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GPR绕射波与反射波分离的变分模态分解方法研究

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世界地质 2024年第1期43卷 82-92页

作者：商耀达刘财徐杨杨鹿琪吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 自然资源部应用地球物理重点实验室长春130026 海洋油气勘探国家工程研究中心长春130026

针对传统绕射波与反射波分离方法易造成有效信号丢失的问题,本文利用二维变分模态分解(2D-VMD)进行探地雷达(GPR)数据的绕射波与反射波分离。对二维GPR数据进行2D-VMD分解后,可得到包含从低频低波数到高频高波数的各阶模态分量及各阶模... 详细信息

针对传统绕射波与反射波分离方法易造成有效信号丢失的问题,本文利用二维变分模态分解(2D-VMD)进行探地雷达(GPR)数据的绕射波与反射波分离。对二维GPR数据进行2D-VMD分解后,可得到包含从低频低波数到高频高波数的各阶模态分量及各阶模态分量的F-K谱。通过分析绕射波与反射波在频率-波数域的差异,分别重构绕射波与反射波对应的模态分量,得到分离后的绕射波与反射波数据。数值模拟与实测数据处理结果表明,相比于传统方法,该方法可以有效分离绕射波与反射波,并且不损失任何有效信号。

关键词：探地雷达二维变分模态分解 F-K谱绕射波反射波波场分离

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面波频散能量谱计算方法

吉林大学学报（地球科学版） 2022年第2期52卷 602-612页

作者：于涵刘财王典鹿琪吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

面波频散能量谱成像精度是近地表横波速度计算的重要影响因素,有效提取面波频散曲线是后续反演地层结构及介质物性参数的重要环节.文中论述了τp变换法(τ为垂直波慢度,p为水平波慢度)、高分辨率线性Radon变换法、频率分解法、相移法、... 详细信息

面波频散能量谱成像精度是近地表横波速度计算的重要影响因素,有效提取面波频散曲线是后续反演地层结构及介质物性参数的重要环节.文中论述了τp变换法(τ为垂直波慢度,p为水平波慢度)、高分辨率线性Radon变换法、频率分解法、相移法、f k变换法(f为频率,k为波数)、SFK变换法和矢量波数变换法等7种不同面波频散能量谱计算方法的基本原理;通过上述方法,对三层速度递增水平层状介质模型正演模拟合成Rayleigh波记录进行频散能量谱计算,并与理论频散曲线进行比较;根据所得频散能量谱,分析不同方法在数据处理过程中的特点与应用差异.结果表明:在提取频散曲线过程中,高分辨率线性Radon变换法和矢量波数变换法提取精度较高,f k变换法提取精度最低,低频信息与高频信息无法有效识别;SFK变换法、矢量波数变换法、高分辨率线性Radon变换法抗噪性能强;τ-p变换法、f-k变换法、相移法计算速度优于其他方法.

关键词：近地表勘探面波数据处理面波频散能量谱计算

基于改进海洋捕食者优化算法和瑞雷波频散曲线的近地表地层参数反演

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地球物理学报 2023年第2期66卷 796-809页

作者：于涵刘财王典赵鹏飞鹿琪李鹏吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

面波勘探是获取近地表地质结构的重要手段,利用瑞雷波频散曲线可以反演得到地层横波速度和厚度或泊松比等参数.本文提出了一种新的优化策略来处理瑞雷波频散曲线的反演问题.改进海洋捕食者算法(ACMPA)是一种改进混沌初始化,引入自适应... 详细信息

面波勘探是获取近地表地质结构的重要手段,利用瑞雷波频散曲线可以反演得到地层横波速度和厚度或泊松比等参数.本文提出了一种新的优化策略来处理瑞雷波频散曲线的反演问题.改进海洋捕食者算法(ACMPA)是一种改进混沌初始化,引入自适应步长和精英竞赛机制优化的反演算法.采用混沌映射进行种群位置初始化,提高初始化种群位置的质量;加入自适应函数,增强全局搜索能力;引入精英等级制度,避免算法陷入局部极值点,从而从局部和全局寻优进行优化,提高反演的收敛速度.通过正演模拟和实测数据进行测试分析,证明了改进的海洋捕食者优化算法的有效性与稳定性.该方法可以利用瑞雷波频散曲线信息反演得到近地表地层的介质参数,其收敛精度和收敛范围明显优于其他优化算法,具有较强的应用前景.

关键词：海洋捕食者算法 Cubic混沌映射自适应步长精英竞赛瑞雷波频散曲线

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黑龙江板块构造地球物理研究基本进展

吉林大学学报（地球科学版） 2012年第5期42卷 1497-1505页

作者：刘财杨宝俊鹿琪冯晅刘洋王典吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

位于东北亚的黑龙江板块由额尔古纳—兴安、松嫩—张广才岭、佳木斯、兴凯微板块和完达山地体拼贴组成。自中国满洲里—绥芬河地学断面(GGT)地球物理综合研究以来,东北地区进行了大量的地电、重磁、地震探测工作,得到的成果对研究东亚... 详细信息

位于东北亚的黑龙江板块由额尔古纳—兴安、松嫩—张广才岭、佳木斯、兴凯微板块和完达山地体拼贴组成。自中国满洲里—绥芬河地学断面(GGT)地球物理综合研究以来,东北地区进行了大量的地电、重磁、地震探测工作,得到的成果对研究东亚地球动力学、探查矿产资源具有极为宝贵的基础作用。这些成果包括:1)地震波速指示松辽盆地石炭—二叠纪(C—P)基底地层至少在松辽盆地北部和南部都存在,这里成为油气探查的新领域;松辽盆地滨北地区面积约7万km2,具有良好的油气远景。2)解释MT资料发现,组成黑龙江板块的几个微板块之间都存在陆间洋的俯冲,并时有洋壳残片伴生;而黑龙江板块与其南部的华北板块之间则存在古亚洲洋向黑龙江板块的俯冲。3)对大兴安岭—太行山—武陵山大型重力梯级带的成因机制提出了'三结点模型'。利用近垂直反射地震剖面,发现了松辽盆地一带莫霍(Moho)界面大型近南北向的'断开带'。4)油气地震成像、去噪、波场与信息方面,建立了三维条件下的有限孔径偏移理论;在提出消减随机噪声的一维时变中值滤波基础上,又建立了二维中值滤波技术;把时频峰值滤波引进到地震勘探消噪领域,建立了Ricker子波核最小二乘支持向量机回归滤波方法;提出了Seislet变换重建技术,以及扩展的高阶Seislet变换方法。由迹变换理论出发建立了消减地震面波的Co-Core迹变换方法。用伪谱法模拟黏弹各向异性介质中波的传播特征,发现黏弹各向异性介质中准S(qS)波比准P(qP)波衰减程度大;通过建立的混沌振子系统,检测出淹没在强随机噪声背景中的地震同相轴,并建立了时空域双曲滤波方法。系统研究了地质雷达的理论和方法,建立的地质雷达偏移成像系统成功地用在了地雷成像中。

关键词：黑龙江板块中国满洲里—绥芬河地学断面(GGT) 松辽盆地C—P基底地层陆间洋俯冲莫霍界面三维有限孔径偏移理论二维中值滤波混沌振子系统地质雷达

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谱反演方法在致密薄层砂体预测中的应用研究

石油物探 2015年第3期54卷 337-344,366页

作者：迟唤昭刘财单玄龙鹿琪吉林大学地球科学学院吉林长春130061 吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130026

在以致密砂岩为储层的非常规致密油勘探开发中,由于靶区选择和水平井部署的需要,落实致密砂体的横向展布至关重要。松辽盆地北部白垩系扶余油层致密砂体整体薄层发育,特别是T2强反射界面屏蔽问题的存在,一直制约着致密薄层砂体的识别精... 详细信息

在以致密砂岩为储层的非常规致密油勘探开发中,由于靶区选择和水平井部署的需要,落实致密砂体的横向展布至关重要。松辽盆地北部白垩系扶余油层致密砂体整体薄层发育,特别是T2强反射界面屏蔽问题的存在,一直制约着致密薄层砂体的识别精度。为此,开展了针对大庆长垣扶余油层致密薄砂体预测的谱反演方法应用研究。在简介谱反演方法原理的基础上,为了保证反演算法的计算精度,利用复数域快速匹配追踪算法提高时频转换的精度;通过提取时变子波提高反射系数时频谱的准确性。应用研究结果表明,将谱反演得到的地震反射系数体与宽频零相位子波进行褶积运算,获得的研究区宽频保幅地震数据有效削弱了T2的屏蔽效应,改善了复合波的叠置问题,清晰地反映出了薄层砂体顶、底界面,并很好地保持了振幅与砂体的对应关系。

关键词：谱反演快速匹配追踪时变子波致密砂体 T2屏蔽效应

基于频变AVO技术对多尺度裂缝内流体属性反演与识别（英文）

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Applied Geophysics 2014年第4期11卷 384-394,508,509页

作者：刘财李博南赵旭刘洋鹿琪吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

通过地震数据获取裂缝储藏中流体的性质并对流体类型进行识别,是地震勘探岩性反演的重要问题之一。由于地震波的速度、储层的密度等弹性参数对某些流体不具有很强的敏感性,使只依赖振幅信息进行流体识别的传统AVO方法面临困境。作为传... 详细信息

通过地震数据获取裂缝储藏中流体的性质并对流体类型进行识别,是地震勘探岩性反演的重要问题之一。由于地震波的速度、储层的密度等弹性参数对某些流体不具有很强的敏感性,使只依赖振幅信息进行流体识别的传统AVO方法面临困境。作为传统叠前振幅反演的一个拓展,频变AVO(FDAVO)技术进一步考虑了振幅对频率的依赖关系,将这种依赖关系与地下裂缝结构、流体填充对应起来,能带来更丰富的流体信息。利用该技术,本文提出了一种基于地震数据参数化Chapman模型的贝叶斯反演新方法(BIDCMP),它包含两步算法,即,FDAVO反演储层的非弹性属性和贝叶斯框架下的流体识别。首先,通过匹配观测数据和模型数据,构造差函数反演裂缝储层非弹性参数。随后,在贝叶斯框架下,使用马尔科夫随机场(MRF)作为先验模型,联合多参数场识别流体。本方法在计算过程中,除综合考虑了弹性参数场、测井资料等常规信息外,还特别地加人了第一步中反演得的非弹性参数的约束,从而充分利用了流体粘性差异,最后在最大后验概率(MAP)准则下输出最佳岩性一流体识别结果。分别对合成地震记录和模拟岩性—流体剖面验证本文方法的有效性,结果证明本文方法获得的流体识别结果准确可信。

关键词：多尺度裂缝介质流体识别频变AVO技术贝叶斯框架

LNAPLs迁移的数值模拟和土壤介电性质的变化分析

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地球物理学进展 2014年第2期29卷 936-943页

作者：李晔鹿琪刘财吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

包气带是地面以下潜水面以上的地带,由非饱和多孔介质构成.LNAPLs泄漏到土壤中后会对包气带和地下水造成严重污染.为了准确探测出LNAPLs的迁移范围,有必要对其迁移规律及迁移对土壤介电常数的影响进行研究.本文从扩散方程出发,采用数值... 详细信息

包气带是地面以下潜水面以上的地带,由非饱和多孔介质构成.LNAPLs泄漏到土壤中后会对包气带和地下水造成严重污染.为了准确探测出LNAPLs的迁移范围,有必要对其迁移规律及迁移对土壤介电常数的影响进行研究.本文从扩散方程出发,采用数值模拟研究了LNAPLs泄露速率对其在包气带中迁移的影响,分析了LNAPLs迁移过程中土壤相对介电常数的变化特征.研究结果表明,LNAPLs在土体中的迁移范围受到渗漏速率的影响:对于均匀渗漏,渗漏速率越大,迁移范围越大;对于非均匀渗漏,单位时问内渗漏量一定时,LNAPLs在土体中的扩散范围短期内受到渗漏速率非均匀性的影响,但长期内并不受此影响.LNAPLs的泄露会使区域中土壤相对介电常数发生变化:在毛细水带以上的非饱和区域,相对介电常数变化较小,但由于LNAPLs的扩散,驱使土壤中残余水向两侧迁移,进而形成明显的"山形";在毛细水带,相对介电常数随LNAPLs量的变化而明显变化,并有明显的横向变化趋势.

关键词：泄露速率 LNAPLs 包气带数值模拟相对介电常数

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大兴安岭西侧盆地群推覆构造的地震学证据

地球物理学报 2019年第3期62卷 1129-1138页

作者：王典李鹏单玄龙鹿琪刘洋于涵吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 吉林大学应用地球物理实验教学中心长春130026 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心长春130026 吉林大学地球科学学院长春130061 东北亚生物演化与环境教育部重点实验室长春130061 油页岩地下原位转化与钻采技术国家地方联合工程实验室长春130026

推覆构造是一种和油气有关的重要构造形式,主要产出于造山带前陆,是挤压或压缩作用的结果,对油气的生成、储集、运移、圈闭和保存条件都有着重要的影响.研究区从漠河盆地、海拉尔盆地到二连盆地内的中生代推覆构造,组构了大兴安岭西盆... 详细信息

推覆构造是一种和油气有关的重要构造形式,主要产出于造山带前陆,是挤压或压缩作用的结果,对油气的生成、储集、运移、圈闭和保存条件都有着重要的影响.研究区从漠河盆地、海拉尔盆地到二连盆地内的中生代推覆构造,组构了大兴安岭西盆地群推覆构造.本文通过对三个盆地五种推覆构造的地震学研究,将其推覆方向归结为两类:第一类由北西向南东推覆,在三个盆地中表现明显;第二类由南东向北西推覆,在海拉尔盆地和二连盆地内有显示.认为第一类推覆作用来源于蒙古—鄂霍茨克洋自西向东的闭合;第二类推覆作用来源于太平洋板块俯冲的远程应力作用.

关键词：推覆构造大兴安岭西盆地群逆冲断层蒙古-鄂霍茨克洋太平洋板块

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防步兵地雷地球物理探测技术国内外研究动态

地球物理学进展 2008年第3期23卷 929-935页

作者：冯晅鹿琪刘财刘洋王世煜吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

战后遗留的数百万颗地雷在许多国家带来了严重的人道主义问题.其中防布兵地雷因为其体积小金属含量低,一旦被埋在地下将很难被发现,所以目前迫切需要研究和发展新颖的探测技术来消除目前国际社会十分关注的探雷问题.而高敏感度、高可靠... 详细信息

战后遗留的数百万颗地雷在许多国家带来了严重的人道主义问题.其中防布兵地雷因为其体积小金属含量低,一旦被埋在地下将很难被发现,所以目前迫切需要研究和发展新颖的探测技术来消除目前国际社会十分关注的探雷问题.而高敏感度、高可靠度和低花费是对探测技术的基本要求.当前正在使用和发展的探测技术包括地球物理探测技术和非地球物理探测技术两大类.地球物理探测技术中,正在使用和有发展前景的探测技术主要包括:低频电磁感应、红外成像、核四极矩共振和探地雷达等技术.本文将主要介绍以上几种探测技术的原理、现状,并总结它们各自的优缺点.研究表明将几种探测技术有机地结合于一体的复合探雷器是解决地雷探测问题的一个不错的选择和当前发展的一个趋势.

关键词：地球物理地雷探地雷达探测技术