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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145)   HTML5)    PDF (2609KB)(749)    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.

初始模型对角度域偏移速度分析的影响
李江
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1460-1464.   DOI: 10.6038/pg2019CC0229
摘要288)   HTML7)    PDF (1708KB)(423)    收藏

波动方程叠前深度偏移输出的角度域共成像点道集不仅包含着丰富的构造和岩性信息,而且直观地反映了偏移速度误差,非常适用于偏移速度分析.本文从角度域共成像点道集的剩余深度量方程出发,分析了初始速度模型存在正、负方向误差时对剩余深度量的影响,然后通过两组模型数据对理论分析的结果进行了测试和验证.结果表明,初始速度偏大时在角度域共成像点道集上能引起更大的剩余深度量,这更有利于判断速度误差并加快速度向正确的方向收敛,进而提高速度分析的精度和效率.因此,在角度域偏移速度分析中宜选择偏大的速度作为初始模型速度;在偏移结果受速度误差方向差异性影响的指导下,最终进行速度建模时,可以选择相对较小的速度值,因为偏小的速度对偏移结果影响相对较小.

深度学习在地球物理中的应用现状与前景
王昊, 严加永, 付光明, 王栩
地球物理学进展    2020, 35 (2): 642-655.   DOI: 10.6038/pg2020CC0476
摘要812)   HTML37)    PDF (4281KB)(417)    收藏

深度学习是机器学习的一个分支,是使用低维特征组合来表示高维特征组合,包含多重复杂结构或多个非线性变换的多个处理层对数据进行高维抽象的一种算法.深度学习的自我学习和适应能力使它在计算机视觉、语音识别、金融等领域得到了广泛应用.为分析深度学习在地球物理领域的应用前景,本文在介绍深度学习概况的基础上,结合实例分析了深度学习在地震探测定位、大地电磁数据处理、航空电磁数据解释等领域的应用现状.发现深度学习在处理海量数据在并行处理、进行模式识别特征提取、数据预测等方面都有巨大的优势.随着三维探测逐渐成为地球物理勘探主流趋势,必将产生海量数据,涉及大型计算和反演,深度学习在地球物理探测中应用将更加广泛.

储层裂缝综合表征与预测研究进展
刘敬寿, 丁文龙, 肖子亢, 戴俊生
地球物理学进展    2019, 34 (6): 2283-2300.   DOI: 10.6038/pg2019CC0290
摘要225)   HTML22)    PDF (11103KB)(388)    收藏
裂缝性油气藏在世界石油和天然气的产量、储量中均占有十分重要的地位.天然裂缝一方面可以显著改善储层的渗透性,甚至可以为油气聚集提供一定的储集空间,另一方面对储层的压裂改造和石油工程方案优化设计有重要影响.通过调研储层裂缝近年来的研究热点,总结了储层裂缝表征方法、表征参数以及预测方法的研究进展,分析了储层裂缝的主控因素,最后讨论了储层裂缝研究中面临的实际问题.目前,裂缝识别与表征方法主要包括地质与岩石学法、测井方法、钻井与录井以及生产动态资料分析法.伴随着非常规油气开发,裂缝的充填特征、连通性、有效性、开启压力、封闭性、动态参数以及裂缝面粗糙度等参数日益得到研究人员的关注.在裂缝预测方法中地震法、应力场数值模拟法是目前主流的裂缝反演、正演预测方法.通过鄂尔多斯盆地周缘野外地质考察,将裂缝与结构面组合样式分为终止型、穿透型、变换型以及复合型四大类.提高测井与地震识别、预测裂缝的精度,建立精细的有限元地质力学模型以及准确预测油藏裂缝开度是目前储层裂缝表征、预测的瓶颈制约.
高精度可控震源在深反射地震采集中的应用
王海波,张伟,张宏,肖虎,高云路,顾剑华,唐美斌,韩峰
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1910-1916.   DOI: 10.6038/pg2019DD0314
摘要300)   HTML10)    PDF (9795KB)(332)    收藏

深反射地震采集要获取地下深度超过30 km处的莫霍面信息,通常采用大药量炸药激发,炸药激发对生态环境影响较大,不符合绿色环保的勘探发展方向.本研究旨在探索采用可控震源实施深部探测的可行性,及与可控震源激发相匹配的最佳的接收方式.通过对辽东地区开展的可控震源和炸药激发对比试验分析表明,采用高精度可控震源EV56激发,SN5-5低频检波器2支串联的接收方式,可以获得较好的深层地壳结构图像.试验的成功,为后续采用可控震源进行深地地质探测提供了有效的科学依据,具有重要的实际参考价值.

临震预滑在青藏活动地块区的观测证据
许健生, 吴琼
地球物理学进展    2021, 36 (1): 88-95.   DOI: 10.6038/pg2021EE0102
摘要80)   HTML3)    PDF (5291KB)(322)    收藏

实验室内大量岩石黏滑实验表明: 对存在断层的岩石加压,岩石在黏滑失稳前会有预滑,预滑会出现在断层的某个区域.由于浅源地震也是断层失稳破裂的结果,近年来临震预滑作为一种地震前兆信息日益受到地震学界关注.但目前尚缺乏广泛的野外观测证据来证实黏滑实验中的预滑现象在构造地震前也普遍存在.本文对青藏活动地块区内姑咱地震台等12个台的应变仪和水位仪的记录作对比分析后发现:在汶川MW 7.9级地震前数月,各台陆续记录到了一些“阶跃式”波形.在对观测结果可靠性讨论的基础上,用岩石黏滑实验结果和颗粒物理原理来解释这种“阶跃式”波形可能是预滑震相Xp.姑咱等12个地震台观测到预滑震相Xp表明:在青藏活动地块区临震预滑是普遍存在的.这种“准同步”的临震预滑,特别是2008年4月18日和5月6日2次幅度较大的预滑可能引发了汶川MW 7.9级地震.因此,关注预滑,特别是临震预滑对预测未来强震有一定的前兆意义.

中浅层构造裂隙型地热资源勘查中的综合地球物理方法——以苏南地区为例
杨林, 姜国庆
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2265-2275.   DOI: 10.6038/pg2020EE0211
摘要85)   HTML7)    PDF (10480KB)(313)    收藏

苏南地区中浅层构造裂隙型地热资源丰富,是一种潜力巨大的清洁能源.本文从区域地质及物性资料入手,综合运用重力、磁法、电法、测温、测氡多种地球物理方法,通过多元物探信息融合,从热源、通道、储层、盖层四个方面开展地热地质条件研究.区域重力与面积性电测深资料揭示研究区属于隆、凹相间构造,表明中生代以来上地幔热动力作用强烈,具备寻找地热资源的有利构造条件.区内磁法异常平静、单调,不存在隐伏岩体等附加热源,地热主要来自地球内部自然增温.可控源音频大地电磁法资料揭示区内北东向与北西向断裂发育,其中北西向断裂具有张扭性质,规模及切割深度大,伴生浅表地温及放射性氡异常,是导水、导热的重要通道和控热构造.面积性电测深资料显示区内三叠系青龙组灰岩广泛分布,成为良好的裂隙-岩溶含水热储层,第四系松散层及白垩系浦口组厚度大,导热率低,有利于热储层蓄热增温,为理想的地热盖层.在对研究区源、通、储、盖四个要素进行综合研究的基础上确定了地热井位置RSQ1.经钻探验证,RSQ1井钻遇地层及构造情况与物探推断结果基本吻合,水量及水温参数均满足设计要求,充分说明综合地球物理方法在苏南地区中浅层构造裂隙型地热资源勘查中的有效性.

短周期密集台阵被动源地震探测技术研究进展
张明辉, 武振波, 马立雪, 郑凡, 解桐桐, 郑孟杰, 侯爵, 刘有山, 张永谦, 徐涛, 白志明
地球物理学进展    2020, 35 (2): 495-511.   DOI: 10.6038/pg2020EE0022
摘要421)   HTML22)    PDF (14325KB)(307)    收藏

近十年来,短周期密集台阵被动源探测技术日益成长为国内外深部结构探测领域的一项重要手段.该技术相较于传统宽频带地震探测具有高分辨、省时省钱、绿色环保等优点.尽管低频信号不足,对岩石圈地幔以深结构探测能力有限,但密集的台站间距使得地壳精细结构成像成为可能;台阵下方不同方位射线形成密集的交叉覆盖,从而可通过反演和叠加偏移等手段获取稳定的壳幔结构图像.因此,短周期密集台阵探测技术已广泛应用于深部速度和界面结构成像,以及矿产资源勘查、火山活动监测、微震精定位、发震断层的几何学和运动学特征研究等多种不同领域.本文系统的总结了短周期密集台阵在地壳结构研究和微震定位检测等方面的研究进展.展望未来,以科学问题为导向,利用天然地震及背景噪声观测、重力测量、InSAR数据、GPS测量等多种地球物理数据,开展联合反演和成像,并提取研究对象的多属性特征正日益成为减少解的非唯一性、揭示地质体真实赋存状态的有效途径;该领域方法技术的迅速提升有望大大促进地震学及地球动力学研究,在深部结构成像、矿产资源勘查等领域具有广阔应用前景.

地震子波分解与重构技术在查干泡地区扶余油层储层预测中的应用研究
蔡文杰,张宏,汪勇,徐天鑫,桂志先,丛丽芳
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1381-1390.   DOI: 10.6038/pg2019CC0152
摘要147)   HTML4)    PDF (15822KB)(306)    收藏

位于松辽盆地南部查干泡地区的泉四段砂体与构造、断层有机结合,存在有利储层,其上部的青山口组下部为大套泥岩,与泉四段形成较强的波阻抗差异,从而出现地震响应特征为低频、连续的T2强反射.由于T2强反射对下伏砂组反射特征的屏蔽作用,常规砂岩储层预测效果差.结合该地区的地震响应与地质特征,本文应用地震波场数值模拟验证了地震子波分解与重构技术对地震强反射的削弱作用;然后对研究区常规地震资料应用地震子波分解与重构技术,按照不同能量、频率进行分解,去除与T2强反射对应的分量后再进行地震资料重构,T2强反射得到了有效压制,削弱了其对下伏砂体反射的屏蔽作用;最后对实际工区重构前后地震数据进行地震波场特征研究、提取均方根振幅属性以及地质统计反演预测砂体发育程度,对比分析结果显示,重构后的砂体预测结果与实钻结果的吻合度更高,可见在该研究区应用子波分解与重构技术有效的提高了该地区的砂体预测精度,对储层预测工作有显著成效.

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146)   HTML20)    PDF (2655KB)(296)    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.

数据驱动的三维磁流体力学背景太阳风模拟研究进展
李会超,张莹
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1303-1313.   DOI: 10.6038/pg2019CC0201
摘要241)   HTML6)    PDF (3051KB)(295)    收藏

三维磁流体力学背景太阳风模型是日地耦合过程研究和空间天气数值预报的重要工具.该类模型的当前发展趋势是数据驱动的太阳风三维磁流体力学模拟,其输入参数为随时间变化的太阳连续观测,其模型输出为更接近真实的背景太阳风的三维空间分布及其随时间的演化.本文总结了背景太阳风的空间天气效应及其三维磁流体力学模型的作用和构成,综述了数据驱动的背景太阳风三维磁流体力学模拟的近年研究进展,展望了数据驱动模拟的未来发展方向.

吐鲁番中南部地区航磁异常特征及其地质意义
张春灌,袁炳强,李玉宏
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1811-1817.   DOI: 10.6038/pg2019CC0329
摘要241)   HTML7)    PDF (7317KB)(291)    收藏

为了深入研究吐鲁番中南部地区航磁异常特征及其地质意义,本文基于1:50000航空磁力ΔT总场异常数据计算了航磁化极异常,并对航磁化极异常数据利用正则化滤波方法进行了异常的分解、利用罗森巴赫Ⅱ式进行了垂向二阶导数异常的换算,获取了吐鲁番中南部地区区域磁力异常、局部磁力异常及垂向二阶导数异常.结合已有的地质及地球物理研究成果,对航磁异常特征进行了深入分析,并就磁力异常与地表地质信息之间的关系进行了深入研究,探讨了本区断裂分布、岩浆岩分布及磁性特征.研究结果表明,研究区太古界总体表现为较强磁性,元古界、古生界、中生界及新生界总体表现为弱磁性.研究区构造复杂,断裂构造特征具有明显的分区性.研究区岩浆活动明显受构造控制,岩体长轴与构造走向一致.研究区中性岩表现为弱磁性,而酸性岩则大致以独峰山—梧桐沟一线为界表现为北弱南强的磁性特征.

地热地球物理勘探现状与展望
陈昌昕, 严加永, 周文月, 王志辉, 张代磊
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1223-1231.   DOI: 10.6038/pg2020DD0229
摘要256)   HTML17)    PDF (2910KB)(285)    收藏

地热能作为一种绿色、可持续再生的可替代清洁能源,因其分布范围广,资源储量巨大的特点受到全世界的广泛关注.开发地热能在调整能源结构、缓解能源资源压力、促进消费转型升级和推进生态文明建设方面具有重大现实及战略意义.经过几十年勘探与开发,浅层高温地热能几乎已经勘查完毕.目前,地热能勘探受储层埋深大、温度较低和手段单一等的影响勘查难度较大.为了解决这些难题,提高地热能勘查效率,需要引入勘探深度大、方法手段多等特点的地球物理勘探方法.为指导地热勘探,本文按照物性测量差异分为直接测量和间接测量阐述国内外地热能勘探实例,并对主流地球物理地热能勘探特点进行了对比.认为在实际地热勘探工作中某一种物性参数并不能很好的反映地质背景及地质体的空间状态,需要将多种地球物理勘探手段融合,相互补充及验证,提高地热地球物理勘探效率.

干热岩勘探过程中地球物理方法技术应用探讨
杨冶,姜志海,岳建华,刘树才
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1556-1567.   DOI: 10.6038/pg2019CC0276
摘要346)   HTML5)    PDF (7097KB)(282)    收藏

干热岩(Hot Dry Rock,HDR)地热资源又称作增强型地热资源(Enhanced Geothermal Resources,EGS),是地热资源的重要组成部分.目前国际上非常重视干热岩地热的勘探开发,干热岩地热资源在今后清洁能源开发中潜力巨大,研究干热岩对于环境保护、能源利用、国家发展都具有重大的意义.本文回顾了国内外干热岩勘探开发现状;简要分析干热岩岩体地球物理特征;结合我国干热岩勘探实例总结了常用的干热岩勘探方法及存在的问题.在干热岩勘探开发过程中,经济有效地选择合适的干热岩靶区是关键.通过对我国干热岩靶区勘探方向及方法选择的探讨,概括了我国目前圈定干热岩靶区的探测方法,说明了地球物理勘探方法在干热岩开发环节中的重要性.希望通过本文的概述,读者能够对地球物理方法勘探干热岩有初步的认识,以期本文对干热岩地热资源开发勘探有一定指导作用.

综合物探在鄂东南地区大理岩捕虏体勘探中的应用研究
程怀蒙, 刘俊安, 张小波, 张勇, 徐玳笠, 黄威, 郭宁宁
地球物理学进展    2020, 35 (2): 548-558.   DOI: 10.6038/pg2020CC0066
摘要181)   HTML1)    PDF (10061KB)(279)    收藏

勘查区内主要研究隐伏大理岩捕虏体的分布规律和物化探异常特征,对有成矿地质背景条件的物化探异常进行验证,寻找发现赋存于石英闪长岩中的隐伏大理岩残留体,并对其含矿性进行评价.在对勘查区内重力原始数据进行处理的基础上,对重力场进行了包括区域场与剩余场的分离、小波多尺度分解、延拓等方面的处理,共圈定局部重力异常13个,重点选取两处异常布设了5条重力、磁法、激电中梯和激电测深精测剖面,以查明异常在纵向上的延展情况及性质.在ZP01、ZP02、ZP03三条剖面上均发现较好的激电异常,异常特征呈现低阻高极化和高阻高极化两种,经钻孔验证低阻高极化异常是由矿化蚀变叠加岩性破碎引起.高阻高极化异常推测为不同期次的石英闪长岩叠加矽卡岩化大理岩俘虏体所引起.

太康隆起与周口坳陷边界位置讨论
刘志龙,石峰,朱怀亮,胥博文,任鸿飞,王兴元,王申屾,刘镇昊
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1328-1335.   DOI: 10.6038/pg2019CC0026
摘要294)   HTML4)    PDF (3267KB)(273)    收藏

太康隆起与周口坳陷位于华北板块南缘,中生代以前同属南华北盆地,中生代的燕山运动使隆起与坳陷格局初具雏形,古近纪是隆起与坳陷形成的关键时期,新生界沉积厚度是判别太康隆起与周口坳陷的关键点之一.太康隆起与周口坳陷边界位置争议较多,缺乏深部地球物理数据支撑.本文通过对许昌东部太康隆起与周口坳陷边界处一条长约55 km的南西—北东向大地电磁测深剖面数据的定性分析及反演解释,获得了太康隆起与周口坳陷两构造单元4 km以浅电性结构图.阻抗张量分解结果表明研究区主构造走向为EW向,研究区电性结构纵向上具有典型的分层特征,从上到下可分为三层:低阻层-中高阻层-高阻层.从南往北剖面经过区域发育四条断裂:商水断裂、固相断裂、张桥断裂和柏梁断裂.柏梁断裂两侧新生界沉积厚度差别大,据此判断太康隆起与周口坳陷的边界断裂为柏梁断裂,在L1-73测点位置处.太康隆起与周口坳陷边界断裂带划分对于该区地热资源勘探开发具有指导意义.

封二
地球物理学进展    2019, 34 (4): 0-0.  
摘要40)      PDF (1163KB)(264)    收藏
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242)   HTML9)    PDF (5156KB)(259)    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.

基于岩体水流-传热的地热井间距研究
高俊义
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2058-2063.   DOI: 10.6038/pg2020EE0042
摘要113)   HTML9)    PDF (3758KB)(246)    收藏

水是地热能利用的载体.实际地热开采过程与地热井间距的科学布署息息相关,地热井间距对生产井温度的影响直接关系到地热的开采效率,而关于岩体水流-传热的地热井间距探究的报道较少.本文为研究地热井间距对岩体水流传热温度影响机理问题,根据地热开采的概念模型,应用3DEC程序计算不同地热井间距下岩体的温度场、地热井出口水温的变化特征.结果表明:(1)从瞬态到稳态,生产井和岩体温度逐渐升高,温度梯度逐渐减小,并且其等温线的连续性越来越差;相同时间内,生产井水流传热波及的深度范围随生产井间距的增大而减小.(2)生产井间距越小,温度叠加效应越强,使生产井和岩体的温度越高,其温度梯度越小.(3)模型达到稳态时,岩体和生产井形成从下向上为主的传热路径,并且生产井间距从 1 m 增大到4 m,模型达到稳态所需要的时间分别延长了约 4 h.实际地热开采中,在保证足够抽取平台空间的前提下,建议生产井间距保持在2~3 m之间热采效率较高.

利用重力异常计算重力梯度的等效源技术
陈涛,张贵宾
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1398-1410.   DOI: 10.6038/pg2019CC0194
摘要196)   HTML7)    PDF (13116KB)(245)    收藏

根据等效源法基本原理,构建了由重力异常计算重力梯度张量的等效源技术.为改善传统层状等效源法计算精度低的问题提出了三维等效源法,并加入正则化提高算法对噪声数据的鲁棒性.针对三维等效源法计算速度慢的问题,通过约束重采样压缩观测数据,实现基于数据约束重采样的三维等效源法.模型试验结果表明,三维等效源法的计算精度比传统的傅里叶变换法和余弦变换法的计算精度高一倍以上.Vinton盐丘地区重力梯度张量的计算结果表明,傅里叶变换法、余弦变换法和三维等效源法的计算结果都和实测重力梯度张量较为一致,且三维等效源法的计算结果受噪声影响更小.

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254)   HTML15)    PDF (7909KB)(242)    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.

封底
地球物理学进展    2019, 34 (4): 0-0.  
摘要6)      PDF (1733KB)(239)    收藏
碳酸盐岩孔洞储层地震岩石物理建模及应用
曹晓初, 常少英, 李立胜, 邵萌珠, 王宗仁, 王启迪, 金弟
地球物理学进展    2019, 34 (6): 2239-2246.   DOI: 10.6038/pg2019CC0389
摘要208)   HTML6)    PDF (3006KB)(239)    收藏
碳酸盐岩组成复杂,储集层空间类型多,储层参数的规律性较差,AVO响应特征弱,尤其是孔隙形状对弹性参数的影响不可忽略.针对碳酸盐岩储层的特点,基于自洽模型和微分等效模型构建了多孔隙结构条件下多相介质的碳酸盐岩岩石物理模型.按照各相介质体积含量由小到大的顺序,先利用自洽模型计算孔隙度为50%时的双相等效介质,再通过微分等效模型将孔隙度调整至实际孔隙度,计算实际孔隙条件下的双相介质等效体,重复迭代该过程,最终构建出与实际岩石等效的介质体,计算获得等效岩石的弹性模量参数.通过实验对比了自洽模型、微分等效模型与自洽-微分等效模型的岩石弹性模量与孔隙度、孔隙纵横比之间的适用性规律.最后基于四川龙岗飞仙关组实际测井资料,结合自洽-微分等效模型进行了目标地层的横波预测.结果显示该模型的横波预测效果相对Xu-Payne模型预测,两者预测曲线比较接近,但在形态上更接近实际横波.SCA-DEM模型在孔隙度和孔隙纵横比上具有更好的适应性,为碳酸盐岩孔洞型储层的岩石物理建模提供了一种新参考.
基于贝叶斯反演的叠前数据同时插值和保幅去噪方法研究
时磊, 刘俊州, 韦婉婉, 刘兰锋, 刘颖
地球物理学进展    2019, 34 (6): 2309-2314.   DOI: 10.6038/pg2019CC0407
摘要160)   HTML1)    PDF (3030KB)(235)    收藏
近年来,地震勘探逐渐面向深层、复杂构造和岩性油气藏,与此同时,对地震资料处理也提出了更高的标准和要求.保幅降噪是地震资料处理中的重要环节.叠前地震资料的品质直接影响后续反演结果的精度,但道编辑后的实际数据除信噪比较低之外还存在缺道等现象,常规的保幅去噪方法无法同时进行道插值.本文基于贝叶斯反演框架提出了一种能够同时进行道插值的叠前地震资料保幅去噪方法.该方法充分考虑了现有方法的局限性,利用插值算子对缺失地震道进行插值处理,同时基于地震振幅随角度变化的连续性在差分域采用贝叶斯框架引入了先验约束,能够在保幅去噪的同时,进行道插值,极大改善了叠前地震资料的品质.合成和野外的例子均验证了该方法的有效性.
音频大地电磁测深(AMT)约束下的重力三维反演应用研究——以越城岭岩体北缘隐伏岩体为例
陈长敬,刘圣博,黄理善
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1391-1397.   DOI: 10.6038/pg2019CC0247
摘要146)   HTML4)    PDF (3210KB)(228)    收藏

越城岭岩体是中南地区重要的钨锡锑等多金属矿集区,近年来大量地质地球物理勘查等工作表明,岩体北缘大牛头寨矿集区存在着隐伏的中酸性岩体.中南片区中酸性岩较围岩属于低密度和高电阻率岩石,具备了重力勘探和音频大地电磁测深(AMT)识别隐伏岩体的前提.AMT反演在垂向上分辨率较高,能高精度识别隐伏岩体的边缘.根据地表岩石物性的统计结果,将AMT反演解释的成果转换为重力约束反演的密度边值条件,进行重力三维约束反演.并对比了重力三维无约束反演的结果,表明AMT约束下的重力三维反演能够提高识别隐伏岩体的精度,并且其精度在横向空间上有一定程度的延展.反演结果表明,隐伏岩体顶界面平均埋深为800~1000 m,最浅处为大竹山约200 m;反演的岩层密度与岩石物性相对变化较一致;隐伏岩体存在多个舌状岩柱侵入地表,为地表成矿提供了物质来源.根据岩体与成矿的关系,该研究成果为大牛头寨矿集区深部找矿指明了方向,为该区域地质矿产进一步工作提供了重要信息.

大地电磁测深方法数据处理进展
邓琰,汤吉
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1411-1422.   DOI: 10.6038/pg2019CC0188
摘要263)   HTML6)    PDF (2078KB)(227)    收藏

随着社会经济的发展,交通、电力、通讯网络的密集化,大地电磁法受到干扰的幅度和频带也在不断的增强和拓宽.有效的噪声消除或抑制方法是获得高质量大地电磁测深响应资料的前提,长期以来,有关学者一直在持续开展对大地电磁数据处理方法的研究,当前最有效也是应用最广的依然是带远参考的robust方法.本文在简要介绍大地电磁主要噪声干扰源的基础上,详细介绍了当前大地电磁抑制干扰的有效方法,包括时间域去噪、时频分析、阻抗分析等,并从时域和频域两个方面列举了两个较有意义的数据处理方法.

地震波射线追踪方法综述——方法、分类、发展现状与趋势
邴琦, 孙章庆, 韩复兴, 王生奥
地球物理学进展    2020, 35 (2): 536-547.   DOI: 10.6038/pg2020DD0003
摘要371)   HTML11)    PDF (2548KB)(225)    收藏

地震波的走时与射线路径是地震数据处理技术中重要的参数,它们的计算精度、效率、稳定性等特性直接决定着偏移成像、层析成像、速度分析等地震数据处理技术的各种特性.为了更加清楚地认识、发展和利用这一类方法,本文首先对地震波射线追踪问题进行了简要概述;其次,阐述了主要的射线追踪方法的相关内容;然后,对射线追踪方法进行了分类;最后,详细阐述了射线追踪的发展现状与趋势,并给出相应的结论与讨论.

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180)   HTML26)    PDF (5322KB)(220)    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.

甚低频法预报“神州一号”发射期间的空间环境
苏艳芳,董丽艳,牛有田,朴金龙
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1336-1340.   DOI: 10.6038/pg2019CC0214
摘要150)   HTML0)    PDF (1400KB)(217)    收藏

太阳耀斑是太阳活动最剧烈的一种爆发现象,当太阳耀斑发生时,将辐射出大量的X射线和高能粒子等.X射线约8.3 min最先到达地球,引起电离层的电子浓度急剧增大,使得电离层的等效反射高度随之降低,从而引起甚低频信号的相位异常变化,而且会引起短波通讯中断.高能粒子约1~3天后到达地球,造成高纬度地区的雷达和无线电通讯的骚扰,甚至信号中断,同时对宇航员的身体健康也会造成伤害.本论文在河南新乡地区用甚低频接收仪监测到了中国“神州一号”飞船发射期间的甚低频信号相位的异常变化数据,根据该数据预测出太阳耀斑的强度和级别,并与美国的GOES卫星观测的结果进行了对比,预测结果高度吻合.因此验证了甚低频法预报空间环境的可行性.

探地雷达在城市道路塌陷隐患探测中的应用
郭士礼,段建先,张建锋,李修忠
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1609-1613.   DOI: 10.6038/pg2019CC0438
摘要383)   HTML8)    PDF (2699KB)(212)    收藏

为预防城市道路塌陷,需要对其进行快速、全面、定期体检,探测出可能诱发道路塌陷的深层隐性病害.探地雷达法具有精度高、效率快、连续无损、实时成像等优点,是目前城市道路塌陷隐患探测的主要方法.本文在分析道路塌陷主要诱因的基础上,提出了探地雷达探测的重点区域及其测线布置原则,讨论了采集参数设置及其数据采集质量的评判方法,研究了正常道路、典型干扰源和典型道路隐性病害的地球物理特征及其对应的探地雷达波组特征,结果表明:空中电缆线的绕射波双曲线曲率小,两翼缓而长,地下管线的绕射波双曲线曲率大,两翼陡而短,易于识别和剔除;依据探地雷达反射波的动力学特征,如相位变化、振幅强弱、波形杂乱程度等信息,可以准确识别地下病害的类型,圈定其位置、埋深和范围,评价其风险等级,为采取针对性的处治修复措施,及时消除塌陷隐患提供依据和指导.

分布式光纤声波传感器及其在天然地震学研究中的应用
张丽娜, 任亚玲, 林融冰, 宋政宏, 曾祥方
地球物理学进展    2020, 35 (1): 65-71.   DOI: 10.6038/pg2020DD0384
摘要415)   HTML18)    PDF (1684KB)(212)    收藏
分布式光纤声波传感器(Distributed Acoustic Sensing, DAS)是近年来兴起的超密集地震观测系统,具有一系列观测密度高、观测成本低、耐受恶劣环境等优势,在油气行业得到了广泛应用,也引起了天然地震学界的关注.本文简要回顾了DAS系统的测量原理、发展历程、技术方案、介绍了测量原理及其响应特性,然后围绕多个观测实验,介绍浅部结构成像、深部结构探测和地震监测三个方向的典型应用实例,最后讨论了DAS系统在天然地震学研究中应用面临的挑战和发展趋势.
地震勘探中的多尺度问题及其研究进展
未晛, 杨志芳, 晏信飞
地球物理学进展    2019, 34 (6): 2353-2360.   DOI: 10.6038/pg2019DD0239
摘要219)   HTML6)    PDF (2528KB)(211)    收藏
在地震定量解释中常需使用多种地球物理数据(地质、地面地震、井间地震、VSP、测井与实验室岩芯测试等数据)进行储层预测和烃类检测,然而由于各种资料间存在着记录方式、观测频率的差异及储层非均质性的影响,在联合应用中存在着多尺度问题,该问题是地震勘探中仍未解决的重大难题之一.本文详细阐述了多尺度问题的内涵及该问题在地震勘探中的表现,并重点论述国内外主要研究进展,特别在实验室跨尺度测量技术、数字岩芯技术与其他地球物理技术联合应用解决该问题的进展,并分析讨论了目前地震勘探中多尺度问题研究中存在的不足、研究方向及建议.
重震联合反演方法及其应用进展
张佩,宋晓东,熊奥林
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1818-1825.   DOI: 10.6038/pg2019CC0223
摘要341)   HTML7)    PDF (890KB)(209)    收藏

地球物理反演是探索地下结构的最佳途径之一.地震波可以穿透到地球深部进行直接采样,是探测地球深部的主要方法.重力是结构体密度分布与地表观测点之间距离的体积积分效应,重力异常随着源深度的增加衰减很快,其对浅部结构的灵敏度明显优于地震数据.地震和重力联合反演能够相互补充和约束,提高空间分辨率,使反演结果更加稳定可靠.本文首先介绍了联系地震和重力数据的速度-密度经验关系,随后分别介绍了重震联合反演的3种常用方法—顺序反演、同步反演和交叉梯度反演,简要阐述了各种方法在国内外的应用情况.分析认为顺序反演将两类数据分开独立进行计算,原理简单,易于操作实现.但是该方法依赖于先验模型和速度-密度经验关系,可能存在分辨率较低区域(如模型边界)的误差放大效应.同步反演采用将地震和重力数据放在同一方程组中同时反演的策略,减弱了单一数据先验模型对结果的影响,但两种数据的同时运用势必引入数据权重分配问题.交叉梯度寻求不同物理参数模型在结构上的相似性,对潜在的岩石物性关系做了最少的假设,一定程度上降低了反演的非唯一性,但强制性地匹配模型的结构不一定完全符合地下介质的物性分布.因此使用交叉梯度方法反演时应注意模型的推导需要遵循客观标准,以控制模型的结构相似性和数据拟合度.最后指出重震联合反演中的速度-密度经验关系和数据的权重分配仍是值得探究的问题.

基于重磁资料研究贵州省深部构造特征
屈念念,李家斌,张西君,刘俊
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1785-1793.   DOI: 10.6038/pg2019CC0310
摘要312)   HTML24)    PDF (8084KB)(208)    收藏

贵州省在大地构造位置上属于羌塘—扬子—华南板块下的扬子陆块,受不同构造旋回期的发展演化控制,早期地质构造被掩盖,而研究深部构造有利于构造单元划分、成矿作用等研究.本文利用区域重磁资料,结合其他地质资料,利用优选向上延拓分离不同尺度重磁异常,并对不同尺度重磁异常进行归一化总水平导数垂向导数处理,提取线性构造信息,分析区内主要断裂构造特征,进行定性分析;根据分离出的大尺度重磁异常反演研究区莫霍面、居里面起伏特征,莫霍面起伏介于34~46 km之间,总体上具有西高东低的特征;居里面深度介于22~28.5 km之间,西部以坳陷区为主,东部以隆起区为主,以区内两条深大断裂为界,深部构造具有南北分带、东西分块的特征,反映出贵州省上扬子地块与江南造山带两个三级构造分区的深部构造特征差异.

地震学方法在滑坡体结构及破裂过程的应用研究进展
盛敏汉, 储日升, 曾求, 危自根
地球物理学进展    2019, 34 (6): 2188-2195.   DOI: 10.6038/pg2019CC0388
摘要207)   HTML8)    PDF (2488KB)(206)    收藏
地震学是利用地震波的传播特性来研究内部结构及震动源的一门学科,在获取滑坡体物性参数、监测其变化,以及探测滑坡发育过程中的变形和微破裂等信息具有天然的优势,这些信息对于滑坡的监测、治理、以及预警至关重要.本文调研了国内外近年来地震学手段在滑坡监测中的应用,分为滑坡体结构研究、滑坡发育过程中滑坡震研究以及滑坡启动后的动态过程研究三部分,主要概括了其原理及结论.调研结果表明,结合密集台阵长时间观测,地震学方法可以有效地获取滑坡体三维结构,局部及内部的变形、破裂情况,以及滑坡发生后的动力学过程.滑坡物性参数变化和滑坡震活动性异常等可能是滑坡灾害发生前的前兆信号,能被地震学手段获取.
高分辨深反射地震探测采集处理关键技术综述
李胜强, 刘振东, 严加永, 赵金花
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1400-1409.   DOI: 10.6038/pg2020DD0098
摘要148)   HTML4)    PDF (19755KB)(201)    收藏

深反射地震勘探以其可靠性强和精度高的特点,一直作为深地探测的主要技术之一.其中分辨率又作为评价深反射地震勘探质量的关键指标之一,在理论研究及实际生产中都有着重要的意义.文章将深反射地震勘探中影响分辨率的主要因素划分为采集、地质、处理三方面,采集因素主要包括子波激发、空间采样率、接收及观测系统设计;地质因素则主要包括深部波阻抗变化、深部地质体尺度、浅部构造、吸收衰减等,针对以上因素人们提出了静校正、振幅恢复、反褶积、偏移等处理方法来提高深反射地震勘探的分辨率.本文阐述了影响深反射地震勘探分辨率的主要因素,并对提高深反射地震勘探分辨率的主要方法进行了总结与展望.

微动测深法探测厚覆盖层结构——以北京城市副中心为例
李巧灵,雷晓东,李晨,冉伟彦,杨全合,何祎
地球物理学进展    2019, 34 (4): 1635-1643.   DOI: 10.6038/pg2019CC0128
摘要290)   HTML11)    PDF (3999KB)(196)    收藏

微动测深法通过提取表征介质物性差异的频散曲线,反演S波速度结构,为厚覆盖层结构划分提供地球物理依据.本文以北京城市副中心为例,在通州北部布设45个微动测深点,采用扩展空间自相关法(ESPAC)从预处理后的微动信号垂向分量中提取Rayleigh波相速度频散曲线,基于遗传搜索算法模型反演,获得各测点S波速度结构特征.沿北西向近似垂直地质构造走向切剖面AA’,利用剖面附近各测点反演结果,勾画主要地层结构.研究表明,微动测深可以有效探测新生界覆盖层厚度和结构,探明研究区新生界覆盖层厚度约为200~700 m,东南部甘棠凹陷沉积中心新生界覆盖层厚度约为700 m,凹陷发育受控于燕郊断裂和张家湾断裂.新生界覆盖层厚度和结构变化特征与区内搜集到的钻孔资料吻合.研究成果为北京副中心地区地质灾害防控和地热资源利用提供了科学依据.

微震震源定位研究现状及展望
李翔, 徐奴文
地球物理学进展    2020, 35 (2): 598-607.   DOI: 10.6038/pg2020DD0105
摘要290)   HTML7)    PDF (2552KB)(195)    收藏

微震震源定位研究是微震监测技术研究的重点之一,定位精度的高低直接影响着微震分析的结果.随着微震监测技术的广泛应用,出现了大量新的微震震源定位方法,针对不同的工程研究,这些方法各有千秋.首先,通过收集并分析近20年来国内外比较盛行的微震震源定位方法,其包括混合优化法、震源扫描算法、波速模型法和无预先测速法.然后,讨论这些方法的优缺点及适用条件,并主要分析微震检波器分布、首次到时拾取、波速模型和定位算法对微震震源定位的影响.最后,讨论地球物理学、声学、军事学等领域已有的先进定位方法在微震震源定位研究的意义.结果表明:(1)优化传感器的布置,必须协调自动到时拾取、波速模型和定位算法之间的关系;(2)减小波速模型和首次到达时间对震源位置的影响是微震监测未来发展的必然要求;(3)采用射线追踪理论、逆时偏移成像和被动时间反转镜技术可对速度结构模型进行优化;(4)利用双波定位、信息融合技术可进一步提高定位精度;(5)其他领域的先进定位方法在微震震源定位研究上具有潜在价值,可以达到微震震源定位更快、更准、更稳定的目的.

基于卷积神经网络的智能化地震数据插值技术
郑浩, 张兵
地球物理学进展    2020, 35 (2): 721-727.   DOI: 10.6038/pg2020DD0013
摘要396)   HTML12)    PDF (5189KB)(195)    收藏

地震数据通常存在数据缺失问题,严重影响地震数据各个处理环节,需采用适当的手段对其重构.本文提出了一种基于深度学习卷积神经网络(CNN)的智能化地震数据插值技术.算法的关键在于构建一个适用于地震资料插值的CNN模型,该技术以缺失地震数据作为输入层,由卷积算法提取地震数据的特征信息,并通过池化层实现数据压缩降维,同时引入修正线性函数(ReLU)提高模型的非线性表达能力,再通过反卷积层恢复数据尺寸,最终搭建卷积自编码器模型(CAE),实现数据-数据的映射关系.该模型通过残差学习获得缺失数据特征并实现重构数据输出,与现有技术相比,该方法采用自监督学习方式,利用大量数据训练卷积自编码器模型,通过所得模型实现缺失地震道的数据重构.分别利用CAE模型及POCS插值技术对模型资料和实际数据进行插值,测试结果表明,CAE能有效实现地震数据插值,且与POCS方法相比具有更高的精度,验证了算法的可行性和有效性.

探地雷达多剖面联合解释方法及应用
郭士礼,邓健,李伟伟,张学强
地球物理学进展    2019, 34 (5): 2022-2029.   DOI: 10.6038/pg2019DD0060
摘要290)   HTML6)    PDF (4774KB)(193)    收藏

在城市道路塌陷隐患探测中,相邻车道地下介质差异性较小,其探地雷达剖面之间具有较高的一致性和关联性,为了提高探地雷达资料解释的准确性和速度,综合对比分析相邻车道探地雷达剖面之间的相关性,提出了探地雷达多剖面联合解释方法,首先同时对多个相邻车道探地雷达剖面中的塌陷隐患病害同步进行分类和分级判释,然后将每个病害异常输出为单体病害文件至单体病害文件库,并基于人机交互方式对单向或双向多车道探地雷达剖面中的任意病害类型或病害等级进行综合统计、自动排序,可用于生成严重病害的现场加密复测验证单和最终的检测报告.结果表明:探地雷达多剖面联合解释方法能够同时对多个相邻车道探地雷达剖面同步进行对比分析、相互验证,能有效克服单剖面信息量不足的局限性,不仅可以快速辨别和剔除外界干扰形成的虚假异常,减少多解性,而且可以估算地下病害异常的面积范围和空间展布,有效提高解释的自动化、准确性和可信度,明显加快解释速度.

基于LSTM循环神经网络的储层物性参数预测方法研究
安鹏,曹丹平,赵宝银,杨晓利,张明
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1849-1858.   DOI: 10.6038/pg2019CC0366
摘要474)   HTML14)    PDF (6173KB)(188)    收藏

储层物性参数是反映储层油气储集能力的重要参数,表征了不同地质时期的沉积特征.地球物理测井参数由深及浅反映了不同地质时期的声、放、电等沉积特征,因而测井参数和泥质含量(孔隙度)之间有很强非线性映射关系,并具有时间序列特征.充分利用多种测井参数预测储层泥质含量和孔隙度对于储层精细描述具有十分重要的意义.深度学习技术具有极强的数据结构挖掘能力,目前,全连接的深度神经网络已经在泥质含量预测进行了初步尝试并取得了较好的效果.而长短时记忆(LSTM)循环神经网络更适合解决序列化的数据问题,因此本文提出基于LSTM循环神经网络利用多种测井参数进行泥质含量和孔隙度预测的方法,预测结果的均方根误差比常规全连接深度神经网络分别下降了42.2%和48.6%,实际应用表明,对于具有序列化特性的泥质含量和孔隙度,LSTM循环神经网络预测的准确性和稳定性要明显优于常规全连接深度神经网络.

目录
地球物理学进展    2020, 35 (1): 0-0.  
摘要110)      PDF (457KB)(188)    收藏
AMT方法在鳌山卫花岗岩地区深部地热构造勘探中的应用
严小丽,康慧敏,王光杰,何国丽,李红领
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1945-1953.   DOI: 10.6038/pg2019CC0083
摘要260)   HTML11)    PDF (8022KB)(186)    收藏

作为我国最近规划的中国蓝谷海洋高科技开发区,对能源结构有着较高要求.目前,地热资源的直接利用是最经济最方便的绿色能源途径.鳌山卫研究区,是中国蓝谷的核心区之一,根据地质资料和温泉露头情况推测,该研究区内有可观的地热资源潜力.为探测鳌山卫花岗岩地区的深部地热构造,搜集已有的地质地球物理资料,在该区布设了10条AMT测线.通过资料采集、预处理、反演,得到了研究区地下2000 m以浅的电性结构的空间展布形态.勘探结果显示,研究区发育一条走向为N30°E的断裂构造F1,深度约1500 m;同时确定了构造低阻异常中心位置,为下一步钻孔布设提供依据.本次花岗岩区AMT探测,克服了城市人文干扰和高压输电线引起的各种电磁干扰,为类似地区深部地热构造探测工作提供了实践经验,是一次成功的深部地热构造探测.

声波远探测技术概述及发展
董经利, 许孝凯, 张晋言, 翟勇, 晁永胜, 张卫峰
地球物理学进展    2020, 35 (2): 566-572.   DOI: 10.6038/pg2020CC0180
摘要528)   HTML8)    PDF (6586KB)(182)    收藏

常规测井项目探测井外信息较浅,难以反映地质异常体距井外较远距离发育情况.声波远探测技术提出已近30年,商业化研究也有10余年,可以对井外数十米甚至上百米范围进行探测,该技术产生大大丰富了研究领域,已经发展成一种油气勘探行业中不可缺少的先进技术.声波远探测测井主要可以分为单极子反射纵波远探测和偶极子反射横波远探测,其中,单极子反射纵波远探测以斯伦贝谢为代表,偶极子反射横波由贝克休斯为代表,本文在描述了声波远探测基本概念的基础上,分别对两种远探测方法从国内外发展角度进行了概述,概述内容主要方面有:基本原理发展过程、仪器研发思路、处理方法改进及相关难点,对各科研院所及单位的研发现状进行总结,对偶极子反射横波远探测的优势进行了说明.通过油田应用情况进行分析,概括了远探测测井的主要作用,对偶极子远探测技术最新进展及相关应用实例进行了阐述,最后在分析远探测技术发展现状和趋势基础上,给出应用前景展望.

天然气水合物地球物理勘探技术的应用及发展
景鹏飞,胡高伟,卜庆涛,徐华宁
地球物理学进展    2019, 34 (5): 2046-2064.   DOI: 10.6038/pg2019CC0259
摘要395)   HTML10)    PDF (6131KB)(181)    收藏

天然气水合物是一种广泛分布于全球、能量密度高、具有极高资源价值的新型清洁能源,因而成为油气勘探界长期研究的热点.本文基于ICGH-9(第九届国际天然气水合物会),结合相关文献资料对天然气水合物地球物理方法及其取得的进展进行综述.内容主要包括地震勘探、海底地震仪(OBS)、地球物理测井、海洋电磁法、地质雷达以及室内声学研究在水合物相关的地质构造(麻坑、泥火山、底辟构造、气烟囱、大型海底滑坡及地质体)、地震识别和处理、地震属性分析与提取技术、天然气水合物及游离气饱和度计算、水合物模拟实验等方面取得的进展.提出地震勘探、地球物理测井技术目前在水合物地球物理勘探中具有勘探精度高、分辨率高等优势,海洋电磁技术因对烃类气体、薄层及薄互层识别困难而逐渐成为了辅助手段,建议在下一步勘探中:①在当前集中于近海底研究的基础上,开展对海底表面、海水甚至海面都进行有效的系统性调查;②建立海洋地震勘探、可控源电磁法、地球物理测井、数据采集、数据处理、数值模拟、异常分析、成像技术等一体化系统;③结合地震、地质、岩性等资料对水合物生产动态进行数值模拟计算,带入储层岩性及地质结构特征参数、储层温压状态参数、水合物藏的储量等参数,结合岩石物理模型、地温梯度参数、水合物相平衡条件以及常规产气速率等,对不同开采方式或者多种方式联合使用情况下,模拟生产对天然气水合物储层的物性影响、引起的环境效应以及最高产气量等多种响应.

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222)   HTML31)    PDF (3287KB)(178)    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.

探地雷达逆时偏移成像方法研究现状及进展
王敏玲,梁值欢,王洪华,龚俊波,张智,熊彬
地球物理学进展    2019, 34 (5): 2087-2096.   DOI: 10.6038/pg2019CC0169
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基于双程波动方程的逆时偏移相比于传统的单程波偏移,具有原理简单、成像精确且无倾角限制、适应任意复杂速度模型等诸多优点,在探地雷达(GPR)高精度成像领域得到广泛关注.本文首先回顾和总结了逆时偏移方法在GPR成像领域的研究现状及其存在的问题.然后,分别从多偏移距GPR数据的快速采集,复杂介质的GPR逆时偏移成像、成像条件的稳定性、成像效果的改善、计算效率的提高等方面介绍了GPR逆时偏移成像研究的最新进展及其具体的应用效果.最后对GPR逆时偏移成像的发展趋势进行了总结.

GRACE月时变模型缺失值的填补方法与精度分析
陈智伟, 张兴福, 周波阳, 崔家武
地球物理学进展    2020, 35 (3): 815-822.   DOI: 10.6038/pg2020DD0178
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长时间序列的GRACE时变重力场对研究全球地表质量变化具有重要的意义.部分月份的GRACE卫星观测数据质量不佳导致了相应月份的时变重力场模型缺失,为了保持时变重力场模型的连续性,可采用一定的插值方法填补.本文以ITSG-Grace2016时变重力场模型序列为研究对象,详细分析了三次样条插值、三次埃尔米特插值和三次多项式插值等3种方法用于填补GRACE时变模型序列的精度,实验结果表明:(1)利用3种插值方法获取空缺1个月或连续空缺2个月的时变重力场模型时,插值时变模型与实测时变模型比较,阶误差均较小,且三次埃尔米特插值的精度稍好;(2)利用插值时变模型分析区域质量变化时,在空缺1个月数据的情况下,插值时变模型与实测时变模型符合度较高,但在连续空缺2个月数据的情况下,插值时变模型与实测时变模型的计算结果差异较大,说明利用阶误差评定模型精度具有一定局限性;(3)对区域质量变化的趋势项进行分析时,区域质量变化的复杂程度决定了模型内插的精度,当时间序列的长度在3年或3年以上时,插值时变模型的精度对区域质量变化分析的影响较小.在分析区域质量变化时,三次样条插值方法的插值结果与实测结果更为接近,建议采用该方法填补GRACE月时变重力场模型的缺失值.

致密砂岩气藏裂隙-孔隙型弹性岩石物理模板研究:以川西坳陷A区为例
何润发, 巴晶, 陈天胜, 张超, 庞孟强, 余村, 马汝鹏
地球物理学进展    2020, 35 (1): 116-123.   DOI: 10.6038/pg2020DD0040
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相对于常规砂岩,致密砂岩在岩石物理性质、力学性质等方面具有明显差异,并呈现出很强的非均质性.岩石物理模型能将储层参数与地震特性信息联系起来,因此可以作为致密砂岩储层参数与地震特性信息转换的桥梁.常规的岩石物理模型通常只考虑单一因素(例如非均匀性,单一孔隙,单一尺度等),建立的岩石物理模板并不适用于致密砂岩.本文针对高饱和气、微裂隙发育、非均质性强的致密砂岩储层,利用Voigt-Reuss-Hill模型计算混合矿物的弹性模量,采用微分等效介质(DEM)模型描述含裂隙、孔隙岩石的骨架弹性模量,基于Biot-Rayleigh波动方程构建了岩石物理弹性模板,给出了致密砂岩储层弹性参数与物性的关系.基于测井数据和实验数据对岩石物理弹性模板进行校正,并将校正后的岩石物理弹性模板结合叠前地震资料应用于川西地区储层孔隙度与裂隙含量预测.结果显示,反演裂隙含量、孔隙度与储层试气报告、测井孔隙度基本吻合,表明该模板能够较合理地应用于致密砂岩储层孔隙度及裂隙含量解释中.
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
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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.