文中从地球物理角度对鄂尔多斯盆地航磁特征与地质构造进行了分析,确定了盆地的边界及范围,并在编制鄂尔多斯盆地磁性基底深度图、构造区划图的基础上,对盆地的基底结构、性质及其深度变化特点和构造格局、盖层厚度等方面进行了研究,表明鄂尔多斯盆地基底由前震旦系变质岩系组成,埋深大部分可达3 000~11 000 m,盖层为震旦纪一古生代和中新生代地层;盆地的发生和发展主要受近EW向、NE向和SN向构造制约,多呈隆坳相间排列的特点,盆地构造面貌北部构造走向呈EW向,中东部构造走向呈NE向,西缘构造走向呈SN向。这些认识为今后在该盆地进行油气勘探提供了参考依据。
基于探地雷达正演模拟软件GprMax，针对地下水不同污染途径和不同污染介质，建立了地下水污染的5种模型，采用有限差分法进行了数值模拟计算。模拟结果表明探地雷达在探测地下水污染中有较好的应用效果。
位于华北克拉通东部的鲁中莱芜地区是矽卡岩型富铁矿重要产区,矿床主要产于矿山岩体与中奥陶统碳酸盐岩地层的接触带中。本文利用最新重磁测量成果,对矿山岩体外围西部石家泉—刘家庙一带重磁异常特征进行了细致研究,结合区内已知铁矿重磁场特征,圈定了深部找矿靶区。在成矿有利地段布设了大比例尺重磁剖面,以已知钻孔为约束条件,利用2.5D重磁联合反演技术,对重磁异常进行了定性及定量解释。解释结果为后续钻孔位置布设及深度预测提供了依据,该钻孔揭露了15.8 m厚的富铁矿,找矿效果显著,为今后本区进一步寻找矽卡岩型铁矿提供了重要指示依据。
东昆仑成矿带是我国重要的金属矿成矿带,分布有大量造山型金矿床,其中较大规模的有昆仑河、沟里和五龙沟金矿集区。打柴沟是五龙沟金矿田近年来新发现的大型金矿床,有较大的成矿潜力,但是矿带向西延展情况不明,为此开展了激电和广域电磁法测深工作。研究表明,已知矿带位于区域重力异常梯级带、正负弱磁异常过渡区域,在激电异常上位于激电异常边部或电性梯度带位置,区域构造带发育区位于大面积激电异常区段;区域构造带表现为大范围的低阻异常带,已知矿带Ⅳ号蚀变带异常表现为低阻异常带开口位置,Ⅲ号蚀变带位于浅部电性异常梯度带。基于上述认识和西延段几条平行剖面的电磁法异常变化规律,推断区域控矿构造向W-NWW向延伸稳定,在矿区西延段形成有利的找矿空间。在打柴沟矿区开展的深部物探工作成果显示,地球物理方法在深部地质找矿研究工作中具有明显优势,为东昆仑金矿区深部找矿提供了成功经验。
济南地热资源极为丰富,热储类型包括奥陶—寒武系岩溶裂隙热储、新近系—古近系碎屑岩类孔隙裂隙热储两种。本次地热勘查工作在济南北部大桥镇开展,热储类型为奥陶—寒武系岩溶裂隙热储,旨在通过物探剖面测量工作,查明地层、断裂构造分布情况和热储层的埋深,推断与控热、导热有关的断裂构造的产状及空间形态,圈定地热井施工靶区,优选地下水富水有利部位开展钻探验证。在资料搜集基础上,通过开展直流电测深、可控源音频大地电磁测量及大地电磁测量工作,对工作区断裂构造进行解释推断并对含水情况进行对比分析,优选地热靶区有利部位施工一口地热探采结合井,完井深度1 532.06 m,静水位埋深13.03 m,孔口水温50.1 ℃,涌水量132.998 m3/h,降深18.27 m。
近些年,海上OBC-OBN技术取得飞速发展,不管是海底电缆采集,还是海底节点采集,新装备、新方法层出不穷。笔者以最新的国内外研究成果和发表的论文为基础,总结了海上OBC-OBN技术的发展历史及研究现状,综述了有关海上四分量地震勘探采集技术及装备,以及处理与解释技术,认为:海底多分量地震相对于海上拖缆地震,具有多分量数据、宽方位、宽频等优势,是海上地震发展趋势;资料处理、转换波使用等方面尚需进一步研究;海上油气田勘探进入复杂构造、岩性油气藏勘探阶段,随着海底地震施工成本降低,处理技术的进步,其应用范围将得到进一步扩展。
随着国内覆盖区找矿工作提上议事日程,近十年来,中国地球化学勘查界在覆盖区矿产勘查地球化学基础理论和方法技术研究方面开展了大量的研究,取得了很大的进步,主要体现在两大方面:一是覆盖区元素迁移机理、赋存状态以及异常形成机理研究;二是地电化学、元素活动态、地气、土壤微细粒分离、土壤热磁组分、综合气体测量等方法技术进步及大量试验示范。这些成果实现了覆盖区矿产勘查地球化学基础理论和方法技术研究的持续进步,为实现覆盖区找矿突破提供新的地球化学方法技术。
地热是重要的清洁能源和旅游矿产,汝城盆地是湘东南山区内的碳酸盐岩盆地,具有形成对流型地热的有利条件,由于盆地三面受诸广山巨型岩体夹持,基底遭受岩体侵入破坏,地层变形严重,断裂纵横,东西构造差异显著,导热、导水通道与深部热储构造发育不清,制约了对该盆地地热赋存潜力的认识。针对以上问题,利用重力与AMT对盆地深部构造进行了探测,取得以下认识:①汝城盆地东西分异呈双向对冲的结构,东部复向斜受燕山期岩体围绕侵位发生挤压和顺时针旋转,核心区岩石破碎,边界走滑断裂岩石破碎带发育,断裂垂向切割深度超过4 km,宽度300~600 m,倾角80°~90°。②盆地内沿基底背斜轴部NWW向发育有多个隐覆岩体,直径3~4 km,埋深0.5~1.5 km,温泉产出在过隐伏岩体边界的断裂破碎带中。③盆地内具有形成对流型地热的良好条件,褶皱、断裂带和隐覆岩体等相互匹配形成统一的控热要素空间组合关系,构成东西双向补给、中间排泄的聚热特征,东部深部热储更发育,盆地地热资源潜力大。
被动源面波源于自然界和人类活动所产生的各种振动，通过分析被动源面波的频散特性可推断地下横波速度结构。介绍了被动源面波的特征及被动源面波勘探的基本流程；阐述了从被动源面波数据提取频散曲线的SPAC与F—K等两种方法，通过数字模拟对两种方法进行了对比；列举了采集被动源面波数据的技术要求；给出几个应用实例,说明其效果。
临沂凸起东北缘位于鲁西地块东端,东侧紧邻沂沭大断裂,NE向鄌郚—葛沟断裂与NW向蒙山断裂控制了研究区内主要构造格架。受新生界覆盖影响,区内主要构造单元边界几乎处于隐伏状态,蒙山断裂东端走向变化及临沂凸起北界角度不整合界线的展布均有待深入研究。本文利用最新1:5万高精度重力资料,基于重力场定性分析及多元化重力位场转换解释,同时结合山东省大地构造单元划分方案,对区内构造单元边界位置及其交切关系进行了重点研究和讨论。分析认为:蒙山凸起、平邑凹陷交界的蒙山断裂在半程镇以东由NW走向转为近EW走向,并明显切割NE向鄌郚—葛沟断裂,且向东再次呈现NW向转折趋势;临沂凸起、平邑凹陷交界的角度不整合界线既非向北终止于蒙山断裂,也非向南转折,而是向东延伸至鄌郚—葛沟断裂,该不整合界线也控制了平邑凹陷南界,使其NW向条带状重力异常向东转折,在区内呈现出“靴形”重力低值异常特征。本研究基于高精度重力边界识别,精细厘定了临沂凸起东北缘地段的断裂体系及构造区划,为该区基础地质研究工作提供了高精度重力数据支撑,同时为下步矿产地质调查工作奠定了良好的基础。
针对现有井中激电观测方式工作效率较低以及数据质量需要提高的问题,研制出一种新型井中激电勘探装置。该装置可进行阵列全波形井中激电测量,同时采集极化场电位(V)、电位差(ΔV)和二次场电位(V2)、电位差(ΔV2)并记录时间信息(T),进而求出各种激电参数。为检测该装置的有效性,在安徽某铜金矿进行了全波形阵列井中激电的应用研究工作,判断出钻遇矿体的连通性,确定了该矿体走向及分布范围。应用结果表明:全波形阵列井中激电观测方式工作效率高,抗干扰能力强,观测数据准确可靠。
静态效应是大地电磁测深中普遍存在的技术难题,这一影响使得观测结果的处理解释出现无法接受的误差。针对现有大地电磁测深静态效应判别、校正及数据采集装置,提出了以野外实际观测资料为基础的空间域拓扑处理技术。在分析静态效应的成因、表象以及平面波电场分量叠加特性的基础上,从空间采样的实质出发,完善了拓扑点曲线求取公式,获取了同一记录点不同极距的观测结果,提取了连续阵列观测装置中所隐含的变极距观测信息;依据理论模型分析建立了局部不均匀体上不同部位各记录点随拓扑观测极距变化可能出现的静态偏移模型,初步建立了以点进行拟剖面处理,以剖面上所有点的单一频点构成拟平面图来进行拓扑结果图形展示和分析解释的基本方法,并编制了相应的软件包,从理论和实践上初步建立了空间域拓扑处理研究静态效应这一全新的方法技术。实验结果表明,拓扑叠加处理会使资料品质提高,静态偏移效应的判别可从多个方面进行,可有效反映出不均匀体所产生的畸变电场的空间分布,从而可在一定程度上显示出不均匀体的空间位置和分布形态,为认识表层电性结构提供了一种客观的实测信息。同时,由于拓扑处理使观测装置的各种变化所能测得的结果被提取出来,意味着一种新的抑制干扰方法的出现。
为检验我国自主研发的SAG-2M型海洋重力仪的技术性能,验证其获取重力数据的可靠性,选用德国KSS31M型海洋重力仪开展同船比测工作。按照海洋地质调查规范分别处理了2台重力仪的原始重力数据,对2台重力仪得到的自由空间重力异常数据的交点差、测线及网格数据进行了对比分析及相关性分析。数据对比分析结果表明,两种型号重力仪测量精度相当,数据异常形态及变化趋势一致,幅值基本吻合,两者数据高度线性相关。通过此次同船比测工作,认为我国自主研发的SAG-2M型海洋重力仪平台稳定,测量精度与德国KSS31M型海洋重力仪相当,该比测结果对今后SAG-2M型海洋重力仪的研发及测量工作具有重要参考价值。
岩矿石标本频谱激电响应测试仪通过测量岩矿石标本的频谱激电特性,了解矿体与围岩的频谱激电响应差异,为找矿提供基础依据,在地球物理勘探中应用广泛。然而现有的岩矿石标本频谱激电响应测试仪在带宽、智能化、便携性、低功耗等方面存在不足,为解决这些问题,本文结合NB-IoT、蓝牙、Wifi等物联网技术设计出一款宽频带岩矿石标本频谱激电响应测控软件,实现了近程通讯、云端通讯、数据可视化、数据处理等功能。经过测试,该软件操作简单、运行稳定、人机交互友好、达到预期效果。
大地电磁测深(MT)在矿产资源勘探方面应用广泛,但强人文电磁干扰严重制约了高质量的原始MT数据的获取。本文详细总结了国内常见电磁噪声源的类型,对其产生的电磁噪声特征进行分类分析;对国内外MT电磁噪声去噪方法进行对比,结合实际生产需求,总结了一套适用于高干扰矿集区快速有效的MT数据去噪施工与处理工艺。研究表明:Robust处理、远参考道技术和人工挑选是提高MT数据采集质量的有效和必要的手段,而通过理论计算,远参考站设置距离不小于3.56倍趋肤深度即可;在江苏洪泽盐盆矿集区开展的MT试验工作验证了该设定。
本文简要叙述了80年代以来,我国常用和发展较快的几种主要电法的发展概况。这些方法有激发极化法、频谱激电法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法和探地雷达。
利用Sentinel-2A多光谱遥感影像,结合实测土壤信息,对黑龙江省孙吴县黑土区土壤有机质含量进行反演研究。对影像进行预处理后,通过相关分析和随机森林(RF)选取特征波段,采用偏最小二乘法和BP神经网络构建土壤有机质含量多光谱模型反演红旗林场土壤有机质含量。研究表明:相关性选取的倒数对数一阶微分反射率波段和RF选择的组合波段能够有效提高土壤反演精度,组合波段的RF-BP神经网络模型反演效果最佳,R2=0.724 5,RMSE=1.312 7%。本次研究可为实现土壤有机质动态监测提供技术支持和参考。
土地是人类生存和社会经济稳定发展的重要基础资源,其中耕地是土地资源的重要组成部分,摸清耕地质量“家底”,全面掌握耕地质量现状,对于实现耕地土地资源的科学合理利用和绿色生态农业的可持续发展具有重要指导意义。本文基于1:5万土地质量地球化学调查与评价,对获得的土壤有益营养元素和有毒有害元素含量进行了土地质量评价和级别划分,分析了土壤中元素分布特征及其控制因素。结果发现,研究区土壤主要由黄河冲洪积物形成,以农牧业为主,未受重金属污染,养分较丰富,一、二等优良土壤占比达88.85%,并且区内大部分土壤中的硒含量适量,建议富硒土地资源纳入政府土地利用规划,打造特色农业。
雄安新区地热资源潜力大,碳酸盐岩是雄安新区深部地热资源的有利储层,综合地球物理勘查方法是查明深部构造与碳酸盐岩热储特征地层结构的有效途径。本文针对深部碳酸盐岩热储勘查目标,提出了“面—线—点”分层次渐进式地球物理探测模式,先利用高精度重力和航磁资料研究碳酸盐岩分布范围及地层厚度、深大断裂分布、基岩起伏等信息,然后利用大地电磁开展热储地层低阻异常特征分析,再利用二维地震剖面精细刻画热储地层,分析地热田异常区速度结构和区域构造特征。根据重力、航磁、大地电磁、地震等地球物理方法在地热资源勘查的不同阶段勘探的精度及可靠性,以及施工成本、施工效率等因素,开展了地球物理方法探测深部岩溶热储经济适用性分析,并建议在碳酸盐岩地热勘探采用“重力+磁法+大地电磁”的地球物理勘探技术组合方式。
CNN-GRU混合深度学习反演弹性阻抗取得了较好的反演效果。但是,基于深度学习的叠前反演参数众多,包括内部深度学习网络可学习参数和外部超参数等,目前超参数选取对网络性能及计算速度影响尚缺乏系统性研究,这直接影响到了该方法的进一步推广应用。因此,本文在混合深度学习反演弹性阻抗基础上,探讨学习率、Epoch、batch_size、正则化参数及参与网络训练的测井个数等5个超参数对网络性能及计算速度的影响,为深度学习地震反演超参数选取提供依据。研究结果可为三维大面积深度学习反演提供一个可行的质控手段,对于推动深度学习方法在石油物探中广泛应用具有一定意义。
为进行重点成矿区带航空物探调查与技术应用示范,在“重要油气盆地和成矿区带航空物探和遥感调查”项目支持下,中国国土资源航空物探遥感中心于2015~2016年在敦煌—阿克塞地区开展了1:5万航磁测量,同时开展地面物性测量、异常查证和综合研究工作。收集了阿尔金一带余石山铌钽矿等稀有金属矿(点)资料,在铌钽稀有金属找矿综合研究过程中,根据不同矿床类型分类,结合航磁ΔT异常图进行对比分析,研究发现阿尔金东段地区已知铌钽矿(点)在航磁ΔT异常图上均具有典型的磁场分带指示特征:碱性花岗岩型铌钽矿赋矿层位为长城系变粒岩,与强磁异常带具有对应关系;伟晶岩型铌钽矿分布区古老变质地层,变质程度最深,伟晶岩磁异常增强、变质围岩磁异常为区内最强。结合阿尔金区域地质和化探资料,该成果用于扩大已知铌钽矿规模和在寻找新的稀有金属矿床方面具有重要指导意义,大比例尺航磁测量方法在稀有金属找矿中可进一步应用。
为开展水电工程隧道施工地质条件的探查与研究,基于三维电阻率技术构建了隧道地质条件的计算模型,采用数值模拟获得隧道模型的三维电性分布特征;将该技术应用于云南某水资源配置工程现场探查,经钻孔验证,获得了良好的探查效果。研究结果表明三维电阻率法对水电工程隧道的施工地质条件探查具有好的适用性,能够准确判断地层层厚,圈定岩溶空洞的大小、位置及充填物性质。通过探测研究获得的定量、定性信息,为隧道施工管理、信息化建设和防灾提供了可靠的依据。
利用移动平均法对五台—恒山地区7幅1∶20万水系沉积物数据进行重新处理,并结合本区1∶20万重力数据和1∶5万航磁数据,发现所获得的综合异常与燕山期岩体相关矿床具有很好的吻合性。研究选取Au、Ag、Cu、Pb、Zn等综合异常以及高磁、低重异常作为预测准则,在本区共预测出13处与岩体成矿作用有关的多金属矿远景区。已有资料显示,本区共存在9条NW向断裂构造带,岩体侵位受NW向断裂和NE向断裂交叉部位控制,已知出露岩体与本次预测的11处远景区绝大部分分布在断裂构造带上,构成多条构造岩浆岩带,多金属矿床与燕山期岩体有着密不可分的联系。
为探讨南水北调东线重要汇水区菏泽市水系沉积物重金属特征、污染来源及环境风险,采集了菏泽市3个主要流域25个点位的水系沉积物进行6种重金属(Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、Pb)含量分析,并利用污染负荷指数法、潜在生态风险指数法和对数回归模型法进行风险评估,利用相关性和主成分分析判别重金属污染来源。结果表明,研究区各流域水系沉积物重金属含量普遍高于背景值,所有点位Ni、Cd含量均超背景值,其中Cd有40%点位超3倍背景值。各流域水系沉积物重金属含量分布不均,6种重金属极大值均出现在洙赵新河流域,其污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)、毒性比值(Y)分别为1.62、123和0.367,均高于其余两流域,属于中度污染,具有较强生态风险,可能对水生生物造成危害。主成分分析表明造成研究区内6种重金属富集的主要来源是工业园区内石油炼制及相关化工企业。
通过对四川甘孜州甲基卡新三(X03)号脉锂矿地质矿产特征及所处区域、矿区的地球化学特征分析,初步总结了甲基卡锂矿的地质—地球化学特征和标志,以期为甲基卡矿田外围及同类型矿床的找矿提供技术示范。工作区内地层仅出露三叠系和第四系,且第四系覆盖达80%以上,找矿难度较大。锂(Li)、铍(Be)、铷(Rb)、铯(Cs)等稀有金属元素比重较小,化学活性强,尤其是锂易被粘土矿物吸附,故在土壤中锂含量增高,易形成次生晕,通过开展大比例尺土壤地球化学找矿工作,能迅速缩小找矿范围,圈定靶区,为发现稀有金属矿床起到重要的作用。
相移法是一种常用的提取瑞利波频散曲线的方法,然而在复杂波场条件下,相移法计算的频谱中瑞利波频散能量分辨率较差,使得频散曲线的准确性降低。本文对相移法进行改进,将频散谱上各点的振幅值进行求幂运算,以提高频散能量的收敛性与聚焦性。我们利用改进的相移法对理论地层模型的模拟数据和某研究区的煤田地震实际数据进行处理,将处理结果与常规相移法生成的频散谱对比分析,并对实际资料的频散曲线进行反演,生成研究区地层的二维(2D)横波速度剖面。研究结果表明改进的相移法能够增强瑞利波信号在频率—速度域中的信噪比,提高频散能量谱的分辨率和频散曲线的准确性。
加拿大凤凰公司MTU系列大地电磁仪因其仪器轻便、数据采集稳定可靠等优点得到地球探测各行业的广泛应用,但其数据格式的特殊性,使得处理起来比较麻烦。目前,大多处理依赖该公司开发的SSMT-2000软件进行,这样不利于处理方法的改进以及应用。本文通过研究MTU系列仪器的数据文件格式,利用UltraEdit软件分析数据文件的结构以及规律,基于C#语言编写程序,对TBL、CLB、CLC以及TS文件进行分析与研究,将MTU系列仪器的数据文件从难以读懂的二进制文件转码为比较容易读懂的明码文件,提供了TBL参数文件的修改编辑模块、CLC、CLB文件的数据分析模块以及TS文件的转换模块,并应用该程序对野外实测数据进行了编辑。通过测试,程序可以进行TBL文件参数修改,CLB、CLC文件数据分析,TS文件转换,为研究此类二进制数据文件提供了新的思路和方法。
富硒土地开发在全国各地区普遍开展并取得显著成果,然而西藏地区目前尚无报道有关富硒的土地或作物。本文以西藏白朗县重点耕地区为研究对象,讨论土壤、作物中的硒含量特征及影响因素,支撑服务西藏高原地区的富硒土地开发及利用。结果表明,研究区土壤Se含量范围为(0.05~0.76)×10-6,高于西藏土壤背景值0.15×10-6;研究区76.83%土地面积为足硒,根据碱性土壤Se标准阈值(w(Se)≥0.3×10-6)划定,Se含量高于0.3×10-6的土地面积45.43 km2。进一步研究显示,富硒土壤分布区域青稞籽粒中Se含量范围为(0.017~0.17) ×10-6,平均含量为0.063×10-6,油菜籽籽粒中Se含量范围为(0.043~0.14) ×10-6,平均含量为0.078×10-6。富硒土壤区域根系土结果表明,涅如组地层控制着土壤中Se的来源,土壤Se和有效Se含量与N、P、碱解氮、速效磷等具有显著的正相关,而与pH呈显著负相关,说明土壤中的大量养分元素及pH值对Se的行为具有重要影响作用。综上,白朗县富硒土壤分布区域土壤环境质量良好,农作物中硒的含量较高,具有较好的发展高原富硒农产品的潜力。
浅层地震资料信噪比较低,面波能量非常强,对有效成分造成掩盖。常规的面波压制方法无法有效消除叠前地震记录中的面波成分,残余面波能量及其干扰会对后续速度拾取等处理造成影响,降低叠后成像质量。笔者采用小波域内的主成分分析对叠前资料进行特征提取,再对有效特征进行加权重构,对面波成分进行有效的压制。基于本文设计的自适应Morlet小波基,可提高特征拾取时对有效成分的敏感性,实际数据的应用效果分析验证了该方法在浅层地震资料处理中的可行性与有效性。本方法在极低信噪比条件下的浅层资料面波压制中具有较高的理论与应用价值。
针对选用不同网络结构的深度学习算法进行地球化学异常识别,重构符合成矿分布的地球化学背景时选择依据较少的问题,本文基于闽西南铜锌银成矿区1∶20万水系沉积物数据,采用3种无监督深度学习模型AE、MCAE、FCAE,分别提取了样本中多元素的组合结构特征、空间分布特征以及混合特征,并基于其重构地球化学背景,模拟成矿分布。结果显示,FCAE模型圈定的异常区域与已知铜矿点最贴合,其次是MCAE模型和AE模型,其AUC值分别为0.80、0.78、0.61,且FCAE模型和AE模型对卷积窗口尺寸变化不敏感;说明面向地球化学异常识别构建深度学习算法时,基于提取空间分布特征或混合特征的算法综合表现较好,且基于提取组合结构特征或混合特征的算法对由观测空间尺度变化或不一致引起的噪声有较强抗干扰能力。本文为因地制宜地构建基于深度学习算法的地球化学异常识别模型提供了有效依据。
瞬变电磁法(TEM)是煤田采空区探测的主要手段之一。然而,当采空区埋藏较深或测区内建筑物密集时,传统回线源装置往往难以满足探测需求。电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)由于采取近源观测,具有信号幅值高、信噪比强、探测深度大、施工方便高效等优点,具有更好的适用性。潍坊市坊子煤矿的采空区埋藏深度约500 m,且大部分区域落于房屋密集分布的村庄内,为有效探测蒋家村下采空区的分布及影响范围,采用SOTEM法开展探测工作。在村庄外围布设发射源,利用轻便接收装置在村内接收信号,克服了建筑物障碍问题。利用小波去噪及五点圆滑技术对强干扰数据进行滤波处理,然后利用OCCAM法对数据进行一维反演。结果表明,本次SOTEM探测深度达到800 m,成功圈定出低阻采空区的分布范围,并得到钻孔验证。
时频分析方法在地震勘探中有广泛的应用,因而获得具有良好时频分辨率的时频分析算法至关重要。传统的时频分析方法存在着一定的局限性,为克服这些局限性,提出了基于正则化理论的时频分析方法。该方法认为,短时窗信号是不同频率谐波的叠加,应从求解反问题的角度考察时频分析问题。在此视角下,时频分析问题具有不适定性,为得到有意义的时频谱,需要在正则化理论框架下进行时频分析。考察了正则化理论中常用的L1范数约束、L2范数约束以及最小支撑约束条件下的求解方法,并将3种约束函数的求解方法统一到同一个求解框架中。通过数值分析表明,最小支撑约束的时频分析方法具有较高的时频分辨率。将方法系统应用于一个特定研究区的实际资料,获得了具有较高时频分辨率的时频数据体,并利用单频数据体清晰刻画了储层的平面展布范围,展示了方法良好的应用前景。
在无井或少井的深水区开展沉积微相分析,通常面临着岩心资料少、无露头、井距过大等困难。为了解决这些问题,需要利用井震结合的方法,精细研究地震反射特征,建立地震微相与沉积微相的关系,指导沉积微相研究,预测有利储层分布范围。以西非某深水油田海底扇朵叶体为研究对象,通过正演模拟方法确定不同沉积微相的地震响应特征,结合井震标定结果,建立了海底扇朵叶体三种不同沉积微相的地震微相模式,提出了井位部署建议。该方法对于少井深水油田朵叶体预测具有一定的指导意义。
塔里木盆地轮古地区奥陶系碳酸盐岩古潜山内发现了大量岩溶缝洞型油藏,油气主要富集在缝洞储层中,这些缝洞储层主要跟碳酸盐岩古潜山内的古暗河系统有关。特别是在轮古西地区,古暗河系统最为发育,古暗河系统缝洞储层在纵、横向上具有较强的非均质性,搞清该区古暗河系统地震地质特征,是该区缝洞型油藏高效开发的关键。根据现代岩溶暗河特征,结合该区测井和钻井资料,建立暗河地质模型,开展模型正演模拟研究。研究结果表明,在致密灰岩背景下发育的地下暗河系统在地震剖面上表现为连续线性的强反射特征,暗河高度、宽度变窄,地震振幅变弱。地震上振幅越强,表明对应的暗河洞穴越大、充填物速度越低;振幅属性可以较准确地刻画地震上暗河的横向范围,频率、相位属性可以刻画地震上暗河的轮廓,但刻画的范围比实际暗河要大;暗河系统主河道易被泥质充填,分支暗河道被充填的概率低,是暗河储层发育的主要场所,也是油气富集的主要地区。
瞬变电磁正演是研究瞬变电磁响应规律的有效途径,瞬变电磁的高精度、快速三维正演技术,是当前瞬变电磁正演研究的热点。ANSYS软件中的Multiphysics模块也适用于瞬变电磁法的正演模拟问题。本文通过一些模型算例介绍了ANSYS软件在瞬变电磁场三维正演中的应用方法,包括建模、加载、求解设置、后处理的一般过程。数值计算结果表明,利用ANSYS软件进行瞬变电磁正演模拟具有很高的计算精度。合理使用ANSYS软件进行瞬变电磁响应模拟可以提高正演模拟计算的效率,为分析、理解瞬变电磁响应规律提供有力的支撑。
长导线源半航空瞬变电磁正则化反演正则项通常采用L2范数,其拟合结果较光滑,不能有效刻画层界面信息。针对层状介质陡变模型实现正则项为L1范数的反演算法,采用迭代重加权最小二乘法将原问题转化为L2正则化子问题求解,解决L1范数存在不可导问题;采用OpenMP技术对雅可比矩阵并行计算,提高了反演速度;对自适应正则化因子分段迭代法的调整策略进行分析并改进,改进后的自适应正则化因子调整策略更适合半航空瞬变电磁L1正则反演算法。最后对电阻率进行反演并与Occam反演结果作比较,结果表明L1正则反演充分迭代后能够突出符合真实模型的电性界面,反演电阻率与模型真实值更接近。
西太平洋嘉偕平顶山群是中国富钴结壳合同区之一,蕴藏钴等战略性金属矿产资源。由于海山的局部构造对矿产资源的宏观分布具有重要的控制作用,因此研究海山的构造区划对于认识海山的形成过程及矿产资源勘探具有十分重要的意义。笔者利用嘉偕平顶山群的重、磁异常数据和地形数据,采用归一化总水平导数垂向导数(NVDR-THDR)断裂识别方法与曲率属性深度反演方法研究了嘉偕平顶山群的断裂分布特征,利用最小曲率位场分离方法研究了侧翼裂谷带及重力滑塌区的分布特征。研究表明,嘉偕平顶山群的断裂走向以NW和NE向为主,其次为NNW和NEE向;断裂视深度在3 000~7 000 m之间,且NW向断裂深度比NE向断裂的深度浅,NW向与NE向断裂相互交叉构成了呈雁行式排列的共轭剪切断裂带,为海山形成与岩墙侵入提供了重要通道。侧翼裂谷带是岩浆沿断裂通道侵入发育而成,使得海山呈现不规则的星形,因此通常位于海山地形不规则延伸地带。在侧翼裂谷带的发育过程中,由于受地震等构造活动的影响,会产生重力滑塌,在其两侧形成了滑塌沉积区,因此重力滑塌区通常位于海山陡峭边缘与侧翼裂谷带的两侧。本次研究成果为嘉偕平顶山群的形成过程及富钴结壳资源综合评价提供了重要的构造依据。
钻井揭示渤海油田渤中A构造太古宙潜山拥有巨大的天然气勘探潜力,而目标区太古宙变质岩潜山裂缝储层面临埋深大、非均质性强、横向变化快等问题,制约了该区勘探评价的顺利实施。本次研究从潜山裂缝储层的成因机理出发,分别对风化裂缝带和内幕裂缝带储层特征进行综合分析,开展了针对性的潜山裂缝储层预测技术研究。对于风化带裂缝储层,创新采用基于双参数叠前裂缝储层孔隙度预测技术,通过三维弹性参数交会分析开展裂缝储层孔隙度预测,精细描述了风化带裂缝储层发育情况。针对潜山内幕裂缝储层,在F-K域相干增强技术改善潜山内幕有效反射成像的基础上,采用基于聚类分析的边缘增强裂缝检测技术,对潜山内幕裂缝发育规律进行了综合表征。针对性裂缝储层预测技术的综合应用,有力助推了渤中A构造勘探评价,也为目标区下一步勘探评价提供了重要依据。
镇安西部钨钼等多金属矿成矿条件优越,区内发现了如东阳、棋盘沟、桂林沟、月河坪、核桃坪等一批大中型钨钼矿,其成矿原因与侵入岩体有关。为了寻找钨钼矿体,必须开展与成矿有关的侵入岩体的研究,特别是对隐伏岩体的研究。本文基于高精度重力数据,利用最小曲率位场分离方法提取了隐伏岩体的重力异常,结合出露岩体的地球物理特征,对镇安西部隐伏岩体的平面位置进行了研究。通过研究,识别出了懒板凳、沙坪村、月河台、东川街和黄金美5个隐伏岩体。对典型隐伏岩体进行了3D重力异常反演,得到了隐伏岩体的空间展布特征,其中月河台和懒板凳东隐伏岩体均已得到了钻孔验证,孔内见到的黑钨矿品位较好。本文的研究方法可为该地区乃至其他地区隐伏岩体的研究提供技术支撑,同时也为南秦岭成矿带构造—岩浆—成矿演化研究提供重要资料。
