- 易定红;刘应如;李积永;李红哲;徐晓玲;吴颜雄;王爱萍;马元琨;涂加沙;贾正良;
为了明确柴达木盆地北缘南八仙地区中深层油气勘探前景,预测有利储层分布区域,以古近系渐新统下干柴沟组上段为研究对象,在精细岩心观察和钻(测)井资料综合分析的基础上,结合铸体薄片、黏土矿物组合、泥岩岩屑氯离子质量分数、孔渗变化特征等参数综合分析结果,对该地区下干柴沟组上段沉积时期的沉积环境、碎屑岩储层物性变化特征及其控制因素进行了深入研究。结果表明:南八仙地区下干柴沟组上段沉积时期为辫状河三角洲前缘沉积环境,湖泊水体主要为淡水—微咸水;储层主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,砂岩的成分成熟度变化大、结构成熟度较低;气候干旱温暖,黏土矿物组合以伊利石和伊/蒙混层为主,高岭石和绿泥石含量少,不含蒙脱石;南八仙地区下干柴沟组上段有利储层是Ⅳ-1—Ⅳ-4砂组辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体和河口坝砂体,孔隙度平均为16.3%,渗透率平均为37.4×10~(-3)μm~2,为中孔低渗储层和中孔中渗储层,原生粒间孔为主要孔隙类型,其中,Ⅳ-1—Ⅳ-4砂组砂体物性优于Ⅳ-5砂组,水下分流河道砂体物性优于河口坝砂体;沉积(微)相和胶结作用是南八仙地区下干柴沟组上段储层物性优劣的主要控制因素,其次是压实作用和溶蚀作用,高含量的次生方解石胶结物是Ⅳ-5砂组储层物性变差的主要因素。
2025年03期 v.55 705-720页 [查看摘要][在线阅读][下载 5368K] - 郭敬民;陈建波;张章;谭捷;曲炳昌;
渤海湾C油田馆陶组Ⅲ段油层部分区域电阻率异常,呈低阻油层特征.为实现高效开发,本文分析了储层电阻率的影响因素.通过X射线衍射定量分析、扫描电镜分析、铸体薄片观察、阳离子交换实验(CEC)等方法,对黏土矿物成分及形态、骨架颗粒接触关系、储层导电能力等微观特征开展了定量研究.研究表明:研究区正常油层的蒙脱石在黏土矿物中的体积分数为23%～44%,低阻油层的蒙脱石在黏土矿物中的体积分数为39%～64%,根据研究区不同区域储层的阳离子交换实验,黏土矿物中蒙脱石含量与阳离子交换能力呈正相关性.研究区蒙脱石主要以伊/蒙混层的形式存在,伊/蒙混层的分布形态呈两类,第一类为膜状,包裹骨架颗粒,致使骨架颗粒表面形成了一层导电膜,膜状伊/蒙混层体积分数为80%左右;第二类为絮状、分散状存于粒间,粒间伊/蒙混层体积分数为20%左右,絮状伊/蒙混层比较分散,未能构成连续导电结构.根据铸体薄片,馆陶组骨架颗粒呈点接触线接触,促进了骨架颗粒表面伊/蒙混层导电层相接触,形成了连续的导电结构.当伊/蒙混层呈膜状,且骨架颗粒相互接触,伊/蒙混层易形成连续的导电结构,储层导电性明显增强.
2025年03期 v.55 721-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 3050K] - 陈欢庆;龚亮;孙磊;韩洁;
针对辽河盆地西部凹陷某区断裂体系发育、地层破碎、厚度空间变化快,地层精细划分对比难度大等问题,首先明确了传统地层学、Vail经典层序地层学和高分辨率层序地层学等不同地层精细划分对比方法之间对应关系体系.在沉积成因模式基础上,充分综合利用地震同相轴强反射、取心井岩性变化、沉积旋回、电导率、电阻率等曲线取值变化和测井精细二次解释成果等信息,建立研究区目的层短期基准面旋回(单层)级别高精度等时地层格架;并利用不同短期基准面旋回(单层)顶面构造图,验证地层细分成果的正确性.结果表明:研究区于楼油层可以细分为29个高分辨率层序地层学短期基准面旋回(单层),对应地质年代0.01 Ma;地层厚度大体呈NE—SW向条带状分布,局部高值部位呈坨状,主要受沉积作用和后期差异压实等作用影响.
2025年03期 v.55 731-744页 [查看摘要][在线阅读][下载 7059K] - 朱建峰;张美华;冷庆磊;刘玉虎;栾颖;
研究火山岩构造裂缝的特征和成因,预测其分布规律,对指导火山岩气藏勘探具有重要意义.本文以松辽盆地查干花次凹火石岭组火山岩为目标,综合利用构造演化、岩心、成像测井、岩石物理实验和断层等资料,分析构造裂缝特征,明确其形成期次,并建立工区的三维地质模型,运用Petrel软件的地应力模块开展应力场模拟.研究表明:构造裂缝主要形成于断陷期与反转期,断陷期裂缝倾角高,多数被充填,主要为无效缝,反转期裂缝倾角低,部分被充填,主要为有效缝,反转期裂缝切割断陷期裂缝.反转期最大主应力为水平主应力,方向近东西向,最大应力值为114.5 MPa;断陷期最大主应力为垂向主应力,最大水平主应力方向近南北向.应力场模拟结果表明,现今最大水平主应力方向大致为东西向,与区域性挤压应力方向一致,断陷期最大水平主应力方向大致为南北向,应力方向与断层走向基本一致;地应力受断层的影响发生偏向,在断层分布密集的区域应力方向杂乱,在断层分布稀疏的区域应力方向与主应力方向基本一致,在断层的端部出现明显的应力集中现象.综合研究认为现今最大水平主应力值较高的区域发育有效缝,能改善储层渗流条件,应优选应力值较高和应力方向基本一致的区域进行钻探.
2025年03期 v.55 745-757页 [查看摘要][在线阅读][下载 5154K] - 周元发;王腾飞;周维维;
粒度分析是沉积领域中一项非常重要的方法,在陆源碎屑岩的油气藏评价和沉积环境判定方面应用比较广泛,而在磷质岩等内源碎屑岩方面应用较少.本文以云南镇雄县羊场磷矿沉积型磷质岩为研究对象,在显微镜下测量薄片以获得粒度信息,绘制和分析粒度分布直方图、频率曲线、累积频率曲线与概率累积曲线,并利用C-M图解(cent-median diagrams)和结构参数散点图分析研究区沉积环境.研究成果表明:粒度参数与沉积水体水动力条件密切相关,水动力高能环境易形成平均粒径较大、分选差、双峰且峰度平坦的磷质岩,低能稳定的环境多形成平均粒径较小、分选好、单峰且峰度尖锐的磷质岩.综合各种参数和图解,样品粒度参数表现出海滩砂的特征,综合结构、构造等特征,综合判断镇雄羊场磷矿形成于海平面不断振荡、水动力较强的浅海环境.
2025年03期 v.55 758-774页 [查看摘要][在线阅读][下载 10355K] - 王常东;郝晓飞;杨东光;宁君;翁海蛟;严兆彬;张韶华;武飞;
近年来通过铀矿勘查,在松辽盆地南部探明了钱家店、宝龙山等中大型铀矿床,发现了多处铀矿产地.矿集区内广泛发育辉绿岩,主要分布在矿床周围,在靠近姚家组氧化带前锋线一侧,辉绿岩空间上与铀矿化关系密切,但其与铀矿化之间的成因关系缺乏深入研究.通过岩心观察、镜下鉴定和流体包裹体测定,发现辉绿岩对铀成矿起到了明显的热液改造作用.镜下鉴定显示钛铀矿交代早期钛铁矿,呈脉状沿裂隙充填,且与自形黄铁矿共生,形成于较高的温度,揭示了松辽盆地南部铀矿床的形成可能叠加了后期岩浆热液活动;流体包裹体测定平均温度为115.7℃,表明铀成矿流体的温度具有低温热液流体的特征,同时,高于姚家组氧化带中的含铀含氧流体(24.5℃);流体包裹体盐度有低、中、高3个区间,代表3期不同性质流体活动.结合已有年代学、地球化学及勘查成果,将松辽盆地南部铀成矿作用划分为4个阶段:原生预富集阶段(96.0～87.0 Ma)、含铀含氧水渗入成矿阶段(67.0～53.0 Ma)、热液叠加改造阶段(43.0～37.0 Ma)及层间氧化持续叠加阶段(17.0～0.7 Ma),其中,热液叠加改造阶段(43.0～37.0 Ma)与辉绿岩主要集中侵入时间(49.4～39.1 Ma)耦合.
2025年03期 v.55 775-788页 [查看摘要][在线阅读][下载 6916K] - 门兰静;薛晓刚;董福湘;宋海峰;孙景贵;
黑龙江省东宁市金厂铜金矿床是吉黑东部特大型矿床,主要发育隐爆角砾岩型、细脉浸染型和裂隙充填型等三种矿体类型.其中角砾岩型和细脉浸染型矿体共同构成上部为浅成高硫化热液型、下部为斑岩型的热液铜金成矿系统.本文以J-0号角砾岩型铜金矿体、J-1号角砾岩型金矿体和18号细脉浸染型铜金矿体为研究对象,通过流体包裹体的显微测温、激光拉曼成分测试、稀有气体同位素和氢氧同位素测试等方法,系统研究了该铜金热液矿床成矿流体的性质、起源及演化关系,并结合最新的年代学成果,深入探讨了该铜金矿床的成矿机制.结果表明:下伏幔源岩浆通过初次沸腾形成高盐度、高氧化富含Cu的成矿流体,在上升过程中经历二次沸腾并与围岩发生水岩反应,在浅部隐爆、深部裂隙充填分别形成J-0号角砾岩型铜金矿体、18号细脉浸染型铜金矿体,且晚期大气降水的加入进一步促进了残余成矿元素的沉淀;地壳浅部的岩浆房直接出溶高盐度的含矿流体,该流体在上升到地壳浅部并与围岩发生反应的过程中因温度、压力的降低,导致大量金等成矿元素在角砾岩及胶结物中沉淀,形成J-1号角砾岩型金矿体.
2025年03期 v.55 789-804页 [查看摘要][在线阅读][下载 3948K] - 李效港;杨继峰;杨言辰;宋朝阳;陈天文;刘宇轩;
吉中地区新安屯钼矿床位于小兴安岭—张广才岭成矿带,地层出露简单,主要分布在矿区西南部,岩浆岩在全区广泛发育,主要为花岗闪长岩、二长花岗岩和碱长花岗岩.在燕山早期,受古太平洋板块俯冲作用的影响,构造和岩浆活动频繁,为该区钼矿的形成提供了重要条件.矿体赋存于花岗闪长岩中,受NE向构造控制,矿石类型主要为石英细脉网脉型和细脉浸染型,属于石英脉型斑岩型钼矿床.该区的找矿前景较好,为进一步分析研究区的找矿潜力,同时避免单一勘查方法的局限性,本文在地质特征研究的基础上,对物化探特征进行综合分析,其中:土壤地球化学测量主成分分析结果显示,区内存在高温至中低温的多阶段成矿作用,Mo、W、Cu、Bi变异系数较高,是主要的成矿元素;磁、电测量结果显示,磁异常基本吻合研究区内岩体和地层的分布,断层发育地段表现出正负磁异常伴生的特征,中高阻、高极化的激电异常指示了矿体及矿化带的位置;综合激电测深和地质剖面显示,浅部已揭露矿体基本位于高极化体内,且在深部均有较好地延伸,认为研究区深部有寻找大规模斑岩型钼矿的潜力.综合地质、物化探的分析结果,圈定4处成矿预测区.
2025年03期 v.55 805-825页 [查看摘要][在线阅读][下载 13103K] - 孙铭徽;李向雨;刘锦;张洪祥;董亚超;张媛竹卉;刘芸秀;
华北克拉通东部在中生代经历了强烈的岩石圈减薄和克拉通破坏,但起始时间还存在争议.本文以辽东半岛晚三叠世林家沟岩体为研究对象,通过岩石学、锆石U Pb定年、锆石Hf同位素及岩石地球化学等研究方法,探讨其岩石成因和形成的构造环境.研究表明:林家沟岩体以中细粒黑云母二长花岗岩为主,形成于(220.8±1.2)Ma,其具有高硅(w(SiO_2)为69.24%～71.33%)、富碱(w (Na_2O+K_2O)为8.37%～8.64%)、低镁(w (MgO)为0.45%～0.60%)的特点,富集大离子亲石元素(Rb、K、Ba、Th),亏损高强场元素(Ta、Nb、P、Ti),呈现明显右倾的稀土配分模式((La/Yb)_N平均值为20.12),具有Eu负异常(δEu为0.38～0.46).锆石ε_(Hf)(t)值为-18.1～-12.7,指示其母岩浆源自古老地壳物质的再造.林家沟二长花岗岩具有造山后板内伸展环境A1型花岗岩的地球化学特征,其形成于扬子板块与华北板块碰撞拼合后的板内伸展环境.辽东地区广泛发育的晚三叠世岩浆活动指示了华北克拉通破坏可能在这一时期已经开始发生.
2025年03期 v.55 826-842页 [查看摘要][在线阅读][下载 4845K] - 李宇奇;刘逸飞;李怡欣;崔芳华;宋吉杰;
吉林东部延边地区位于兴蒙造山带南缘东段及滨太平洋构造域西侧,是古亚洲洋和古太平洋两大构造域叠加转换的关键部位.花岗质岩石中的暗色微粒包体常被用作探测地球深部动力学过程的“探针”和“窗口”,记录了岩浆源区性质及岩浆演化过程的重要信息.延边地区早侏罗世月山洞与明南洞花岗质岩体中发育大量的暗色微粒包体,本文通过岩石地球化学及锆石Lu-Hf同位素分析方法对花岗质岩石及包体的成因进行研究,查明早侏罗世岩浆活动构造背景.月山洞岩体与明南洞岩体中暗色包体的w(SiO_2)分别为51.09%～53.52%和49.53%～51.96%,w(Cr)分别为1192.00×10~(-6)～3219.00×10~(-6)和72.68×10~(-6)～194.90×10~(-6),w(Ni)分别为330.60×10~(-6)～693.20×10~(-6)和58.61×10~(-6)～81.06×10~(-6),w(V)分别为595.10×10~(-6)～800.70×10~(-6)和599.80×10~(-6)～619.60×10~(-6);明南洞岩体中寄主岩石w(SiO_2)为65.75%～68.19%,w(Cr)为33.20×10~(-6)～57.54×10~(-6),w(Ni)为19.25×10~(-6)～30.45×10~(-6),w(V)为181.80×10~(-6)～229.20×10~(-6);所有样品表现出富钠贫钾、轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损,以及富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素(LILE)和相对亏损Nb、P、Ti等高场强元素(HFSE)的特征,Nb/Ta、Rb/Sr值接近地幔平均值;岩石地球化学显示石英闪长岩、花岗闪长岩及包体的岩浆源区具有幔源特征.月山洞岩体锆石的ε_(Hf)(t)值为-3.2～2.4,单阶段模式年龄(T_(DM1))和二阶段模式年龄(T_(DM2))分别为1004～746 Ma和1991～1442 Ma,其初始岩浆起源于亏损地幔或新生下地壳.研究区内暗色微粒包体多呈椭圆状—圆状,外部无明显的烘烤现象,地球化学特征显示岩浆经历的分离结晶作用很弱,表现出岩浆混合的趋势.综上所述,推测月山洞岩体与明南洞岩体中暗色包体可能为岩浆混合作用的残留物,研究区早侏罗世花岗质岩浆活动形成于古太平洋俯冲作用下的活动大陆边缘环境.
2025年03期 v.55 843-861页 [查看摘要][在线阅读][下载 6012K] - 李洋洋;张延军;李晓燕;王笑萌;曹姝雯;
吉林西部地处农牧交错地带,气候干旱、生态脆弱且经济相对滞后.探究土地利用转型与生态质量关系对土地资源可持续利用至关重要.本文基于ArcGIS与InVEST模型对吉林西部1990—2020年土地利用转型与生境质量变化的特征进行分析,结合生境质量贡献率的量化,分析土地转型对吉林西部生境质量的影响.结果显示:研究期内土地转化集中在耕地、草地及未利用地,其中耕地面积显著增长,至2020年占总面积54.72%,草地逐年减少,是补给耕地最主要的来源.吉林西部生境质量经历了先升后降的过程,生境质量分别为0.411、0.423、0.386、0.370,整体偏低.其中,生态用地与耕地、未利用地的相互转换是生境质量变化的主因.吉林西部的生境质量局部空间分布相对聚集,高质量生境区域和低质量生境区域分开集聚,空间分布格局呈现显著的“大集中、小离散”特点.
2025年03期 v.55 862-878页 [查看摘要][在线阅读][下载 6465K]
- 苑成旺;张敏;张少龙;秦磊;郭海洋;墨海滢;信旸;
为分析复合地层条件下地铁深基坑支护结构变形与地表沉降特征,以长春市冲积河谷阶地地貌单元某地铁车站深基坑为研究对象,采用有限元数值模拟软件MIDASGTSNX对复合地层条件下两种支护(钻孔灌注桩加钢支撑,简称桩撑支护;钻孔灌注桩加锚索,简称桩锚支护)型式的深基坑开挖过程进行模拟,分析支护结构受力与水平位移、地表沉降的变化等规律,并与现场监测数据进行对比.结果表明:桩撑支护段,随基坑深度的增加,桩体水平位移曲线呈两端小、中间大的“弓”形变化趋势;桩锚支护段,随基坑深度的增加,桩体水平位移最终呈近似“漏斗”形的变化趋势.随着监测点到基坑边缘距离的增加,地表沉降值呈先增大后减小的变化趋势,最大值出现在距离基坑边缘3～5m范围内的位置.钢支撑轴力与锚索拉力的合理设置利于有效控制基坑变形及地表沉降.数值模拟结果与实际监测数据整体反映出的变化规律基本一致.
2025年03期 v.55 879-892页 [查看摘要][在线阅读][下载 4091K] - 王福刚;管小桐;何庆成;程辉;杨国华;程中乐;王耀辉;
边界层流体及其黏度变化对低渗介质中流体的流动具有重要影响.现有低速非达西流模型通常忽略流体黏度的变化,或简单地将流体黏度处理为一个与孔隙半径有关的函数;而边界层流体黏度通常与接触角有关.本文基于毛细管束模型和分形理论,考虑接触角对边界层流体黏度的影响,构建了一种新的低速非达西渗流模型,通过实验对模型进行了可靠性验证,并对模型中的关键参数进行了敏感性分析.结果表明:接触角对边界层流体黏度有显著影响,进而影响着流体的流动行为.考虑边界层流体黏度变化后,渗流速度下降,本文实验中,考虑流体黏度变化与不考虑流体黏度变化的情况相比,渗流速度的下降率可达57.1%.渗流速度随孔隙分布分形维数D_f的增大而下降,随接触角的增大而增大.本文中,在同一压力梯度下,当D_f从1.2增至1.8,每增加0.2,渗流速度分别减小18.4%、23.3%、29.1%;当接触角从0°增至80°,每增加20°,渗流速度分别增长10.9%、12.3%、14.0%、16.3%.随压力梯度增大,边界层流体参与流动,有效渗流断面和流体有效黏度增大,流体黏度增大对其流动产生阻滞效应,但作用程度小于渗流断面增大对流速的增益效应,因此,总体上呈现出渗流速度随压力梯度增大而增大.
2025年03期 v.55 893-905页 [查看摘要][在线阅读][下载 2506K] - 胡启智;王秀娟;丘锦荣;康迪;曾经文;蔡倩怡;刘人涛;刘娜;
广东省潮汕地区地下水是当地农村居民生产生活用水的主要来源,然而,偏酸性浅层地下水作为近几年突出的地下水环境问题,对居民身体健康和生态环境平衡等都产生了不同程度的影响.本研究以潮州市潮安区凤凰镇的地下水饮用水源地为研究区,采用数理统计和水化学分析等方法,揭示了地下水饮用水源地酸性浅层地下水的p H值时空分布特征,阐明了水化学特征及类型分布,并解析了其水化学形成机制.结果表明:研究区内地下水具有弱酸性和低矿化度特征,水化学类型主要为HCO_3-Na型和HCO_3-Na·Ca型;区内降雨整体呈酸性,周边无明显与p H变化相关的污染源;pH值明显受水岩相互作用和阳离子交换作用的影响,硅酸盐矿物的风化和CO_2的溶解是HCO_3~-的主要来源,花岗岩的溶解淋滤作用是产生H~+的主要来源.综上认为,研究区域酸性浅层地下水主要受酸雨淋滤、含水层介质中的溶滤作用和阳离子交换作用的影响.
2025年03期 v.55 906-918页 [查看摘要][在线阅读][下载 2880K] - 刘波;李诗浓;李伟;王文鹏;鲁程鹏;束龙仓;
地面沉降风险诱发因素复杂、空间分布差异较大,为科学开展地面沉降风险评估工作,本研究提出栅格信息量法的地面沉降风险评价方法.首先通过计算各栅格化评价指标与地表形变量之间的信息量值,定量表征两者之间的关联程度;然后构建包含危险性、脆弱性和暴露度3个方面共11项指标的评价体系;再采用主客观综合赋权方法确定权重并计算风险值,通过受试者工作特征曲线进行的可靠性检验后进行风险评价;最后将上述方法应用于2022年河北省沧州市地面沉降风险评价.结果表明:相较于脆弱性评价指标,危险性和暴露度评价指标的栅格信息量值偏高.危险性评价指标中,年平均地面沉降速率为高风险指标,当年平均地面沉降速率为-127～-17 mm/a时,信息量值为1.538,对地面沉降风险的危险性最大;暴露度评价指标中,人口密度为高风险指标,当人口密度>5430人/km~2时,信息量值为1.923,对地面沉降风险的暴露度最高.沧州市1km空间分辨率下地面沉降风险等级为高、较高、中、较低、低五个等级的区域面积占比分别为9.90%、24.91%、31.12%、23.05%、11.02%;高风险区主要集中在沧州市主城区、肃宁县、黄骅市等区域,中风险地区主要分布于沧州市西部区域.栅格信息量法对沧州市地面沉降风险评价的可靠性较好,准确度达到0.714.
2025年03期 v.55 919-929页 [查看摘要][在线阅读][下载 3810K] - 于子望;卢帅屹;白林;郑天琪;
温室气体排放导致全球气候变化严重,世界各国正在采取措施缓解碳排放造成的温室效应.二氧化碳捕集与封存(CCS)作为一种大规模的温室气体减排技术正在兴起,并逐渐成为缓解温室效应的最重要手段之一.该技术在实施过程中存在一系列问题,其中注入封存引起的地质力学问题不容忽视.本文综述了CCS中由于注入封存引发的地质力学问题所带来的影响和危害.结果表明:CO_2注入引发孔隙压力变化、热应力及化学力学耦合作用,导致储层岩石强度降低、变形加剧,进而引发地表变形;InSAR技术能够有效监测地表变形,场地微震监测揭示了注入速率与地震活动的直接关联,控制注入速率与压力可有效降低盖层破裂与断层活化的概率;数值模拟是评估场地地质力学风险的主要手段,场地盖层优先选择低渗透、低反应性岩石,可减少泄漏风险,并且需综合断层应力状态规避高活动性断层区域.
2025年03期 v.55 930-942页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K] - 张晟瑀;申文超;苏小四;
针对区域地下水污染风险评价体系中指标权重确定主观性强的问题,以河北省保定地区平原区浅层地下水为研究对象,采用随机森林算法通过构建地下水污染风险评价指标与硝酸盐浓度之间的映射关系,进而优化得到各指标权重,并在此基础上评价了保定平原区浅层地下水硝酸盐污染风险.结果表明:当决策树数量为130、决策树分裂所需的最小样本数为82、决策树最大深度为2时,取得最优权重;地下水位埋深、包气带介质类型、地下水净补给量和耕地面积比所占权重较大,分别为5.00、4.20、4.14和3.40;基于随机森林法的地下水硝酸盐污染风险评价结果与实测地下水硝酸盐质量浓度之间的斯皮尔曼相关系数显著提高,预测准确度提升25.6%.
2025年03期 v.55 943-956页 [查看摘要][在线阅读][下载 3435K]
- 丁乾龙;沈金松;陈双全;冉尚;龙刚;
传播矩阵理论考虑透射损失和层间多次波对地震响应的影响,给出了任意入射角条件下多层介质的纵横波反射系数谱,相较于Zoeppritz方程及其简化关系,理论上能够得到更高精度的AVA(amplitudeGversusGangle)多参数反演结果.时间域传播矩阵法反演由于需要计算全频段的雅可比矩阵,往往需要更大的内存.不同于时间域反演,频率域反演只针对特定频率进行计算,具有内存占用小的优点,而传播矩阵在频率域内对反射系数谱进行求解很好地满足了频率域反演的需求.本文在频率域计算目标函数梯度,并使用LGBFGS(limitedGmemory BroydenGFletcherGGoldfarbGShanno)算法加速反演的收敛速度.为了验证频率域传播矩阵法反演的有效性,对模拟数据和实际数据进行反演.在频率域应用传播矩阵地震叠前反演方法能够稳定反演地层参数,与Zoeppritz方程反演的对比结果表明,频率域传播矩阵反演具有更高的精度.
2025年03期 v.55 957-969页 [查看摘要][在线阅读][下载 4293K] - 董春峰;张岩;刘小秋;董宏丽;
微地震事件识别是水力压裂微地震监测数据处理的一个关键环节,当前基于深度学习的微地震事件识别方法在有效事件特征提取和抗噪方面存在一定的局限,无法满足后续微地震震源定位、反演等工作的要求.本文提出基于改进U-Net的微地震事件识别方法,该方法在U-Net下采样过程中引入残差收缩模块,通过残差块实现网络结构的跨层连接以减少模型训练时特征信息的损失,结合软阈值收缩技术削弱微地震数据中噪声特征的干扰,增强模型的抗噪能力;在上采样过程中引入注意力门机制,通过门控信号对提取到的微地震数据特征向量进行加权,使模型重点关注数据中含有微地震事件的区域,提高模型有效特征的提取能力与识别精度.合成和实际微地震数据实验结果表明,本文方法可充分提取有效微地震事件特征,相比于传统卷积神经网和残差网络能更准确地识别出微地震事件,测试集准确率分别提高6.28%、3.70%,尤其对能量弱的微地震信号的识别精度高于同类网络模型,并具有较好的抗噪与泛化能力.
2025年03期 v.55 970-986页 [查看摘要][在线阅读][下载 6045K] - 单慧琳;王兴涛;徐宜俊;王志浩;黄浩瀚;张银胜;
当前基于深度学习的断层识别方法层出不穷,重点围绕U型网络开展研究,但U型网络使用了大量的常规卷积,在提高提取特征效果的同时忽略了特征冗余和过拟合问题,导致网络复杂度较高.为了在高精度识别的同时减少特征冗余、缓解过拟合问题,本文提出一种轻量型融合语义分割网络(lightweight fusion semantic segmentation network,LF-SeNet)用于三维断层识别.相较于传统的断层识别网络,LF-SeNet将跳跃连接思想和特征融合相结合,其中,轻量型特征融合模块包含三维可分离卷积、SimAM(simple attention module)、Dropout层和有限矩阵乘积操作,有效地保证了特征提取的效果.为了有效降低网络的复杂度,本文将空洞卷积和轻量型特征融合模块相结合,一方面降低了网络的计算量,另一方面减少了常规卷积带来的特征冗余问题.除此之外,本文采用Dropout层和数据增强手段,提高了网络的泛化能力,缓解了过拟合问题.将该方法在FaultSeg3D数据集上进行实验,结果表明,LF-SeNet的参数量为2.56M,浮点运算次数相较于传统的U型网络降低了95.59G,交并比提升了2%.最后,本文使用三维数据合成技术将断层识别图进行可视化操作,实验结果显示LF-SeNet识别出的断层连续且清晰,说明该网络具有较好的泛化能力,证明了LF-SeNet在断层识别问题中的有效性.
2025年03期 v.55 987-1000页 [查看摘要][在线阅读][下载 3261K] - 耿鑫;王长鹏;张春霞;张讲社;熊登;
由于采集条件和成本的限制,叠前地震数据在空间上会出现不规则分布或不完整的情况,给地震数据的后续处理和解释带来困难.近年来广泛应用于缺失地震数据重建工作的卷积神经网络方法缺乏对全局信息的关注,同时多次下采样的网络模型会带来低频信号损失,低振幅缺失部分的重建结果仍需要进一步改进.本文提出了一种多尺度特征自注意力模型,在UGNet主干网络的瓶颈处设计了一个基于自注意力机制的多尺度小波融合块,通过离散小波变换和自注意力机制将所有编码器的输出进行融合,有效平衡全局和局部特征处理,降低下采样带来的信号损失;在网络中插入多尺度感受野,通过学习不同退化数据的多尺度特征来提高性能,增强对不同频率的频谱学习.与经典的地震数据重建方法相比,本文算法的重建结果在定性和定量评估方面均有提升:在30%连续缺失的合成数据集和真实数据集上,重建结果的信噪比分别为21.7487和14.9540d B;在50%随机缺失和规则缺失的合成数据集上,重建结果的信噪比分别为28.8320和37.7242d B.
2025年03期 v.55 1001-1013页 [查看摘要][在线阅读][下载 4608K] - 王婷婷;杜学童;赵万春;蔡萌;史晓东;
储层脆性的精确预测对地下岩土工程灾害预警和油气开采具有重要意义.基于岩石受压破裂时产生的声发射信号,提出一种脆性智能预测方法.实验制备4类尺寸相同但脆性不同的岩石进行室内单轴岩石压裂,将采集到的破裂信号经预处理后制作样本数据集.针对训练数据不足和传统数据增强方法的局限性等问题,在深度卷积生成对抗网络(deep convolutional generative adversarial networks,DCGAN)的基础上进行改进,设计一种基于谱归一化的深度卷积注意力生成对抗网络(CS-DCGAN)模型,输出高质量样本时频图像,丰富原始样本数据集,作为残差网络的输入;对图像的有效信息进行特征提取、学习、迭代训练以建立脆性智能预测模型,通过不断调整模型的超参数以提高模型预测精度;最后进行多指标评估.实验结果表明,相较于传统DCGAN,CS-DCGAN生成的样本质量较高,FID(Frechet inception distance)最小值为67.96,能够缓解过拟合等问题,提高了残差网络的性能,对不同脆性的平均识别准确率最高可达94.95%,证明了所提方法的有效性.
2025年03期 v.55 1014-1027页 [查看摘要][在线阅读][下载 3484K] - 王明常;于海滨;曾昭发;王典;韩复兴;张剑;罗修杰;冷亮;刘子维;
城市道路坍塌是严重的城市安全问题,可能导致人员伤亡和交通中断,对城市运行和社会发展构成威胁.准确预测城市道路坍塌并分析其时空动态变化对城市安全具有重要意义.本研究以广东省深圳市福田区为研究区,利用多源遥感数据,结合随机森林算法构建了一种城市道路坍塌易发性预测模型,并分析影响模型预测性能的关键指标和城市道路坍塌易发性的关键驱动因素.城市道路坍塌易发性时空预测结果表明:结合光学数据和雷达数据构建的城市道路坍塌易发性预测模型能够比较准确地预测道路坍塌易发性的时空变化,预测决定系数为0.65,预测精度较高;2017—2022年,福田区道路坍塌风险整体呈上升趋势,极低易发区和低易发区面积减少,中易发区和高易发区面积增加.随机森林特征重要性分析结果表明,基于影像数据提取的纹理特征对预测模型贡献度较高.根据地理探测器结果可知,人口、GDP和地下设施是影响城市道路坍塌的三个关键驱动因素.
2025年03期 v.55 1028-1038页 [查看摘要][在线阅读][下载 5315K] 下载本期数据