融合注意力机制和权重平衡算法的遥感图像分类
基于CIFLog软件的测井旋回地层学分析模块开发与应用
测井旋回地层学研究主要依据米兰科维奇天文旋回理论,以测井数据作为天文旋回替代指标研究地质、环境、气候等诸多领域的科学问题。目前国内外仍缺少专门针对测井旋回地层学处理分析的软件,本文基于CIFLog软件,使用Java语言开发测井旋回地层学分析模块,包含预处理、天文驱动检验、滤波与调谐等必要功能,并使用理论曲线作为测试数据验证了各功能的有效性。选取松辽盆地松科二井青山口组自然伽马能谱测井钍元素含量数据进行处理,成功识别和提取出13个长偏心率信号周期,估算沉积速率为5.6 cm/ka,并建立浮动天文年代标尺。
基于集成机器学习的测井曲线大尺度差异超分辨
精细储层描述一直是非常规油气资源开发和生产的重点,但常规测井曲线的纵向分辨率难以满足对厘米级甚至毫米级储层的有效识别。针对这一问题,本文以集成机器学习技术为核心,从多视多尺度的角度出发,提出了一种两级知识迁移的测井曲线大尺度差异超分辨方法提高测井曲线的纵向分辨率,实现低成本情况下的储层精细描述;选取地层反映较好的微球电阻率、自然伽马、声波时差曲线作为目标曲线,实现高分辨成像电阻率曲线信息到目标测井曲线映射模型的构建,进而实现目标测井曲线的大尺度差异超分辨,并将超分辨结果与不同超分辨方法进行对比。结果表明,本文方法得到的超分辨曲线与真实高分辨曲线相关系数大于0.9,与对比方法相比提高了3.6%~16.0%,均方误差、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差、对称平均绝对百分比误差分别降低了28.9%~90.8%、15.7%~69.8%、24.4%~74.7%、25.0%~74.2%、25.2%~77.4%。本文方法能够在一定程度上实现现有常规测井曲线的毫米级超分辨处理,得到的超分辨曲线能够大致地捕捉到地层的变化,降低了精细储层有效识别问题的难度。
基于贝叶斯框架的裂缝型储层频变AVO反演及多参数预测
裂缝型储层是一种含流体的裂缝-孔隙介质,其裂缝参数的定量表征对非常规油气藏的勘探与开发具有重要意义。然而,传统以振幅信息为主的储层预测方法存在局限性,难以全面揭示裂缝型储层的复杂特性。本文针对含饱和流体的正交裂缝型储层,深入分析了含水平和垂直正交裂缝介质的速度频散与衰减特性,并采用各向异性反射率法模拟了单界面频散砂岩储层振幅随偏移距变化(amplitude variation with offset, AVO)的频变响应特征。在此基础上,构建了以水平和垂直正交裂缝模型响应为驱动的贝叶斯反演框架,实现了对裂缝型储层中孔隙度、裂缝密度及裂缝半径的多参数定量反演。研究结果表明,孔隙度、裂缝密度及裂缝半径对速度频散表现出高度敏感性,且在低频时PP波频变反射系数随频率和入射角发生显著变化,振幅随入射角的增大线性增加,揭示了裂缝参数对频变AVO响应有重要影响。反演结果表明,所提出的反演方法在不同裂缝参数条件下,后验概率分布都具有较高精度,尤其在小尺度裂缝型储层中,对裂缝半径预测表现出更好的适用性和可靠性。
传统谱蓝化拓频方法中谱蓝化算子的计算存在单一性,应用于叠后地震拓频效果不佳。为此,提出匹配追踪分频谱蓝化拓频技术。首先,使用匹配追踪方法将叠后地震数据精确地分为多个分频地震体;然后,在计算每个分频段谱蓝化算子过程中引入加权思想,根据不同频带能量的差异求取各分频段优化谱蓝化算子的权重;最后,将优化后的谱蓝化算子与地震反射系数进行褶积,得到高分辨率地震数据。实际叠后地震资料测试结果证明,与传统谱蓝化方法相比,本文方法提高了叠后地震资料的高频成分信息,拓频后地震同相轴变多,分辨率更高。通过对处理前后地震数据提属性、井震标定、反演等一系列操作,验证了提频后地震数据的高频成分是有效的,并且能够更精细地刻画断层,更准确地识别薄层砂体。
基于波动方程的地震波数值模拟研究综述
地震波场数值模拟在地震勘探、地震资料处理和地球构造研究等方面发挥着重要的作用。波动方程数值模拟方法充分考虑了地震波传播的动力学特征和几何学特征,可以为地震波传播机理的研究和复杂地层的解释提供强有力的理论支持,是目前应用较为广泛的地震波场数值模拟方法之一。本文调研了五种基于波动方程的数值模拟方法:有限差分法易于理解,但数值频散问题明显;伪谱法精度高,但计算效率低;有限元法适用于复杂模型,但计算资源消耗大;谱元法适合高精度问题,但对计算内存需求较高;基于物理信息神经网络的深度学习法具有较强的适应性,但训练成本较高。并分别叙述了这五种数值模拟方法的理论基础、适用条件和最新进展。未来,地震波场数值模拟方法应结合深度学习等最新技术,优化边界条件模拟真实的边界反射情况,提高模拟的精度和效率。
准噶尔盆地西北缘MH1井先导示范区(MH1井区)二叠系、三叠系发育不同尺度的断裂,形成机理复杂,后期改造频繁,存在形式多样,严重制约了水平井的开发进程。本文立足于提高地震资料的信噪比和分辨率,通过方位角叠加方案优选、连续小波变换地震资料提频、矩阵奇异值分解去噪、构造导向滤波迭代处理、有效频带优化、断裂增强滤波、人工智能(artificial intelligence, AI)断裂识别以及多属性融合断裂识别等多种方法相结合,建立小尺度隐蔽性断裂识别流程与模式,进一步引导水平井钻井。结果表明:本文通过多种地球物理方法与AI技术相结合,建立了适用于MH1井区的小尺度隐蔽性断裂识别流程与模式,显著提高了断裂识别精度,优化了MH1井区水平井的钻井轨迹,成功避开了高风险断裂带,井漏事件发生率降低约20%,压窜干扰问题减少约15%。
L-半胱氨酸提取农田土壤中生物有效态砷
为了解东莞市水乡地区农业土壤重金属污染状况及生态与暴露风险,选择水乡地区蔬菜基地和大型交通干线两侧农田为研究区,分别采集蔬菜基地研究点和大型交通干线两侧农田研究点的土壤和蔬菜样品各32件进行研究。首先采用单因子污染指数(IP)和内梅罗综合污染指数(PN)评价Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni 等八种重金属的污染特征,并进行生态风险评价和农产品质量安全评价,然后对重金属污染成因进行探究。结果表明:蔬菜基地土壤除Ni外,其余七种重金属质量分数的平均值均低于该市土壤背景值;大型交通干线两侧农田土壤除Pb和Ni外,其余六种重金属质量分数的平均值均低于水乡地区平均值,除Pb、Zn和Ni外,其余五种重金属质量分数的平均值均低于该市土壤背景值。单因子污染指数显示,蔬菜基地和大型交通干线两侧农田土壤均存在重金属累积现象,其中蔬菜基地存在6.67%的研究点中Cd质量分数超过农用土壤污染风险筛选值,大型交通干线两侧农田分别存在17.64%、23.53%、5.88%的研究点中Cd、Pb、Cu质量分数超过农用土壤污染风险筛选值,以上污染值均未超过污染风险管制值。内梅罗综合污染指数评价显示,蔬菜基地和大型交通干线两侧农田土壤均存在不同程度的轻微污染,处于轻度污染等级的比例分别为40.00% 和64.70%。生态风险评价显示:蔬菜基地中有6.67%的研究点中Hg的单因子潜在生态风险指数(Ie)达到中等潜在生态风险水平,6.67%的研究点中综合潜在生态风险指数(Ir)处于中等潜在生态风险水平;大型交通干线两侧农田中有11.76%的Cd和17.64%的研究点中Hg的Ie达到中等潜在生态风险水平,有5.58%的研究点中Ir处于中等潜在生态风险水平。农产品质量安全评价显示,蔬菜基地土壤和大型交通干线两侧农田农产品中均存在Cd超标。蔬菜基地中重金属超标的原因与化肥、农药的施加有关,大型交通干线两侧农田土壤除农业源的污染外,还存在交通源带来的重金属污染。
考虑毛细饱水带的非承压含水层中仿Theis井流模型及解析解
振动荷载作用下近相变区冰-水相变迁移规律
地铁明挖车站下穿越既有建筑物的局部暗扩挖施工关键技术
引黄济宁工程长大深埋隧洞地应力场分区特征综合推演
针对深埋隧洞地应力场问题,以青海省引黄济宁工程长大深埋隧洞为背景,采用区域构造演化分析、现场水压致裂测试、数值推演的方法,确定了隧洞各段的地应力特征。结果表明:引黄济宁工程隧洞受青藏高原东北缘块体挤压运动的影响,主压应力方向为NE-NEE向;隧洞地应力场可分为3个区,其中拉脊山段最大水平主应力侧压力系数达到2.0;隧洞穿越拉脊山时最大埋深超过了1 400 m,最大水平主应力超过70 MPa,可能对隧洞围岩稳定造成较大影响。
冀东高家店岩体锆石年代学和微量元素地球化学特征及其地质意义
高家店岩体地处华北克拉通北缘冀东地区,为早燕山期侵入的复式岩基,岩石类型主要包括闪长岩、石英正长岩、花岗岩及其间的过渡类型。岩体内部赋存有高家店热液脉型金矿床,花岗岩和闪长岩是金矿的主要赋矿围岩。为精确厘定高家店岩体侵入期次,以高家店岩体为研究对象,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法对高家店岩体4件岩石样品进行锆石年代学研究和锆石微量元素测试。结果显示:石英正长岩结晶年龄为(197.4±1.9)Ma,肉红色黑云二长花岗岩结晶年龄为(176.7±1.2)Ma,灰白色黑云二长花岗岩结晶年龄为(175.8±1.7)Ma,闪长玢岩结晶年龄为(175.3±1.9)Ma,表明高家店岩体的侵入时代为早—中侏罗世;花岗岩内见有闪长岩暗色包体,说明岩体可能为壳-幔混合成因,形成于伸展构造背景下;所有样品锆石微量元素均表现出左倾稀土元素配分模式,具有较强的Ce正异常和不同程度的Eu负异常,锆石饱和温度介于682~824 ℃之间,代表了岩浆形成的初始温度;岩浆具有随时间的演化温度逐渐降低的特征,与区域岩浆锆石具有相同的配分模式和结晶温度范围,锆石Ce4+/Ce3+值较高,代表了相对较高的氧逸度,暗示高家店岩体较强的成矿潜力,尤其黑云二长花岗岩更为突出。
松潘—甘孜造山带南缘青海省秋智地区晚三叠世花岗岩体成因及构造背景
松潘—甘孜造山带内广泛发育印支期花岗岩小岩体或岩株。本文以松潘—甘孜造山带南缘青海省秋智地区花岗岩体为研究对象,通过岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素、全岩Sr-Nd同位素及全岩地球化学研究,探讨了岩石成因及构造背景。结果表明:秋智地区花岗岩体主要为花岗闪长岩,具弱富钠(Na2O/K2O =0.97~1.34)、低铝饱和指数(A/CNK=0.99~1.08)的特征,属弱过铝质钙碱性系列花岗岩;稀土元素图解具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾特征;富集Rb、K、U、Th、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Y,亏损Ba、Sr、Ta、Nb、P、Ti;花岗闪长岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(215.4±1.4)Ma(MSWD=1.05,n=23),代表成岩时代为晚三叠世;锆石Hf同位素初始值(176Hf/177Hf)i介于0.282 377~0.282 437之间,εHf(t)值为-9.44~-7.19,二阶段模式年龄(TDM2)为1 840~1 702 Ma;全岩Sr同位素初始值(87Sr/86Sr)i为0.709 783~0.710 530,εNd(t)为-8.2~-7.8,二阶段模式年龄(TDM2)介于1 659~1 630 Ma之间,显示岩浆源区为古老地壳物质的部分熔融,具有钙碱性I型花岗岩特征。综合区域地质资料及岩石球化学特征等研究,认为秋智花岗岩体是晚三叠世后碰撞构造背景下,岩石圈拆沉、软流圈物质上涌导致下地壳部分熔融的产物。
福建新生代玄武岩及其地幔包体的矿物学特征——对岩石圈地幔性质的制约
福建新生代玄武岩广泛发育且携带了大量地幔包体,其矿物元素特征能够反演岩石圈地幔性质。本文对福建沿海的厦门及内陆地区的明溪、闽清等地新生代玄武岩及其橄榄岩包体中的矿物进行了电子探针、单斜辉石LA-ICP-MS微量元素和原位Sr同位素分析,探究福建地区岩石圈地幔属性特征及演化历史。结果表明:玄武岩及其橄榄岩包体中单斜辉石主要为透辉石,橄榄岩包体根据矿物学特征分为A、B两组,A组(Mg#>90)代表了古老难熔岩石圈地幔,B组(Mg#<90)代表了经改造后年轻饱满岩石圈地幔。A组橄榄岩包体中的单斜辉石高场强元素Nb、Ti轻微负异常,Hf、Zr、Ta强烈负异常。B组橄榄岩包体中的单斜辉石有所不同,高场强元素Zr、Hf轻微负异常,大离子亲石元素Ba强烈负异常。玄武岩斑晶和基质中的单斜辉石均呈现LREE富集、HREE亏损的特征,且单斜辉石斑晶边部比核部亏损高场强元素Th、Nb,富集大离子亲石元素Sr、Eu。橄榄岩包体中大部分A组和B组单斜辉石都经历了硅酸盐熔体交代,少数A组单斜辉石介于硅酸盐熔体交代和碳酸盐熔体交代之间。单斜辉石原位Sr同位素范围在0.702 57~0.703 67之间,大多单斜辉石边部的87Sr/86Sr值比核部要高,可能受到了高87Sr/86Sr值物质交代作用。福建橄榄岩包体很可能代表的是太平洋板块俯冲软流圈地幔经历减压上升后新改造的岩石圈地幔。
图古日格金矿床方解石C、O同位素特征及其意义
图古日格金矿床地处兴蒙造山带西段宝音图隆起区域。为了查明图古日格金矿床的成矿流体来源,本次对矿床的碳氧同位素进行了系统研究。测试结果显示:Ⅱ阶段青色方解石的碳同位素δ13CV-PDB平均值为-8.85‰,氧同位素δ18OV-SMOW平均值为11.65‰;Ⅲ阶段土黄色方解石的碳同位素δ13CV-PDB平均值为-6.78‰,氧同位素δ18OV-SMOW平均值为20.98‰,显示出由贫到富的δ13C和δ18O的变化趋势,反映了所分析的方解石是两个成矿阶段的产物。在前人研究的基础上,本文认为矿床形成的不同阶段中成矿流体的来源和组成有所差异,Ⅱ阶段成矿流体主要来自深部岩浆水,Ⅲ阶段成矿流体为来自岩浆水的热液流体与围岩发生了同位素的交换。通过对比宝音图群与区域地层的C-O同位素组成,发现宝音图群具有明显亏损氧同位素的特征,也指示成矿过程中热液流体与围岩发生了水岩反应。根据水岩反应理论模拟可知,成矿流体的可溶性碳主要以HCO3-的形式存在。同时,成矿流体δ13C、δ18O值分别为-9.2‰,8‰,表明Ⅲ阶段初始流体来源于岩浆,演化过程中与围岩中的海相碳酸盐岩发生水岩反应。结合矿床地质、矿物共生组合以及成矿流体特征等方面,认为图古日格金矿床具有典型的岩浆热液型金矿床的特征。
吉林省通化地区南芬组地球化学特征对新元古代大氧化事件的响应
沙丘覆盖区深部三维可视化找矿预测应用——以祁漫塔格那陵郭勒河西铁多金属矿为例
白云石胶结物特征及其对深层白云岩孔隙的作用
深层白云岩是近年深部勘探的重点,其孔隙内多见白云石胶结,但白云石胶结物晶粒赋存组合方式及其对孔隙的作用研究较少。因此,以四川盆地高磨地区下寒武统龙王庙组为例,综合岩心、薄片、阴极发光、碳氧同位素及包裹体等资料,研究其白云石胶结物类型、特征、结构、体积分数及其对孔隙的影响。白云石胶结物晶体在形态上主要有半菱形、菱形、环带状和鞍状等,粒径包含粉晶—巨晶。胶结物晶体与孔洞形成内衬状、桥接状和镶嵌状三种结构。使用发育频率(发育某种结构的样品数/颗粒白云岩或晶粒白云岩样品总数)来表征某种结构的发育程度,白云岩中镶嵌状结构最发育(发育频率为48.3%~89.5%),桥接状次之(22.4%~73.7%),内衬状最弱(8.6%~55.2%)。内衬状结构和桥接状结构主要发育在颗粒白云岩中,体积分数分别为0~15%和25%~50%,且其发育程度随细—粉晶白云石胶结物体积分数增加而增强;镶嵌状结构在白云岩中普遍发育,体积分数主要为50%~100%,且其发育与中晶巨晶白云石体积分数正相关。内衬状结构和桥接状结构主要形成于同生成岩阶段中成岩阶段,镶嵌状结构主要形成于晚成岩阶段。内衬状结构及桥接状结构形成较早可降低成岩进程中压溶压实对孔隙的破坏,而镶嵌状结构破坏残余孔隙。以主要发育镶嵌状结构层段的孔隙度为基准,主要发育内衬状结构和桥接状结构层段的孔隙度可提高约50%。
微波加热油页岩储层的热响应
微波加热技术作为传统加热方法的替代方案,在油页岩原位开采中备受关注。为了研究微波辐射下油页岩的升温变化过程、孔隙度及渗透率的变化规律、内部位移等热响应,采用COMSOL Multiphysics软件,基于耦合的三维电磁-热-渗流-固体力学模型进行了数值模拟。结果表明:微波加热条件下,油页岩储层的温度上升迅速,且随着功率增加,升温速度显著提高;不同功率下,储层达到热解温度所需的时间存在明显差异,800 W微波功率作用下油页岩升温最快。随着加热时间的延长,孔隙度和渗透率逐渐提高,尤其是在高功率下,其增长幅度更为显著;微波辐照第500天时不同功率下的油页岩平均渗透率均达到峰值,在800 W时渗透率达到了1.93×10-16 m2。微波加热导致了力学性质的削弱和地层损伤的增加,当微波辐射功率为800 W时出现油页岩最大位移3.8 cm。综合来看,微波功率设置为600 W时,可显著提升微波热解油页岩储层的工程应用效果。
开鲁盆地陆东凹陷白垩系九佛堂组上段米兰科维奇旋回及沉积响应特征
开鲁盆地陆东凹陷九佛堂组油气资源量巨大,但关于米兰科维奇旋回与沉积规律,尤其是与细粒沉积岩之间的关系研究较少,从而制约了对烃源岩分布的预测。此次研究通过对自然伽马测井数据进行频谱和小波分析,对九佛堂组上段的沉积岩进行米兰科维奇旋回划分,并将当时的沉积环境与所划分的旋回进行对比分析,明确地层沉积响应特征。结果表明:九佛堂组上段共识别出13个Ⅳ级旋回,25个Ⅴ级旋回,66个Ⅵ级旋回。根据九佛堂组上段沉积岩的岩性和长偏心率特征可将其划分为温暖潮湿气候半周期和寒冷干燥气候半周期2个沉积环境演化阶段。温暖潮湿气候半周期内,水体的深度较深,导致沉积的细粒沉积岩增多;寒冷干旱气候半周期内,水体的深度较浅,导致沉积的细粒沉积岩减少。温暖潮湿气候时期是烃源岩发育时期,寒冷干旱气候时期是储层发育时期,结合相关地球化学数据可以预测储层和烃源岩的发育部位。
松辽盆地西部斜坡带中南部大岗地区上白垩统油砂含油性特征
松辽盆地西部斜坡带是中国重要的油砂成矿带,为了进一步厘清该区中南部白垩系油砂资源特征,开展了基础地质调查工作,并在吉林大岗地区布设了5口油砂调查井和1口水文观测井,通过岩心观察、地球物理测井解释、岩心样品含油率测试等方法开展地质综合研究。结果表明:该区白垩系姚家组油砂赋存深度为175~208 m,岩性以粉砂岩和细砂岩为主,最大含油率为16.02%,平均含油率为8.23%。油砂层测井曲线具低自然伽马、高声波时差、中高电阻率和低密度的特征。自上而下对油砂地层划分了4个小层(S1、S2、S3、S4)并开展含油特征分析,纵向上,油砂含油性表现为非均质性,且具有随深度增大含油率逐渐增高的特征,位于储层下部的S3和S4小层平均含油率分别为10.80%和11.40%,达到富矿品位。各小层有效厚度变化较大,最大单层有效厚度为3.10 m,最小单层有效厚度为1.20 m,下部的S3和S4小层的平均有效厚度分别为2.90 m和1.90 m,明显优于上部的S1和S2小层。在油砂发育规模上:S3小层分布面积最大,有效厚度≥2 m的砂体面积约为270 m×160 m,厚度中心位于井区东南,自厚度中心向北西方向厚度有所减薄;S4小层分布面积次之,有效厚度≥2 m的砂体面积约250 m×120 m,厚度中心位于井区中部,平面上呈东南和西北方向分布面积大、中间略小的近哑铃状,自厚度中心向北东和南西方向厚度有所减薄。砂体沉积特征受区域浅水三角洲沉积演化过程控制,高品质油砂多赋存于分流河道的细砂岩中,特别是位于下部的S3和S4小层具明显的多期叠置河道侧积砂体的沉积形态。总体而言,位于储层下部的S3和S4小层表现为高含油率、有效厚度大、展布面积可观的油砂赋存特征,是该区高品质油砂的主力储层。
渤海湾盆地辽中凹陷地区东营组湖底扇关键成藏认识与勘探实践
为了探讨渤海湾盆地辽中凹陷西部斜坡带东营组湖底扇油气富集规律,利用地震、钻井及地球化学等数据,对辽中凹陷地区旅大10构造区东三段湖底扇形成机制与边界刻画、油气运聚主控因素等进行了分析。研究表明:辽西低凸起东三段沉积期“链状岛”古地貌控制湖底扇物源条件,临近主要输砂通道的区域对应扇体厚度较大、期次较多;辽中凹陷西部斜坡带东三段发育单轴型、丘状构型两种湖底扇地震响应,分别建立了地震-地质结合的湖底扇岩性边界刻画技术;旅大10构造区深层构造脊、距离主力烃源层系距离、切脊断层与扇体产状配置等共同控制油气运聚强度,其中双构造脊夹持、距离沙河街组烃源岩垂向距离较近、切脊断层顺向充注的东三段扇体烃柱高度较大。在地质新认识和新方法的指导下,在辽中凹陷西斜坡发现了旅大10-6东三段大中型湖底扇油气田。