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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280)   HTML25)    PDF (2655KB)(328)    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.

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112)   HTML7)    PDF (10480KB)(325)    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.

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111)   HTML3)    PDF (5291KB)(325)    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.

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.

多尺度地球物理与成矿系统探测:现状与进展
周文月, 严加永, 陈昌昕
地球物理学进展    2021, 36 (3): 1208-1225.   DOI: 10.6038/pg2021EE0192
摘要86)   HTML7)    PDF (10949KB)(316)    收藏

不同的构造环境,物源基础和保存环境形成矿床在观测结果上表现为不同的地球物理属性,地球物理探测方法利用密度、磁化率、极化率、电阻(导)率、波阻抗等物性差异进行地下地质体探测.利用地球物理方法进行成矿系统探测需要剖析从局部到区域矿物矿床形成的物源、通道和富集以及保存的完整过程,以便在不同的尺度范围内完成地球物理多属性结构成像,指导下一步具体找矿任务.区域地球动力演化、物质和能量源区控制着成矿始端,成矿流体富集成矿以及保存条件控制着成矿末端,流体迁移的通道将成矿始端和成矿末端连接,形成一个完整的成矿系统.本文从成矿系统始端和末端两方面分别阐述各个地球物理探测方法的发展历程和适用范围,最后通过长江中下游成矿带庐枞矿集区泥河铁矿找矿实例论述多尺度地球物理探测方法在成矿系统始端和末端应用效果.

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.

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316)   HTML14)    PDF (5156KB)(278)    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.

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331)   HTML16)    PDF (7909KB)(270)    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.

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.

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951)   HTML41)    PDF (4281KB)(499)    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.

原子磁力仪研究进展
晋芳,杨宇山,郑振宇,鲁永康,张昌达
地球物理学进展    2011, 26 (3): 1131-1136.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-2903.2011.03.044
摘要1256)      PDF (527KB)(1989)    收藏
原子磁力仪是利用量子理论并结合光学方法技术的一种磁力仪.由于它具备高灵敏度,无需低温条件,可小型化等诸多优点,成为人们高度关注的新型磁力仪.本文从主要量子磁力仪的概况出发,列表介绍了包括原子磁力仪在内的磁力仪名称,工作原理及灵敏度,进而对原子磁力仪的原理,国内外研究现状进行了综述,最后简要描述了原子磁力仪的应用前景,着重指出我国应不失时机的开展原子磁力仪的研究.
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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133)   HTML9)    PDF (3758KB)(249)    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.

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325)   HTML10)    PDF (9795KB)(349)    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.

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.

基于综合地球物理资料研究余下—铁炉子断裂带及邻区深部构造特征及其地质意义
许文强, 袁炳强, 姚长利
地球物理学进展    2021, 36 (3): 977-992.   DOI: 10.6038/pg2021EE0032
摘要70)   HTML3)    PDF (15251KB)(231)    收藏

通过整理、收集研究区近年来新测地球物理数据,结合钻井和地质等资料以及前人研究成果,利用新方法处理了研究区重磁数据,讨论了余下—铁炉子断裂带及邻区重磁异常特征及地质意义,推断了研究区断裂构造,结合地震和电法对研究区构造特征进行了定性和定量分析,并探讨了该断裂带对研究区的地质意义.结果表明,余下—铁炉子断裂带为近EW向复合型岩石圈断裂带,受多期构造演化和构造应力影响,其埋深较大、切割深度较大,断裂性质呈多期次性、复杂性、多样性和活动性,在渭河盆地和秦岭地块的断裂性质不一.该断裂带在渭河盆地内呈隐伏深大断裂带,断裂带及邻区深部构造稳定性较差,更新世以来深部构造仍在活动,同时结合该断裂带周围深、浅部地质构造的分异性和不稳定性说明了该区有孕育发生中小、中强地震的构造条件,推测存在中小地震发生的可能性.余下—铁炉子活动断裂带具区域性控(导)岩(矿)作用,控制了盆地南缘的形成和发展,断裂带周围及与其他断裂的交汇处附近是该区“一热两气”和矿藏等资源主要分布区.

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223)   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.

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.

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203)   HTML1)    PDF (10061KB)(290)    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.

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.

面波群速度测量误差分析
陈浩朋,朱良保,王清东,杨颖航,张攀
地球物理学进展    2014, 29 (5): 1985-1995.   DOI: 10.6038/pg20140501
摘要202)      PDF (27296KB)(616)    收藏

通过一系列的理论实验和实际数据处理,分析采用单台多重滤波法和双台互相关法提取面波群速度的误差.结果表明,面波群速度测量误差随震中距和周期的变化而变化.为了减少频散测量误差,需要选择合适的高斯滤波参数.高斯滤波参数应随周期的增大而减少, 并随震中距的增大而增大.结合前人工作,本文提出了一个高斯滤波参数的经验选择公式.研究也表明,采用双台互相关法测量面波群速度,由于面波振幅谱变化更剧烈,测量中会产生更大的系统性误差,这时有必要利用瞬时周期修正提取的面波群速度频散.

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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313)   HTML31)    PDF (3287KB)(190)    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.

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196)   HTML13)    PDF (11459KB)(189)    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.

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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Beidou/GPS/GLONASS多系统卫星定位数据质量比较分析
布金伟,李小龙,左小清,常军,李湘梅
地球物理学进展    2018, 33 (1): 1-9.   DOI: 10.6038/pg2018BB0495
摘要474)   HTML66)    PDF (1394KB)(495)    收藏

本文在运用TEQC软件结合QCVIEW32和DOSBox 0.74两款软件对GPS/GLONASS定位数据分析的基础上,引入朱静然等人设计的多系统GNSS数据质量分析软件对Beidou/GPS/GLONASS定位数据进行质量分析,并对北斗卫星(Beidou)、双星(GPS/GLONASS)和多星(Beidou/GPS/GLONASS)定位数据的多路径效应、电离层延迟、数据利用率与信噪比、卫星可见数和精度因子PDOP值等几个方面进行比较分析. 试验分析表明:双星系统下的L1、L2两大频率兼容性良好;双星系统下的双频数据质量和稳定性良好,接收机周跳修复能力较强;多星融合的多路径误差明显小于北斗单系统,平均mp1和mp2分别减小了18%和6%,多星融合增加的卫星在一定程度上可以相互补偿从而削弱多路径效应对定位结果的影响;在观测条件复杂,截止高度角较高的情况下,单一系统无法满足高精度定位需求,而组合系统可以保持较低并且变化平缓的PDOP值,提供了高精度的定位服务.

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.

伊拉克H油田碳酸盐岩储层的孔隙结构特征及其对电阻的影响
姜均伟,朱宇清,徐星,赵玉宏,薛永杰,胡友良
地球物理学进展    2015, 30 (1): 203-209.   DOI: 10.6038/pg20150131
摘要113)      PDF (6009KB)(622)    收藏

针对伊拉克H油田碳酸盐岩储层较强的非均质性, 本文利用岩心资料研究了M2组颗粒灰岩与泥粒灰岩的孔隙结构特征, 并详细分析了M2组下段油层低阻的成因.根据实验得到的孔喉半径分布曲线划分的大孔、中孔和小孔的累计比例, 把储层划分为大、中、小三种孔隙结构, 结果表明M2组上段颗粒灰岩以大孔和中孔为主, 下段泥粒灰岩以中孔和小孔为主.压汞毛管压力曲线表明下段的非均质性强于上段.找出了以中、小孔为主孔隙结构及其复杂的润湿性是造成M2组下段油层低电阻率的原因.用毛管孔径划分的三种孔隙结构刻度了核磁T2谱, 结果显示毛管孔径划分的三种孔隙结构与核磁T2谱划分的三种孔隙具有很好的一致性, 岩心渗透率与核磁得到的渗透率也具有很好的一致性, 找到了用核磁资料准确评价储层的孔隙结构的一种有效途径.

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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
摘要151)   HTML7)    PDF (6250KB)(184)    收藏

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.

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.

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170)   HTML4)    PDF (19755KB)(222)    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.

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.

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.

珠江口盆地陆丰A构造文昌组文五段砂体超覆线地震识别及预测
董政,李熙盛,侯月明
地球物理学进展    2017, 32 (2): 603-609.   DOI: 10.6038/pg20170221
摘要198)      PDF (22782KB)(308)    收藏

珠江口盆地陆丰A构造文昌组文五段储层类型主要为辫状河三角洲前缘砂体,为文昌组主要产油层段.该段储层横向变化大,非均质性强,因此准确识别砂体超覆边界对储量评价含油范围的圈定及后续油藏开发工作至关重要.研究区构造埋深大、断裂复杂,地震资料品质较差,深层反射能量弱,岩性组合特征多变,单一利用常规偏移地震剖面追踪解释进行砂体边界识别存在很大的不确定性.本次基于保幅纯波地震资料、钻测井资料及地质资料等,运用反射系数反演、阻抗反演、平面及剖面多属性综合分析等技术,对目的层砂体超覆边界进行了精细的识别与刻画工作,圈定了砂体边界,确定了含油范围,取得了良好效果,并对后期油田开发方案的制定和实施具有现实指导意义.

基于Python语言的ObsPy软件包从地震背景噪声中提取瑞利面波经验格林函数的实行方案
彭一波,姜明明,艾印双
地球物理学进展    2019, 34 (3): 919-927.   DOI: 10.6038/pg2019CC0119
摘要793)   HTML46)    PDF (5359KB)(318)    收藏

针对海量地震数据的高效自动处理是现代地震学重要的研究课题之一.本文基于Python语言的地震学数据处理软件平台ObsPy重构了背景噪声成像数据处理工作流程方案.以大兴安岭地区的不同来源与不同格式的地震数据为例,利用ObsPy软件包实现了背景噪声成像去除仪器响应、重采样、滤波、去均值趋势等预处理过程,以及One-Bit时间域归一化、谱白化、互相关计算等主要工作流程.对比测试表明基于ObsPy软件包的新流程与常用的噪声成像软件包的计算效率具有可比性,但代码更加简洁易用.同时,基于Python语言实现了利用Bootstrap方法对背景噪声成像提取面波频散曲线的误差分析.最后,本文利用归一化背景能量流方法分析了大兴安岭地区相关噪声源的时空分布.分析结果显示,研究区接收的短周期噪声可能与太平洋浪高的季节变化相关,接收的长周期噪声可能与全球海洋浪高的季节变化相关.

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.
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.

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510)   HTML15)    PDF (5189KB)(252)    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.

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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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327)   HTML17)    PDF (10353KB)(148)    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.

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228)   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.

TTI介质刚度矩阵的分解
金世勋,印兴耀,梁锴
地球物理学进展    2018, 33 (2): 644-652.   DOI: 10.6038/pg2018BB0240
摘要314)   HTML2)    PDF (1828KB)(256)    收藏

刚度矩阵是表征传播介质特性的重要参数.TTI介质的刚度矩阵由VTI/HTI介质的刚度矩阵转换而得,因而TTI介质与VTI/HTI介质之间存在着某种联系.本文将TTI介质的刚度矩阵表示成VTI/HTI介质的刚度矩阵与一个‘扰动’矩阵之和的形式,从另一个角度揭示了TTI介质与VTI/HTI介质的关系.本文在TTI介质刚度矩阵分解的基础上,将TTI介质的波动方程分解成VTI/HTI介质波动方程和‘扰动介质’波动方程,然后对VTI/HTI介质波动方程和‘扰动’介质波动方程分别进行了模拟.将两个模拟结果进行合成并与TTI介质的波动方程模拟结果进行了对比,验证了方法的准确性和有效性.理论分析与数值模拟结果表明,TTI介质可认为是VTI/HTI介质的一种延伸.

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207)   HTML6)    PDF (14511KB)(144)    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.

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289)   HTML17)    PDF (2910KB)(296)    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.

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.

被引次数: Baidu(21)
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197)   HTML2)    PDF (1294KB)(138)    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.

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
摘要167)   HTML12)    PDF (10723KB)(136)    收藏

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.

波形指示反演在超深层致密砂岩薄储层中的应用
胡玮,齐鹏,杨江峰,马永强,齐晴
地球物理学进展    2018, 33 (2): 620-624.   DOI: 10.6038/pg2018BB0170
摘要301)   HTML3)    PDF (4364KB)(835)    收藏

塔里木盆地塔中北坡目标井区志留系柯坪塔格组是典型的超深层致密砂岩薄储层,其埋深大、储层物性差.如何去识别这种超深埋致密砂岩储层“甜点”是本区储层预测的难点.针对这一难题,对该工区的测井曲线进行了分析,找出敏感曲线,并将波形指示反演这一高分辨率反演方法应用于该工区,详细开展了剖面和平面上致密砂岩“甜点”预测研究.结果表明,波形指示反演的砂体预测结果同时提高了纵向和横向分辨率,与已知钻井结果吻合较好,同时也符合工区的沉积规律,证明了波形指示反演应用于超深层致密砂岩薄互层储层预测的有效性.

被引次数: Baidu(1)
如何确定居里温度
刘彩彩,王宇
地球物理学进展    2018, 33 (3): 934-940.   DOI: 10.6038/pg2018BB0182
摘要1337)   HTML25)    PDF (1881KB)(285)    收藏

居里温度是磁性矿物的特征温度,通常我们利用实验室测量的居里温度(Tc)来鉴别岩石中的磁性矿物种类.由于磁性矿物的粒径以及其他金属的取代等都会对Tc产生影响,因而准确确定Tc对于判断磁性矿物的粒径分布和其他金属的取代程度等具有重要的意义.目前实验室中主要通过测量热磁曲线获取矿物的居里温度,包括磁化强度随温度的变化曲线(Ms-T曲线)和磁化率随温度的变化曲线(χ-T曲线)两种传统测量方法.对于Ms-T曲线,通常确定Tc的方法有图解法,求导法和外推法(extrapolation);而对于χ-T曲线,确定Tc的方法除了图解法,求导法之外,还主要包括Hopkinson峰值法、1/χ法.近期随着仪器的更新,可以测量不同温度下1/4段磁滞回线,该方法不仅可获得传统的Ms-Tχ-T曲线,还可以获得不同磁场强度下磁化强度随温度的变化曲线以及高场磁化率随温度(χh-T)的变化曲线和Arrott图(磁化强度的立方M 3与磁场h的相关性图),进而获取多种参数来计算Tc,是确定Tc的一种新的方法.本文简要综述了这些方法的原理及应用实例.

储层物性的地震预测技术综述
韩宏伟, 程远锋, 张云银, 王兴谋, 曲志鹏, 隋志强, 冯德永, 梁鸿贤, 王玉梅, 慎国强
地球物理学进展    2021, 36 (2): 595-610.   DOI: 10.6038/pg2021DD0382
摘要147)   HTML13)    PDF (7978KB)(133)    收藏

想要掌握储层物性的空间分布情况,地震预测是不可或缺的手段.近半个世纪期间,主要出现了7种有关储层物性地震预测的方法技术,包括阻抗反演技术、储层物性间接反演技术、储层物性波动方程反演技术、地质统计方法和人工智能预测方法,以及以上方法技术所依赖的机理性岩石物理分析技术和统计岩石物理分析技术,本文论述了这些方法技术的原理及现状.从反射地震数据出发反演得到地层的声阻抗和弹性阻抗,这已经是石油工业界常规的技术流程.借助理论和实验手段进行机理性岩石物理分析,进而经由储层物性和阻抗间的媒介关系进行储层物性的间接反演或是基于波动方程进行直接反演,这是进行储层表征的有效途径.另外,地质统计方法和人工智能方法在储层物性的空间展布预测方面正发挥着独特的作用.很多情况下,简化物理模型难以描述复杂的动力学机制,而综合了岩石物理理论、随机模拟和Bayes估计的统计岩石物理分析技术是另外一种可供选择的储层物性预测方法.同时,本文也客观地指出了每种预测技术的优点、适用性和局限性,以便读者可以迅速掌握各种技术手段的精髓,并在工作中能够选用适合自己任务特点的储层物性地震预测技术.