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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483)   HTML10)    PDF (2609KB)(1569)    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.

地层水电阻率评价方法综述
白松涛,万金彬,杨锐祥,程道解,黄科,张宇昆,郭笑锴,黄娅
地球物理学进展    2017, 32 (2): 566-578.   DOI: 10.6038/pg20170216
摘要228)      PDF (19254KB)(465)    收藏

随着油气资源勘探及开发难度加大,由陆相、高孔渗、均质、浅层逐渐过渡到海相、低孔渗、非常规、深层油气资源,其“复杂非均质”特性使得对地层流体特别是地层水及其导电特性评价尤为关键.利用试井分析数据可获得精确的地层水矿化度信息,但试井数据有限,不能获得每个储层的地层水矿化度及电阻率信息,且试井分析成本高、时间长,而测井曲线通过一定的理论计算公式能够提供地层水电阻率信息.在地层水特性分析的基础上,根据地层水电阻率评价技术研究进展,本文将其分为三种主要计算类型:水样分析评价方法、常规测井评价方法和成像及核磁测井评价方法,总结和讨论不同测井评价地层水电阻率的方法原理,并阐述其应用过程中的优势和不足,同时对地层水电阻率测井仪器国内外进展现状进行阐述.

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碎屑岩泥质分布形式的测井评价研究进展
程超, 张亮, 李培彦, 高妍, 叶榆, 梁玉楠, 曾远芳, 李明军
地球物理学进展    2021, 36 (3): 1052-1061.   DOI: 10.6038/pg2021EE0311
摘要59)   HTML6)    PDF (5841KB)(200)    收藏

泥质含量是分析碎屑岩地层沉积环境的重要指标,也是储层测井评价的关键参数,更是岩性和物性精细解释的基础.目前在泥质的测井响应特征认识和泥质含量参数精准计算方法上取得了大量的研究成果,但对于泥质分布形式的研究还不够完善.为了探寻计算泥质分布形式的有效方法,本文通过广泛调研,系统讨论了泥质分布形式与储层参数间的关系.其中不同分布形式泥质对包括孔隙度、渗透率、含水饱和度及束缚水饱和度在内的储层参数造成的影响主要表现在以下几个方面:层状泥质使有效孔隙度降低;结构泥质对有效孔隙度、渗透率影响不大;分散泥质使效孔隙度减小,渗透率变差,束缚水饱和度增加.随后深入分析了不同泥质分布形式对常规测井曲线的影响,其中分散泥质与结构泥质在伽马测井及自然电位测井曲线上表现出明显的特征.并初步探索了在包括电成像测井及核磁共振测井的特殊测井上响应特征;归纳总结了现有的泥质分布形式的计算方法,并对现有计算方法的适用性及优缺点进行了对比分析,最后利用Thomas Stieber交会图优化分析法在南海某油田低阻储层进行了应用并得到了良好的效果.

四川安岳地区须家河组二段低渗储层不同孔隙结构岩电参数变化规律
冉冶,王贵文,王凯,赵显令,王迪,赵宏飞,周伟建,代全齐
地球物理学进展    2015, 30 (4): 1763-1771.   DOI: 10.6038/pg20150432
摘要156)      PDF (29601KB)(288)    收藏

a、b、m、n、F、I是阿尔奇公式中重要的岩电参数,在测井解释中具有重要作用.近年的研究发现,在低渗储层中,孔隙结构直接影响储层产能评价的准确性.然而在目前的低渗储层岩电实验研究中,仅仅对几个岩电参数进行分析,而没有从孔隙结构的角度全面和系统的研究a、b、m、n、F、I六个岩电参数及其变化规律.为此,在充分利用高压隔板岩电实验的基础上,结合压汞测试、核磁共振等资料,对安岳地区须二段低渗储层不同孔隙结构的岩电参数变化规律及其与产能的关系进行分析.结果表明,研究区Ⅰ~Ⅳ四类孔隙结构对应的a、b、m、n、F、I各岩电参数的变化范围不同;Ⅰ类到Ⅳ类孔隙结构的a、n、F变化范围值递增,b、m变化范围值递减.低渗储层的产能与孔隙结构类型密切相关,且与岩电参数的变化范围具有对应性.以上不同孔隙结构岩电参数变化规律的分析为准确理解和应用实际岩电参数提供了依据.

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基于T2和毛管压力分类转换的渗透率计算新方法
王迪,陈敏,王健伟,盛志超,严曙梅,马美媛,李东哲,郑欣
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1900-1909.   DOI: 10.6038/pg2019CC0280
摘要223)   HTML1)    PDF (11678KB)(207)    收藏

对于低孔-特低孔、低渗-特低渗且非均质性强的储层,其往往处于自然产能临界点附近,单靠孔隙度已无法对其物性进行准确评价,因此需要在对渗透率进行准确计算的基础上,才能进一步展开产能评价与预测等工作.然而,由于储层非均质性强、常规测井曲线影响因素多且复杂、海上钻井数少导致样本点缺乏等因素,运用常规测井曲线进行渗透率计算往往不能取得很好的效果.基于T2和毛管压力转换的方法,利用了核磁共振可以全井段连续测量和毛管压力曲线可以反映孔喉结构的优势,在渗透率的计算方面取得了突破,该方法经过多年的发展,已经成为了一种较为成熟的渗透率计算方法,但对于该方法的研究,有一个问题却往往被忽视了:即T2谱和毛管压力曲线所反映的孔喉半径r是否是同一个物理量?两者之间的相互转换是否是有先决条件的?对于这一问题,本文在对两者实验原理进行分析的基础上,使用了将恒速压汞孔喉分布和核磁共振T2谱进行对比的方法,总结得到了两者各自反映的孔喉半径r的内涵,证实了两者之间相互转换存在先决条件——稳定的孔喉半径比,并在对沉积环境、成岩作用精细分析的前提下,选取了孔隙度这一宏观参数作为分类标准,将储层划分为多个具有相对稳定孔喉半径比的区间后,再进行T2-毛管压力的相互转换和渗透率的求取.经证实,运用这种方法计算出来的渗透率,可以更好地体现出储层的非均质性,并且与产能特征具有更好的一致性.

基于地层孔隙结构的饱和度评价方法
章海宁,汤天知,刘堂晏,孙佩,姜黎明
地球物理学进展    2015, 30 (2): 709-717.   DOI: 10.6038/pg20150231
摘要174)      PDF (18055KB)(324)    收藏

油气勘探开发中阿尔奇公式是评价油气含量的经典模型, 该模型适用于粒间孔隙的纯砂岩地层.然而实际油气评价中更多时候是以复杂孔隙结构地层为对象, 复杂孔隙结构地层岩电关系却呈现出非阿尔奇特性, 这意味着利用阿尔奇公式求取这类储层饱和度的可靠性大大降低.针对以上问题, 采用变m、n指数和根据孔隙结构分类建立饱和度模型的方法一定程度上满足了此类地层饱和度评价的要求.但以上方法具有很强的区域性和经验性, 没有从根本上解决复杂孔隙结构地层饱和度的准确评价问题.等效岩石组分模型将岩石等效为规则的圆柱体, 由串联孔隙体积、并联孔隙体积和骨架体积构成, 由许多这样大小不一的孔隙分量并联/串联构成整个岩石的导电体系, 并引入孔隙结构系数表示不同孔隙的体积比, 精确地描述了由复杂孔隙结构引起的非阿尔奇特性.其应用瓶颈是孔隙结构系数、饱和度因子等关键参数的确定方法.本文以等效岩石组分模型为基础, 利用核磁测井资料和球管模型确定孔隙结构系数, 根据孔隙结构寻优路径对地层进行分类, 以岩电实验数据为基础利用阻尼最小二乘法分类确定模型参数, 用等效岩石组分模型迭代计算地层饱和度, 从而配套形成基于孔隙结构的饱和度评价方法.岩心实验数据分析和实际应用效果表明基于孔隙结构的饱和度模型与阿尔奇公式相比在复杂孔隙结构地层饱和度评价中具有优越性, 在复杂孔隙结构地层含油气饱和度评价中具有良好的应用前景.

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低渗透砂岩储层可动流体变化特征研究——以鄂尔多斯盆地马岭地区长8储层为例
黎盼,孙卫,李长政,高永利,白云云,杜堃
地球物理学进展    2018, 33 (6): 2394-2402.   DOI: 10.6038/pg2018BB0528
摘要281)   HTML2)    PDF (2453KB)(210)    收藏

针对鄂尔多斯盆地马岭地区长8低渗透砂岩储层的微观非均质性强、微观孔隙结构复杂、可动流体的饱和度低以及流体分布特征差异性明显等问题,利用核磁共振技术对该研究区储层的可动流体进行定量评价,辅助以常规物性、图像孔隙、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞和恒速压汞等微观实验分析可动流体的变化特征及差异性成因.研究结果表明:研究区砂岩类型主要为岩屑长石质砂岩;孔隙类型主要为微孔以及溶孔-粒间孔;储层物性越好,可动流体参数变化幅度越大;孔隙半径、喉道半径、孔喉半径比、分选系数、有效孔喉体积以及黏土矿物的充填是影响可动流体变化特征的主控因素.其中微观孔隙结构特征是影响可动流体差异的关键因素;喉道半径、分选系数是影响可动流体饱和度的主要因素;黏土矿物含量的增多对可动流体赋存具有一定的破坏作用.

航空重力测量的分辨率和精度分析
孙中苗,翟振和,李迎春
地球物理学进展    2010, 25 (3): 795-798.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-2903.2010.03.008
摘要1374)      PDF (1098KB)(940)    收藏

研究了航空重力测量分辨率与飞行高度的关系,表明对于300 km/h的飞行速度和2.5 km的飞行高度在山区和平地可恢复的最小波长分辨率分别为9 km和14 km,在此高度该频段重力异常的衰减率约为50%.探讨了低通滤波器截止频率对航空重力测量沿线分辨率和精度的影响,对于大同航空重力测量,滤波尺度为150,200,250 s时,沿线的半波长分辨率分别为7.5,10和12.5 km,相应的精度分别为7.5,6.2和5.5 mGal.

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生产矿山岩溶灾害勘查中的综合物探应用研究
杨天春, 王丹齐, 张叶鹏, 付国红, 陈波, 杨追, 程辉
地球物理学进展    2021, 36 (3): 1145-1153.   DOI: 10.6038/pg2021EE0275
摘要63)   HTML4)    PDF (12591KB)(289)    收藏

地下岩溶是常见的地质灾害之一,它对矿山的生产安全、周边房屋建筑和交通设施造成极大的危害;预先确定岩溶的埋深及空间分布规律,可为岩溶灾害治理提供科学依据.本文以正在生产中的某石灰石露天开采矿山为研究对象,研究地球物理方法在强噪声环境、地形起伏及切割强烈条件下的应用效果.本文采用高密度电阻率法、瞬变电磁法和天然电场选频法等方法开展地下岩溶的探测研究,勘探深度为100 m.依据现场情况和目的要求共敷设物探剖面28条,累计总长18.875 km;结合以往钻探成果,从已知到未知,对物探资料开展综合解译,共推断岩溶发育位置167处,进一步结合现场水文地质调查情况,圈定出工作区内岩溶发育集中区;最终,利用验证钻孔的成果证明物探解译成果的可靠性.实践应用表明,高密度电阻率法受到生产矿山环境与地形切割的影响较大,瞬变电磁法在使用等值反磁通瞬变电磁法采集系统的情况下,它与天然电场选频法都受环境与地形的影响较小;高密度电阻率法和瞬变电磁法可较好地确定覆盖层厚度、划分基岩面的起伏;瞬变电磁法成果对地下岩溶的反映比较清晰,可依据其局部低电阻率异常来判定岩溶的大致埋深及相对大小;天然电场选频法剖面曲线的低电位异常可以准确指明低阻岩溶发育的水平中心位置,对钻孔平面位置的布设有很好的指导作用.

阿尔奇公式的理论本原
张志松
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1514-1522.   DOI: 10.6038/pg2020DD0408
摘要206)   HTML10)    PDF (4935KB)(344)    收藏

在岩石导电机理上,纯水层阿尔奇公式有两点必须改进.第一,岩石骨架不导电,岩石孔隙中的地层水导电,当孔隙度为零时,岩石的电导率为零,电阻率为无穷大.但在现在使用的双对数坐标系下,此坐标点($\phi$=0,F=∞)无法实现.须将电阻率之比改为电导率之比,并采用普通坐标.第二,地层因素F是导体容量孔隙度$\phi$和导体几何性质——孔道迂曲度τ两个因素的函数.但是纯水层阿尔奇公式F仅为$\phi$一个因素的函数.测井无法获得τ的数值.但通过观察实验数据,τ和$\phi$存在内在关联,将τ与$\phi$融合,得到$\frac{1}{F}=\frac{\phi^{2}}{a}$的关系式.普遍消除了F~$\phi$关系曲线左、右斜率不同或低孔门限的“非阿尔奇”现象.将公式中的导电因子$\phi^{2}$扩展为($\phi S_{w}$)2,得到含油层阿尔奇公式:$\frac{R_{t}}{R_{0}}=\frac{1}{S^{2}_{w}}$.在油(气)成藏过程中湿性附着液首先被驱替,润湿性对原始油(气)藏不起作用.饱和度指数n值等于2.

一种基于改进的U-Net网络的初至自动拾取研究
陈德武, 杨午阳, 魏新建, 李冬, 禄娟, 何欣, 王伟
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1493-1503.   DOI: 10.6038/pg2021EE0235
摘要45)   HTML5)    PDF (18899KB)(58)    收藏

针对传统的地震波初至拾取方法对低信噪比资料拾取精度较低、算法的鲁棒性较差,以及目前提出的基于深度学习的初至拾取方法制作训练样本耗时耗力、训练样本尺寸太大或网络结构太深导致训练和测试网络模型效率较低等缺点,本文对经典的U-Net网络结构进行了改进,将经典的U-Net网络结构中的跳跃连接改为包含多个卷积块的残差连接,减小了网络结构中融合的两个图像特征的差异,并使用自动拾取的小尺寸训练和测试样本,对本文用于初至拾取的经典U-Net网络模型和改进的U-Net网络模型分别进行了训练和测试.结果表明,改进的U-Net网络模型的训练准确率更高,初至拾取的精度也更高,尤其对低信噪比地震道初至拾取效果较好.

地震面波与重力联合反演方法研究回顾与展望
杜南樵, 郝天珧, 徐亚, 李志伟
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1368-1378.   DOI: 10.6038/pg2021FF0189
摘要77)   HTML8)    PDF (4608KB)(68)    收藏

面波和重力都是研究地下介质的重要手段.面波数据对于地下介质的剪切波速度敏感,但是面波单独反演的非唯一性对反演结果的解释造成了困难.重力数据是地下密度体的综合反映,总体而言受浅部的密度变化影响较大.利用包括岩石物理中的经验关系在内的约束关系作为桥梁,可以通过联合反演充分发挥两种数据的优势,从而获得更合理的反演结果.本文回顾了面波与重力联合反演主要环节的基本方法和研究进展,并指出了两种数据的分辨率不同可能导致的问题,最后对该领域未来的发展方向进行了展望.

基于卷积神经网络的天然地震与人工爆破识别研究
段刚
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1379-1385.   DOI: 10.6038/pg2021EE0496
摘要64)   HTML2)    PDF (2539KB)(52)    收藏

地震台网记录的人工爆破事件波形特征与天然地震有相似之处,如果不能及时的予以识别和筛选,会混淆依此记录所建立的地震目录,影响日后地震学的研究工作.因此连续地震信号中的天然地震和人工爆破的识别分离有助于破坏性构造地震的监测预警.同时,随着地震仪的大规模部署以及建设行业活动的持续增强,记录的爆破事件增多,增大了识别的难度和工作强度.为了解决人工识别天然地震与爆破存在的问题,本研究基于卷积神经网络,设计了一个具有13层深度的网络模型(CNN-Epq13),选用福建数字地震台网历史地震记录和人工爆破记录,利用TensorFlow深度学习框架,采用TFrecord文件形式作为训练集,训练得出事件类别识别模型.此模型在训练中识别准确率为98.438%,损失为0.0646.用新的数据进行测试,模型能准确识别事件类别,区分天然地震和人工爆破,可以进一步在日常工作中进行应用.

Tilt梯度及其水平导数提取重磁源边界位置
王想,李桐林
地球物理学进展    2004, 19 (3): 625-630.  
摘要770)      PDF (135KB)(634)    收藏
探讨了用于探测异常源边界和形状的Tilt梯度及其水平导数的方法及其性质.通过模型试算,论证了Tilt梯度及其水平导数的有效性,并从理论上给予了证明.Tilt梯度及其水平导数的方法及其性质可广泛用于区域重磁异常的构造解释之中.
被引次数: Baidu(147)
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268)   HTML3)    PDF (1531KB)(97)    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.

二维时间空间域和频率空间域声波全波形速度反演方法的对比研究
廖建平,刘和秀,戴世鑫,赵延林,ANDREW Hursthouse
地球物理学进展    2017, 32 (5): 2029-2034.   DOI: 10.6038/pg20170523
摘要170)      PDF (2757KB)(202)    收藏

本文将二维时间空间域和频率空间域声波全波形速度反演方法分别应用到Marmousi模型,进行数值试验.两种方法均采用相同的观测系统和其他的参数,理论模型的数值试验结果证实了:使用较多的计算集群的CPU进行二维频率空间域直接法声波全波形反演时,其加速有限(正演数值模拟的计算量主要用于稀疏矩阵的LU分解,炮点计算波场时为线性关系).二维时间空间域声波全波形反演计算时更灵活,多炮同时计算时,可以多倍提高其计算效率;二维声波全波形速度反演时,直接法求解频率空间域的计算速度远快于时间空间域,所需要的计算机内存也比时间空间域少.二维声波全波形速度反演时,相比较于时间空间域的方法,频率空间域直接法声波全波形反演具有计算速度快和节省计算机内存需求的优势.

综合物探方法在淮河滨河浅滩岩溶塌陷调查中的应用研究
张伟,甘伏平,魏巍,管振德,刘伟,邬健强
地球物理学进展    2019, 34 (2): 832-839.   DOI: 10.6038/pg2019CC0051
摘要207)   HTML2)    PDF (5045KB)(331)    收藏

淮南市八公山区原肥皂厂近些年出现大规模的岩溶塌陷地质灾害,为了查明该调查区地下溶洞、裂隙管道等不良地质体的发育位置,笔者采用高密度电测深法、音频大地电磁法和地震折射法对塌陷区进行野外实验研究,研究结果显示:受滨河浅滩第四系淤泥低阻覆盖层的影响,高密度电测深法和音频大地电磁法测量的视电阻率值偏小,普遍小于200 Ω·m,对低阻异常体识别度很低,很难通过视电阻值大小来准确判定基岩与低阻异常体之间的相对空间位置,相比之下,地震折射法受低阻覆盖层的影响较小,覆盖层与基岩之间纵波速度相差很大,实验得出,河床淤泥层纵波速度小于1000 m/s,第四系含砂黏土层纵波速度在10002200 m/s之间,基岩纵波速度大于3000 m/s,基岩与覆盖层之间的溶蚀层位纵波速度介于22003000 m/s之间.研究结果表明,在滨河浅滩第四系淤泥层等低阻覆盖层的影响下,高密度电测深法和音频大地电磁法测量的视电阻率值偏小,仅仅依靠视电阻率值来判定基岩与低阻异常体之间的相对空间位置不够严谨,在此基础上采用地震折射法,利用基岩、低阻覆盖层与溶蚀层之间的纵波速度差异,能够更加准确的划分并圈定覆盖层、溶蚀层和基岩面的空间位置.

综合地球物理勘探快速获取城市待建区浅部三维地质特征: 以成都市天府新区独角兽岛为例
杨剑, 李华, 王桥, 廖国忠, 夏时斌, 郝明, 张伟
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1751-1759.   DOI: 10.6038/pg2021EE0187
摘要49)   HTML3)    PDF (9979KB)(45)    收藏

尽管在城市中使用地球物理方法进行探测会受到复杂人文干扰、施工场地有限的挑战,但是相比于昂贵且具有破坏性的钻孔勘探,在城市采用无损的地球物理勘探带来的好处还是远远超出了其限制.本文以成都市天府新区独角兽岛为试验区,在提前了解其地质背景和研究区工况现状的前提下,采用地质雷达、高密度电阻率法组合地球物理方法,对试验区 1 km2的面积开展了综合地球物理勘探,地质雷达主要用于 30 m以浅的地质结构精细分层,高密度电阻率法重点对30~100 m深的地层进行约束分层.为了提高分层精度,测点及地表起伏形态通过RTK测量控制,最终通过综合地球物理信息、RTK测量信息和钻孔信息,快速获取了试验区100 m以浅的三维地质特征,为正在开展的独角兽岛地下空间规划及施工建设提供了重要的基础资料.

小断层识别技术在鄂托克前旗地区的应用
冯琦, 刘池洋, 刘显阳, 惠潇, 冯保周, 聂建委, 赵红格
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1512-1520.   DOI: 10.6038/pg2021EE0202
摘要57)   HTML5)    PDF (9522KB)(45)    收藏

鄂托克前旗地区发育的小断层在以往勘探过程中常被忽略,导致钻探成功率普遍较低.本文首次对该地区小断层进行识别研究,为提高小断层解释精度,建立了一套二、三维地震联合解释的小断层识别技术,包括:建立正演模型提供理论指导;优选多种属性提高小断层识别精度;以三维解释成果和地质认识为指导,利用三维可视化技术、层拉平技术进行二维地震资料解释.应用上述技术在鄂前旗地区共解释断层56条,小断层走向分为NEE(近E-W)、NE、NNE三组,多呈高角度或近直立,垂直断距小于30 m.高产气井和小断层位置匹配较好,分析认为小断层沟通源储、为天然气运移提供通道,同时改善砂体储层孔渗物性,从而控制气藏的空间分布.

多任务深度学习技术在储层横波速度预测中的应用
孙永壮, 黄鋆
地球物理学进展    2021, 36 (2): 799-809.   DOI: 10.6038/pg2021EE0343
摘要79)   HTML6)    PDF (9377KB)(66)    收藏

储层参数与横波速度存在强非线性关系,难以用解析方程表达.深度学习具有强大的非线性寻解能力,可借助其优势构建横波速度与储层参数的映射关系,实现横波速度预测.前人研究主要采用单任务深度学习方法,输入多种储层参数曲线,只输出横波速度预测成果,这种方式存在一定的过拟合风险.为此,考虑到横波速度预测与其他测井评价任务的相关性与继承性,在横波预测模型训练之前首先开展岩性预测模型训练,利用权值共享的思想构建多任务学习模型,同时输出岩性预测成果和横波速度曲线.实践表明,相比多元拟合方法及单任务深度学习方法,该方法生成的岩石物理交会图在岩性分布上更为合理,不同岩性的横波速度预测精度都得到提升,其中含气砂岩段速度预测相对误差降低2%以上,证实了该方法具有较好的实用价值.

川滇地区三维P波速度结构研究
邓山泉, 章文波, 于湘伟, 宋倩
地球物理学进展    2021, 36 (3): 863-876.   DOI: 10.6038/pg2021EE0254
摘要135)   HTML16)    PDF (20141KB)(254)    收藏

根据本文提出的更为严格的地震数据筛选方法——横向分区地震均值筛选法,选取了四川、云南、重庆和贵州地震台网的224个固定台站和49个流动台站在2008年1月1日—2017年12月31日期间记录的48,177个地震、372,483条初至P波绝对到时数据以及2,413,407条精度较高的相对到时数据,利用区域双差地震层析成像方法联合反演了青藏高原东南缘川滇地区三维P波速度结构和地震震源参数.研究结果表明:(1)川滇地区上地壳结构横向不均匀性明显,四川盆地上地壳10 km深度范围内表现为低速异常,而松潘—甘孜地块、滇中地块则表现为明显的高速异常;(2)川滇地区地震主要沿着边界断裂分布,大多数地震为浅源地震,震源深度主要集中在 5~15 km深度范围内,震源主要位于高速异常与低速异常交界区域,且偏向高速异常体一侧;(3)震源分布研究推测龙门山断裂带前山断裂东南侧可能存在一条倾向北西、倾角约为40°的北东向走向的隐伏断裂,且为芦山地震的主要发震断裂;(4)川滇地区中下地壳低速异常体可能反映了中下地壳弱物质流的存在,中下地壳物质流不是广泛分布在川滇地区,而是沿着川滇块体东部有限的通道向南流动.中下地壳流可能是沿着鲜水河断裂带向东南方向流出,在雅安一带遇到坚硬稳定的四川盆地的阻挡,一部分物质向北东方向流动,而另一部分物质转向南沿着安宁河断裂带和则木河断裂带分布,并继续向南沿着小江断裂带流动.

逆时偏移速度误差影响分析
杨仁虎
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1630-1639.   DOI: 10.6038/pg2021FF0060
摘要37)   HTML3)    PDF (8074KB)(33)    收藏

逆时偏移作为一种先进的地震偏移成像方法,其成像结果的好坏取决于很多因素,其中最关键的是速度.速度越准确,成像效果就越好.但在实践当中,速度往往是未知的,只能通过速度反演等各种手段来估计近似速度.由此导致逆时偏移成像结果存在误差,从而降低后续地震解释的精度.那么速度误差对逆时偏移成像的影响到底有多大呢?实际当中一般估计出来的近似速度可能在模型每一个地方都不同,很难直接进行逆时偏移速度误差系统分析.为了简化,本文采用等效速度误差——速度模型整体平均误差,进行逆时偏移成像分析.逆时偏移成像采用互相关成像条件,低频噪声压制采用振幅补偿拉普拉斯滤波方法,源波场正推和接收波场逆推采用波动方程一阶应力-速度形式及交错网格有限差分方法.首先对比分析不同速度误差对逆时偏移成像结果的影响,并和单程波波动方程偏移进行对比分析;然后分析速度误差对逆时偏移和单程波波动方程偏移成像位置的影响;最后基于偏移速度分析方法估计得到的近似速度模型,进行逆时偏移和单程波波动方程偏移成像试验.结果表明:在不同速度误差情况下,逆时偏移成像在同相轴连续性和能量聚焦等方面要好于单程波波动方程偏移;速度误差对逆时偏移和单程波波动方程偏移成像位置的影响程度相当.本文研究成果对逆时偏移在实践中的应用具有一定的参考价值.

面波全波形反演在地下浅埋障碍物探查中的应用研究
刘耀徽, 恩和得力海, 张耘获, 杨坪
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1702-1710.   DOI: 10.6038/pg2021EE0320
摘要43)   HTML4)    PDF (4396KB)(37)    收藏

在岩土和隧道工程中,及时准确地确定地下障碍物的位置和范围可以有效避免经济损失和人员伤亡,因此,岩土工程领域越来越重视场地前期调查中的浅埋障碍物探测工作.面波法由于其高效性和高信噪比,被广泛应用于场地调查中.然而,传统的面波方法如多道面波分析法的应用理论假设为地下模型须为水平层状介质.这限制了多道面波分析法在地下障碍物探测中的分辨率.而通过直接对波动方程进行求解及利用地震波的全部振幅和相位信息,面波的全波形反演结果可以有效地反映地震波速在水平方向和垂直方向的变化情况,从而为判断地下障碍物范围提供了可能.目前,全波形方法大多应用于大尺寸的地球物理勘探中,在小尺度地球物理领域如岩土工程中的应用较少.本文在新加坡樟宜机场扩建工程中分别使用多道面波分析法,全波形反演,跨孔波速测试,贯入试验和岩心取样确定回填土中一块大型岩石的具体位置和范围.试验结果表明:多道面波分析法仅可反映出岩石的上界面深度,但是无法反映出岩石的下界面和侧边位置.而面波全波形反演可以准确反映出回填土中岩石的具体位置和大致形状.另外,本文分析总结了贯入试验,岩心取样,多道面波分析法和面波全波形反演的优缺点,提出了一种经济高效的工作流程,可为岩土工程中的地下障碍物探测提供一种新的解决方案.

不同地质条件下反演低频模型构建方法分析
马良涛, 范廷恩, 王宗俊, 董建华, 蔡文涛
地球物理学进展    2021, 36 (2): 625-635.   DOI: 10.6038/pg2021EE0082
摘要64)   HTML7)    PDF (10263KB)(74)    收藏

地震波阻抗反演是油气勘探开发过程中基于地震数据刻画地下储层特征及分布范围的重要工具,但受地震采集条件限制,地震数据往往是带限的,缺乏低频成分.低频成分蕴含地质构造的基本信息,缺失低频成分在一定程度上会降低基于反演数据开展储层预测的精度.因此,如何构建低频模型补偿地震低频成分就成为地震波阻抗反演的关键.首先,以均匀介质背景下的楔状模型为例,分析了低频成分对反演精度的影响;其次,结合不同学者研究成果,从碎屑岩沉积、碳酸盐岩沉积、火成岩等角度系统总结了不同地质条件下低频模型构建方法及其应用效果,对地震反演阶段根据地质条件构建精确低频模型具有一定的指导意义.分析认为:(1)碎屑岩沉积,勘探阶段钻井数量少,可采用常数低频模型、立体层析法构建低频模型;开发阶段,井资料丰富,为避免井插值引起的 “牛眼”问题,视情况可分别采用井插值与地震速度和地震属性、井插值与波形反演、井插值与多重积分联合构建低频模型的方法;(2)碳酸盐岩沉积,岩性复杂、储层非均质性强,沉积相带约束构建低频模型的方法更为合适;(3)砂泥岩地层中发育的火成岩、煤层、钙层等特殊沉积体与砂泥岩地层在岩石物理特征上差异较大,可采用反演迭代法构建低频模型.依据不同沉积条件选取合适方式构建低频模型补偿低频成分,有助于提高低频模型精度,降低反演的不确定性.

GNSS极化掩星信号反演雨团垂直结构方法
安豪, 严卫, 卞双双, 成巍, 杜晓勇, 顾春利
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1349-1359.   DOI: 10.6038/pg2021EE0568
摘要48)   HTML2)    PDF (7379KB)(28)    收藏

本文紧跟国际上新兴起的GNSS提取降雨信息这一研究思路,重点针对利用GNSS极化掩星信号提取雨团垂直结构问题进行了建模、解算和仿真研究.以GNSS-LEO掩星事件为背景,基于GNSS掩星信号经过雨团产生极化相移的物理特性,借鉴计算机层析技术的原理,构建了层析雨团垂直结构的数学物理模型,并提出了采用两种反演算法(TSVD法、Tikhonov法)及两种正则化参数选取方法(L曲线准则、GCV准则)的反演方案;通过数值模拟,分别研究了该方案在超定和欠定情况下的可行性,并对比分析了不同反演算法的效果.结果表明:超定情况时,上述算法均能较准确地重构出雨团垂直结构,和原始分布的相关系数超过0.96,且不同算法采用不同正则化参数选取方法时结果相同;欠定条件下,甚至在未知数个数远大于观测量个数时,该方案仍可重构出雨团信息,不同仿真试验最优结果的相关系数位于0.75~0.98之间,且Tikhonov法明显优于TSVD法.该研究对利用GNSS信号获取区域雨团信息进行了有益探索,为后续低轨卫星载荷方案设计和论证提供了技术支撑.

基于深度学习的阵列超声波图像智能判译技术研究
张威, 胡绕, 朱黎明
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1778-1783.   DOI: 10.6038/pg2021EE0335
摘要32)   HTML1)    PDF (3429KB)(29)    收藏

阵列式超声波混凝土结构检测图像中的异常特征识别往往依赖人工经验,具有效率低下以及准确率难以保证等问题.本文将人工智能深度学习中经典网络模型ResNet50与代表性的目标检测网络模型YOLOv2进行融合,搭建了一套适用于超声检测图像智能判译的网络模型.选择将超声检测图像中钢筋和界面反射信号作为模型的自动识别目标体,并制作了包含此两类目标体标注的实测数据集.测试结果显示,搭建的网络模型在小样本超声检测图像数据集的识别上取得了显著的效果,网络模型识别钢筋和界面两类信号特征的平均准确率分别达到91.21%和80.24%,表明人工智能深度学习技术在地球物理图像解译方面具有强大的表征能力,能有效降低对人工经验的依赖,提升资料解译的可靠性和工作效率,应用前景广阔.

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518)   HTML25)    PDF (14325KB)(356)    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.

微动探测方法研究进展与展望
田宝卿, 丁志峰
地球物理学进展    2021, 36 (3): 1306-1316.   DOI: 10.6038/pg2021FF0145
摘要135)   HTML13)    PDF (5474KB)(160)    收藏

微动探测方法是在背景噪声成像理论的基础上发展起来的一种新型地球物理探测手段,其根据获取野外数据的观测台站方式分为微动阵列方法和微动单台方法.本文综述了前人对微动探测方法的研究进展,并对目前该方法存在的问题及研究的发展趋势进行了展望.微动阵列方法采用频率波数法或空间自相关法从微动信号中提取频散曲线,进而反演获得地下横波速度结构.微动单台方法即H/V谱比法以三分量台站为观测基础,对水平分量信号与垂直分量信号进行傅里叶谱比,以此估算沉积层厚度、获得共振频率以及场地放大因子等.目前微动探测发展还有诸多问题需要进行深入研究,例如瑞雷波与勒夫波浅层探测理论方法、同时考虑基阶和高阶面波的影响进行多阶面波反演方法研究以及H/V谱比曲线与频散曲线联合反演方法研究等,从而提高微动探测方法浅层探测精度以满足城市地下空间精细探测的需求,加深探测深度为透明地壳、地下第三空间的精细探测提供一种新型地球物理手段.

井震频散校正及其应用:以西非深水砂岩为例
凌云
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1554-1559.   DOI: 10.6038/pg2021EE0312
摘要42)   HTML3)    PDF (4189KB)(26)    收藏

储层是一种包含固体骨架和流体的孔隙介质,所以在探测频率变化时,储层表具有明显的频散现象.这种现象在地震探测频带(100 Hz)和测井探测频带(1000 Hz)之间表现的愈发明显,且不可忽视.这就对储层预测中地震和测井资料的联合应用造成影响,使一些细小的烃类异常被井震频散引起的差异所掩盖.针对这种现象,本文提出了一种消除井震频散差异的技术和应用流程:在孔隙介质理论的基础上,利用测井数据计算目标区速度随频率变化的曲线,进而估算井震频散差异,并应用于地震反演解释的一系列流程.该技术在西非尼日利亚地区进行了应用,并取得了较好的效果.

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599)   HTML10)    PDF (6586KB)(225)    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.

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781)   HTML14)    PDF (5428KB)(220)    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.

基于图像语义分割的层位自动追踪方法
程明, 曹俊兴, 尤加春, 王俊, 刘俊
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1504-1511.   DOI: 10.6038/pg2021EE0327
摘要35)   HTML5)    PDF (5674KB)(20)    收藏

层位追踪是地震资料解释中基础且重要的工作.传统的层位追踪主要依靠人的主观性判断,是一项既要求专业知识经验,同时又费时费力的环节,为此本文提出了一种基于图像语义分割技术的层位自动追踪方法.图像语义分割是像素级别的分类技术,我们将地震剖面中的层位看作图像中的一个语义类别,借助分割网络进行层位的分类与追踪.本文选择了改进的Dense-UNet神经网络作为分割算法,该网络强调对特征的传递和复用,同时避免了梯度消失的问题,能够很好适应地震数据的分割任务.首先以实际地震数据制作实验所用数据集,应用数据扩充方法增大训练样本数量,再借助改进的Dense-UNet神经网络训练出最优的追踪模型,通过测试集在最优模型上的表现来评价追踪的效果.实验结果表明,改进的Dense-UNet网络能够准确且快速的自动完成层位追踪任务,验证了该方法的可行性和有效性.

孟连至包头地震期间地震的天体位置分析
李晓明
地球物理学进展    1999, 14 (4): 102-108.  
摘要593)      PDF (291KB)(576)    收藏
本文分析了孟连地震至包头地震期间中国发生的五次地震的天体位置.该五次震例都处于朔望日发震,且交替呈现,为中国地震史上最集中出现的群发朔望震.对此本文作了一些朔望对地震发机制的初步探讨,此外,也对引潮加速度对地震触发作用进行了计算和分析
被引次数: Baidu(3)
储层参数岩石物理反演在“甜点”储层预测中应用研究——以W17油田为例
周家雄,马光克,隋波,徐伟,张万龙,曾勇坚
地球物理学进展    2019, 34 (3): 1159-1169.   DOI: 10.6038/pg2019CC0166
摘要269)   HTML8)    PDF (13468KB)(125)    收藏

乌石凹陷流砂港组地层岩石粒度变化大,低孔、低渗目标占比近50%,“甜点”储层预测是实现油田经济开发的关键因素,而储层孔隙度、黏土杂积含量评价是“甜点”储层预测的核心问题.本文应用一种新的直接求解包体理论岩石物理方程的储层参数反演方法来进行“甜点”储层评价,该反演方法基于约束最小二乘与信赖域算法直接求解有效介质包体理论岩石物理方程,能够关联弹性参数与储层参数之间的高阶变化,可反演地质体孔隙度、黏土含量空间细节变化特征,通过孔隙度、黏土含量双参数约束实现 “甜点”储层分布评价.本文以W17油田为例,首先通过岩石物理分析明确常规储层与“甜点”储层的岩石物理规律;然后运用相控叠前地质统计学反演技术得到高分辨率敏感弹性参数体;最后开展孔隙度、黏土含量储层参数岩石物理反演和“甜点”储层预测.通过与当前业界常用的基于统计关系的地质统计学协模拟储层参数评价方法结果进行对比得到,本次研究应用的储层参数岩石物理反演方法得到的地质体内部细节丰富,盲井预测孔隙度及黏土含量参数精度提高,具有精细刻度储层内部的参数变化,保持弹性反演的分辨精度等优势,有利于解决“甜点”储层连通性及非均质性评价等难点问题.

基于混合遗传算法的FFT-MA快速随机叠前反演方法在埕岛东斜坡东营组叠前地震高分辨预测中的应用
张强, 雷学, 唐军, 周欣
地球物理学进展    2019, 34 (6): 2375-2380.   DOI: 10.6038/pg2019DD0226
摘要166)   HTML1)    PDF (5448KB)(134)    收藏
埕岛东斜坡东营组地震资料具有主频低(20 Hz左右)、储层地震响应特征不清楚等特征,使得叠后的储层预测和常规的确定性反演难以满足精细预测的需求.针对该问题,本文提出一种结合混合遗传算法的快速傅里叶滑动平均(FFT-MA)随机叠前反演方法.首先利用FFT-MA谱模拟快速构建符合地质空间结构的模型参数的先验信息,再在地震数据的约束下,利用混合遗传算法来进行优化反演获取高分辨的弹性阻抗体,最后通过建立可有效避免累积误差产生的包含敏感流体因子的弹性阻抗方程来直接提取敏感流体因子,实现埕岛东斜坡东营组叠前地震高分辨储层预测.埕岛东斜坡东营组的实际地震数据处理结果表明该方法较常规反演方法预测结果更为准确、可靠,克服了常规确定性反演结果缺乏高频信息的缺点,实现了高分辨率储层预测,且有效提高了计算效率.
张掖盆地壳内电性结构研究
张优, 安志国, 董艳辉
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1477-1486.   DOI: 10.6038/pg2021EE0351
摘要34)   HTML4)    PDF (7782KB)(31)    收藏

张掖盆地处于青藏高原东北缘,探究该区域的构造活动对于研究青藏高原向东北方向碰撞挤压机制具有重要意义.此次布设3条北东向宽频大地电磁剖面,基于实测数据,通过Bahr分解、相位张量分析和共轭阻抗变换的方法进行了偏离度分析和电性主轴分析;通过NLCG二维反演,获得了沿剖面的电性结构模型.结合研究区地质与地球物理资料进行分析,结果表明:电性结构模型在横向上呈现出分块特点,榆木山和龙首山隆起区对应高阻,走廊过渡带整体表现为低阻;走廊过渡带中存在一壳内低阻层,表现为壳内滑脱;祁连地块中上地壳整体表现为高阻,下地壳电阻率相对较低,以推覆拓展样式延伸至河西走廊地区;阿拉善地块呈“低阻舌状体”俯冲于河西走廊下部,整体形态呈南浅北深.

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256)   HTML14)    PDF (4821KB)(172)    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.

低流量水平井油水两相分层流速度场数值模拟与实验研究
宋红伟, 郭海敏, 史航宇, 王青川
地球物理学进展    2021, 36 (3): 1103-1110.   DOI: 10.6038/pg2021EE0219
摘要47)   HTML2)    PDF (5495KB)(37)    收藏

低流量水平井中,由于存在重力分异,油水两相的流型主要以分层流为主,流体速度场的分布沿重力方向发生变化,致使油田现场生产测井的流量和持水率测量及多相流分相流量解释非常困难.为了充分了解水平井流体流动特征提高生产测井解释精度,本文以低流量水平井油水两相分层流为研究对象,采用流体动态测量实验和数值模拟计算相结合的方法,研究其速度场的分布特征及油水滑脱速度与持水率、总流量的变化关系.数值模拟计算和动态实验结果对比分析表明;依据N-S方程和相应的界面耦合条件构建的分层模型计算的结果和动态实验基本一致,含水率误差在5%以内,能够用来分析水平井油水两相分层流的局部速度的变化;过流管道下部由于仪器的存在,当含水低于20%时,水相平均速度低于油相平均速度,随着含水的增加,水相平均速度大于油相平均速度,滑脱速度逐渐变为负值.模型验证和实验结果表明,文中所提的分层流数值计算模型能够取得很好的应用效果,为水平井生产测井方法设计和资料解释奠定理论基础.

封三
地球物理学进展    2021, 36 (4): 0-0.  
摘要0)      PDF (233KB)(26)    收藏
二维核磁共振测井在柴达木盆地复杂储层流体识别中的应用
佘刚,徐永发,李世毅,叶高鹏,李成元
地球物理学进展    2018, 33 (4): 1566-1572.   DOI: 10.6038/pg2018BB0324
摘要257)   HTML10)    PDF (9126KB)(420)    收藏

柴达木盆地低孔低渗储层、复杂岩性储层、高泥质含气疏松砂岩等复杂储层并存,常规及一维核磁共振测井方法难以进行储层流体的有效识别,二维核磁共振能够提供T1T2D等多种测量信息.本文在阐述二维核磁共振测井基本理论、仪器参数、处理软件和解释评价方法基础上,分析了其T1谱、T2-T1T2-D二维交会技术在台南和扎哈泉地区复杂储层流体识别中的应用,结果表明:二维核磁共振测井具有较好的实际效果,但对孔隙结构十分复杂的储层仍有局限性,存在一些问题与难点有待解决.

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516)   HTML19)    PDF (1684KB)(258)    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.
基于STFT和CNN的地震信号分类识别研究
黎炳君, 黄汉明, 王婷婷, 王鹏飞, 王梦琪, 施佳朋, 薛思敏
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1404-1411.   DOI: 10.6038/pg2021EE0262
摘要66)   HTML4)    PDF (2314KB)(26)    收藏

地震信号分类——即信号震源类型的分类,尤其是天然地震和人工爆破的分类对于地震目录的清洗和强震实时预警等具有重要意义.本文首先对原始波形信号进行必要的预处理,然后对预处理后的信号进行分帧加窗,对窗内信号采用短时傅里叶变换,将原始波形信号从时域转换成时频域信号,生成时频谱图,每条波形生成一个时频图像;经过反复多次试验比较,将原尺寸时频谱图统一缩放为32×32像素大小的灰度图像,该灰度图像作为卷积神经网络(CNN)的输入,此时的分类效果和计算效率最优.采用以上方法对2010年至2016年发生在河北三河和北京通州等地区,震级为1.5~2.8级之间的54个天然地震事件的1674条波形和63个人工爆破事件的1509条波形,采用五折交叉验证法进行分类,得到的平均准确率为97.39%,与传统的支持向量机(SVM)方法和多层感知器(MLP)方法对比,分类准确率有大幅提升,与使用梅尔倒谱系数(MFCC)构建的CNN分类器方法对比,本文方法信噪比更低,分类准确率提高约1.5%.实验结果表明,采用短时傅里叶变换提取地震信号时频域特征,生成时频谱图,使用卷积神经网络对地震信号进行分类具有良好的分类效果.

卫星重磁数据球坐标系下正反演方法研究进展
罗凡, 吕庆田, 严加永, 张昆, 付光明, 钟任富
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1420-1431.   DOI: 10.6038/pg2021EE0240
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卫星重磁观测数据覆盖范围广、更新周期快是现代地球物理中重要的数据类型之一.随着卫星重磁观测技术的不断发展,卫星重磁观测数据的精度和分辨率得到了大幅提高,被广泛的应用于探索地球、月球、火星等天体内部物质分布、结构、构造等地学问题的研究.在研究过程中,对卫星重磁数据选择合适的处理和反演方法是后续能否进行精确分析解释的重要前提.基于球坐标系下的卫星重磁数据解算、正、反演方法为大尺度地学问题的球面研究为更贴近于实际地质情况提供了方法技术支持.本文针对卫星重磁数据的曲面数据和大尺度应用研究的特点,对近年来提出的球坐标系下Tesseroid单元体的正、反演方法进行了较为全面的阐述.可为国内同行深入了解卫星重磁数据在球坐标系下的研究现状和开展进一步的研究提供参考,促进卫星重磁数据在我国地球系统科学领域中发挥更大作用.

综合地球物理勘探在齐齐哈尔地区低温地热系统调查中的应用——以HLD1井为例
裴发根, 张小博, 王绪本, 吕琴音, 方慧, 陈德元, 张健
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1432-1442.   DOI: 10.6038/pg2021EE0346
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随着我国“蓝天保卫战”打响,以及快速经济社会发展对清洁能源的需求急剧增加,地热资源因资源量巨大、分布广泛、清洁、可再生、利用率较高等优点,逐渐成为人们关注的热点.本文针对齐齐哈尔龙安桥地区的地热资源开展综合地球物理调查研究,方法包括有可控源音频大地电磁测深、大地电磁测深与反射地震勘探,通过对地热能控热要素——盖层、热储层、热源与导热通道的综合分析,查明了控热要素的空间配置关系,确立了该地区地热系统的成因模式,为该区低温地热资源调查提供有益的指导.通过研究发现,盖层主要为白垩系嫩江组与明水组的泥岩层,盖层厚度大,其中以嫩江组为主的低阻盖层主体埋深范围620~1020 m;热储层主要为白垩系泉头组、青山口组和姚家组的砂岩层,热储层厚度中等,主要埋深范围1050~1350 m;热源——盆地下部与基底的花岗岩、花岗斑岩等酸性岩体富含放射性元素,其衰变生热,以及下部幔源热向上热传导产生的热量;导热通道为热储层内部及下部断裂构造,这些断裂为热量的传导及热液的运移提供了运输通道.最后提出了该区的低温地热系统的成因模式为“层控热盖热储-岩体放射生热与地幔热共同供热-热传导与断裂通道共同导热”的热水系统成因模式.

气枪震源信号波速变化计算中的水位影响及消除
向涯, 杨润海, 谭俊卿, 周云耀, 王彬, 吕永清, 王鹏辉, 王海斌
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1470-1476.   DOI: 10.6038/pg2021DD0506
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气枪震源是一种重复性很高的人工震源.受激发条件改变影响,气枪信号一致性会有所下降.反褶积方法可以去除气枪信号中激发压力、沉放深度、位置移动等的影响,但信号中水位变化的影响难以通过反褶积消除.地震信号波速变化反映了介质应力及物理状态的变化.利用气枪信号计算的波速变化受水位变化影响不能完全反应真正的介质变化,对研究结果及后续分析和应用产生较大干扰.为消除气枪信号波速变化中水位变化的干扰,本文提出了一种消除水位影响的方法:(1)水位以Δh=0.2 m为间隔分段,将各个水位区间内激发的所有气枪信号叠加;(2)计算所有水位区间内气枪信号的波速变化,得到波速变化与水位变化的关系;(3)进行最小二乘拟合得到水位变化与波速变化的关系式,并计算水位变化引起的波速变化;(4)初始波速变化减去水位变化引起的波速变化,得到消除水位后的介质波速变化.研究结果表明:大银甸水库水位变化引起的气枪信号波速变化率最大可达10-2,波速变化与水位变化呈线性正相关,水位影响随震中距的增大而减小,相同震中距气枪信号受水位变化的影响大小与气枪信号穿过水体的多少有关.运用本文提出的去除水位影响的方法可较好地消除波速变化中的水位变化信息.

基于匹配追踪算法的OVT域五维插值技术研究
李昂, 张丽艳, 李士超, 姚玉来, 黄一鸣
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1541-1546.   DOI: 10.6038/pg2021EE0205
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为提高宽方位地震数据的成像质量,改善面元属性之间的不均匀性,发展了宽方位OVT域数据五维插值技术.正交匹配追踪傅立叶插值技术是OVT域五维数据插值的有效技术,该技术以傅立叶变换作为算子,将数据变换到频率空间域,产生若干个频率切片,从若干个频率切片中选取一个傅立叶分量系数,同时综合利用地震数据的“纵向、横向、时间、偏移距、方位角”五个维度信息计算插值算子,为了避免选中假频成份,在每一步迭代中通过引入滤波算子对所选取的傅立叶分量的系数进行重新计算,实现反假频的目的.与常规三维数据插值相比,OVT域五维插值更精确,振幅保真性更好.

综合地球物理勘探在桂中坳陷页岩气资源潜力调查中的应用研究
区小毅, 石科, 莫亚军, 杨富强, 黎海龙, 朱国器
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1597-1606.   DOI: 10.6038/pg2021EE0270
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在多年的(非)常规油气勘探工作中,地震法一直是无可取代的技术手段之一,但对于类似广西地质条件复杂、地形条件恶劣的地区难以采集到高质量的地震资料,重磁电等非震方法技术则能够发挥重要作用.多年以来,在桂中坳陷针对页岩气开展的地球物理勘探工作程度很低,笔者以来宾地区较系统的重磁电工作为基础,通过联合反演与综合研究,有效减小了物探多解性、提高了推断解释的准确度和可靠性,系统查明了研究区中富有机质泥页岩目标层系的分布、埋深及厚度等特征,利用“厚深比”参数对研究区页岩气有利目标区带进行了圈定预测,为桂中坳陷地区下一步的页岩气资源潜力调查和优选靶区等工作提供了重要的基础和指导.

半航空瞬变电磁法在古河道结构探测中的应用
谢小国, 魏良帅, 王绪本, 陶俊利, 张赛民, 张振雄, 田银川, 李维, 罗兵, 陈彩玲
地球物理学进展    2021, 36 (4): 1734-1742.   DOI: 10.6038/pg2021EE0220
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嘉陵江河曲发育,古河道分布广泛,复杂的地形、地貌环境限制了其研究精度.半航空瞬变电磁法具有效率高、成本低、适应性强的特点,具有广阔的应用前景.为查明古河道地层结构特征,本文以南充市石梁乡境内的嘉陵江古河道为例,首次将无人机半航空瞬变电磁法应用于古河道结构的探测.首先,通过对该区域的无人机半航空瞬变电磁探测数据进行预处理和反演解释,获得了研究区古河道“低-高”模式的二元电性结构以及三维空间结构模型,从而可推断出古河道地层结构主要有W型、U型两种形态,河道中间松散堆积层厚度平均为20 m,两端变薄,平均为5 m.其次,基于现场地质地貌调查和钻探资料,结合等值反磁通瞬变电磁法、综合测井等地球物理方法所获得的探测结果对无人机半航空瞬变电磁数据推断的古河道地层结构特征进行综合标定与验证,结果表明半航空瞬变电磁法应用于古河道结构的探测是可行的,并且半航空瞬变电磁法获得的物性参数与地质特征结合,可快速、准确获得古河道地层结构,对研究其沉积环境和演化具有重要的支撑作用.

郯庐断裂带苏鲁交汇区b值时空特征研究
余腾, 朱益民, 王鑫, 胡伍生, 朱红
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2134-2142.   DOI: 10.6038/pg2020EE0072
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以郯庐断裂带苏鲁交汇区及邻区近50年的地方震资料为数据样本,在定量分析交汇区最小完备震级和系统推导极大似然法原理的基础上,重点研究区域G-R关系尤其是b值时空分布演化特征,依据b值指示意义进行区域内5级以上地震关联性和构造应力分布状况分析.研究得到:b值时间分布特征表明中强震发生时段与中短期b值下降时段吻合明显;b值空间分布特征表明区域内郯庐断裂带西侧东经117°~118°、北纬33.5°~35.5°范围地壳应力较高,结合相关地质资料认为此范围处于孕震阶段,本文可对郯庐断裂带苏鲁交汇区潜在震源区和地震危险性的评估、推断提供一定的科学启示.

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
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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.