并不明显,自发渗吸驱油效率提升的关键在于增加致密油藏大孔中油的动用程度.自发渗析作用发生后,提高驱替速度能够提升驱油效率,但驱油效率增加不显著,驱油效率的提升得益于致密油藏大孔中的油被不断驱出,且较高的驱替速率不利于岩心发挥其自发渗吸的优势,0.06 ml/min的驱替速度能使微细孔喉致密砂岩获得最佳驱油效率.

苏里格气田西区天然气成藏模式研究及应用效果
郭庆, 聂建委, 李金付, 冯昕鹏, 冯保周
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1784-1791.   DOI: 10.6038/pg2020DD0496
摘要161)   HTML3)    PDF (6110KB)(54)    收藏

区别于苏里格气田本部,苏里格气田西区前期探评井效果差、出水严重,气藏主控因素不明确.本文在查阅大量相关文献资料的基础上,综合应用地震、地质、钻井、测井、试气结果等基础资料,多学科联合从沉积、断裂、构造、岩性、物性等各方面研究其与气水分布的关系,分析苏里格气田西区天然气成藏的主要控制因素,总结出3种主要气藏类型,再结合后期开发井完钻效果,进一步证实了苏里格气田西区并非单纯的岩性气藏,而是断裂+构造+岩性+物性联合控藏的复杂圈闭气藏.在新的认识指导下,苏里格气田西区开发效果逐年提高,Ⅰ+Ⅱ类井比例由探评井阶段的62.3%提高到85%左右,进而打开了苏里格气田西区的开发场面.

黄土磁化率的古气候意义对研究红土磁化率古气候意义的启示
曾永耀, 赵博
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1717-1723.   DOI: 10.6038/pg2020DD0407
摘要159)   HTML3)    PDF (1619KB)(44)    收藏

中国黄土是蕴含古气候信息最为丰富的晚新生代陆相沉积物,也是连续记录第四纪乃至中新世以来亚洲内陆气候演化的物质载体.20世纪80年代学界首次发现黄土-古土壤磁化率可以作为东亚夏季风强弱的代用指标之后,磁化率作为一种能简单、快捷反演古气候的代用指标,在全球很多黄土剖面不断得到证实,被广泛用于海陆气候对比和古气候重建.自此之后,有学者尝试将磁化率反演古气候的应用范围扩大到中国南方红土.然而目前能否将磁化率作为反演古气候的代用指标完全适用于中国南方红土依然存在很大分歧.显然要准确理解红土磁化率是否具有明确的古气候意义,需要首先研究黄土-古土壤磁化率之所以能作为古气候代用指标的物理化学机制是什么,以及红土沉积物是否和黄土一样具有相似的磁性矿物形成机理.因此本文以分析黄土-古土壤磁性增强的原因为逻辑基础,以总结黄土-古土壤磁性矿物的种类和粒度特征为研究切入点,讨论黄土-古土壤磁化率具有古气候意义的原因.在此基础上分析红土磁化率是否具有明确的古气候意义,亦即进一步研究黄土-古土壤的磁气候学理论是否完全适用于中国南方红土.

微动勘探波束形成与台阵响应特征
殷勇, 张红梅
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2416-2428.   DOI: 10.6038/pg2020EE0035
摘要155)   HTML14)    PDF (9711KB)(110)    收藏

目前应用于微动勘探的波束形成算法主要有常规波束形成(CBF)和自适应波束形成(MVDR/Capon).常规波束形成算法简单清晰,鲁棒性强,分辨率仅取决于台阵结构;自适应波束形成算法分辨率高,波束形成器的权重函数依赖于输入数据,分辨率是数据相关的.采用波束形成器对单色平面波的波慢度及来波方向进行估算的准确性是判断算法是否优异的关键.首先,本文针对不同的台阵结构,求取两种波束形成器台阵响应函数(ARF),得出同一台阵结构,自适应波束形成器均优于常规波束形成器,并给出选择优越且经济台阵结构的建议.其次,采用自适应波束形成算法,模拟不同波长单色平面波通过圆形或嵌套圆形台阵,得出波长大于台阵孔径时,波束效果极好;小于台阵孔径时,波束形态中旁瓣能量有所增强,波束效果变差.随后模拟两列单色平面波从不同方位通过台阵,波束形成功率谱形态变得复杂,对波慢度及来波方向估算误差增大,甚至失效.最后,我们通过3个比较典型的实例,来说明自适应波束形成(MVDR/Capon)具有大测深,高分辨的优异性能.

用瞬变激发阵列电极探测低阻异常体实验研究
沈建国, 钱冬冬, 沈永进, 陈赟
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1969-1977.   DOI: 10.6038/pg2020DD0160
摘要152)   HTML2)    PDF (6451KB)(58)    收藏

通过控制激发电流的导通/关断,置于水中的线状电极在空间中既能激发出瞬变电磁场,又能够激发稳定电流场.用平面阵列电极可以接收到这两种电磁场的全波波形,进而通过对数据计算处理,得到瞬变电场和稳定电场的在平面上的二维电位分布.本文首先分析了采集到的原始全波波形,发现在导通和关断瞬间有极大值存在,并用理论计算、模拟瞬变电磁场的传播特性.然后对比研究了瞬态响应和稳态响应的变化规律,利用有限差分迭代方法,计算了有、无异常体以及异常体不同深度情况下的电位等高线图.进一步对数据进行分析,选择实验测量波形中不同时刻的电位数据,绘制了瞬态响应和稳态响应的电位等高线图,并通过做差的方法在电位等高线中直接体现异常体的位置.数值仿真和实验测量的结果对比表明,因低阻体的存在而引起的电位畸变可以通过实验测得,这为实际应用提供了参考标准.

压力和温度对致密砂岩纵波速度影响的实验研究
房春慧, 李继龙, 姜纪沂, 黄骥超, 石砚斌
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1770-1776.   DOI: 10.6038/pg2020DD0458
摘要150)   HTML3)    PDF (2696KB)(96)    收藏

高温高压条件下测量的岩石纵波速度对于储层评价具有重要作用,但该条件下岩石声波速度的测量要比常温常压条件下复杂的多,而高温高压和常温常压条件下的岩石纵波速度的关系,受到孔隙度和孔隙结构等因素的影响.为了研究温度和压力对岩石纵波速度的作用及影响因素,测量了随压力和温度变化的致密砂岩纵波速度,得到了压力和温度对纵波速度的影响系数,建立了影响系数与孔隙度及表征孔隙结构特征的核磁参数之间的关系,从而获得了不同样品的纵波速度与压力和温度的关系.基于该关系对储层的纵波速度进行计算,并与测井数据进行对比,计算结果与测井数据有很好的一致性,说明本文建立的关系是有效的.因此基于本文的研究,可以根据常温常压下的纵波速度计算高温高压条件纵波速度,这为常规条件测量纵波速度的应用提供了支持.

Rayleigh波ZH幅度比(椭率)研究综述
秦彤威, 冯宣政, 王少曈, 鲁来玉
地球物理学进展    2021, 36 (1): 39-66.   DOI: 10.6038/pg2021EE0289
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Rayleigh波ZH幅度比,又称为Rayleigh波椭率(Ellipticity),是指Rayleigh波垂直分量和水平分量的比值.椭率是随频率变化的函数,最早由Boore和Toks?z(1969)提出将其用于反演地壳结构.对于3D介质结构,ZH幅度比不仅受到台站下方的结构控制,同时也受台站附近半波长范围内结构相对于其下方结构扰动的影响.对于水平层状的1D介质,Rayleigh波ZH幅度比只和台站下方的结构有关,与震源机制和方位无关.相对于Rayleigh波相速度,作为独立的量,ZH幅度比对浅层速度结构更为敏感,因此可以用来约束浅层,尤其是沉积层的速度结构.近年来,大规模地震台阵的出现为研究面波成像方法提供了高质量的三分量数据,也为Rayleigh波ZH幅度比的应用提供了基础数据,因此,Rayleigh波ZH幅度比和相(群)速度的联合反演成为研究者关注的课题,并广泛用于弥补单独相(群)速度反演对浅层结构约束不够的缺点.本文从横向均匀介质的面波理论出发,结合三维面波的散射理论及变分原理,对Rayleigh波ZH幅度比的理论基础,灵敏度核的计算,ZH幅度比的提取方法及其在地壳结构反演中的应用进行评述.