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紧致交错网格优化差分系数二维声波方程数值模拟

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石油地球物理勘探 2019年第5期54卷 1034-1045,I0009,I0010页

作者：汪勇王鹏蔡文杰桂志先油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)

基于频散关系保持的思路,利用最小平方法和拉格朗日乘数法,对一阶导数的紧致交错有限差分格式做了差分系数优化,并对优化格式的模拟精度、频散关系及声波方程稳定性条件进行了分析和对比。研究结果表明:①为得到相同的差分精度,优化后... 详细信息

基于频散关系保持的思路,利用最小平方法和拉格朗日乘数法,对一阶导数的紧致交错有限差分格式做了差分系数优化,并对优化格式的模拟精度、频散关系及声波方程稳定性条件进行了分析和对比。研究结果表明:①为得到相同的差分精度,优化后的紧致交错格式计算一阶导数时使用的节点个数比优化前多两个;②优化格式与优化前及常规交错格式相比,具有更小的截断误差和更低的数值频散,因而具有更高的计算精度,适用于更粗网格的计算,具有更高计算效率;③在同样差分精度条件下,二维声波方程优化格式的稳定性条件比优化前稍严格,适用的时间网格略小。分别对均匀、水平层状和Marmousi模型进行声波方程数值模拟,所得结果验证了所提方法适用于复杂介质的数值模拟,具有较高模拟精度和计算效率。

关键词：紧致交错有限差分频散关系保持数值模拟数值频散稳定性条件

HP-β-CD降低油田地层水中SDBS胶束对其检测光谱的干扰

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光谱学与光谱分析 2016年第6期36卷 1803-1808页

作者：石东坡尹先清郑延成陈武付家新邹华任朝华长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北荆州434023

采用同步荧光光谱法测定了十二烷基苯磺酸钠（SDBS）在不同浓度的羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）水溶液中的临界胶束浓度（cmc）。结果表明,同步荧光光谱法在扫描的波长差Δλ为25nm时,HP-β-CD不仅具有增强SDBS荧光强度的作用,同时还具... 详细信息

采用同步荧光光谱法测定了十二烷基苯磺酸钠（SDBS）在不同浓度的羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）水溶液中的临界胶束浓度（cmc）。结果表明,同步荧光光谱法在扫描的波长差Δλ为25nm时,HP-β-CD不仅具有增强SDBS荧光强度的作用,同时还具有增加SDBS临界胶束浓度的特性。SDBS在水溶液中的标准摩尔吉布斯函变ΔγGm^Θ随HP-β-CD浓度的增加而增大,表明了在水溶液中,相比于形成胶束,SDBS单体更容易与HP-β-CD形成包结物。SDBS与HP-β-CD包结物的job’s曲线表明了在水溶液中SDBS与HP-β-CD按摩尔计量比1∶1进行包结。按摩尔计量比1∶1加入HP-β-CD后,SDBS胶束对其检测光谱的干扰可显著降低,该定量标准曲线适用于检测临盘采油厂T5-X15和T9-X4两种水样中SDBS的含量（包括浓度大于cmc时）,方法的回收率在100.5%～101.2%之间。红外光谱及核磁共振氢谱分析结果表明包结物结构中SDBS分子的苯环基团位于HP-β-CD分子的大口径端。

关键词：十二烷基苯磺酸钠羟丙基-β-环糊精胶束临界胶束浓度定量

岩芯高光谱成像及勘查指示意义研究--以西藏邦铺大型多金属矿床为例

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 38-44页

作者：吴畅宇代晶晶宋扬陈伟刘治博刘洪成白龙洋中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 自然资源部深地科学与探测技术实验室中国地质科学院北京100094 核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029

西藏邦铺矿床是冈底斯成矿带上重要的斑岩-矽卡岩型矿床,矿区东段矽卡岩矿体研究程度较低。高光谱成像技术可以快速获取岩芯样品“图谱合一”的高光谱数据,选取邦铺矿床东段矽卡岩典型岩芯为样品,应用国产核工业北京地质研究院自主研发... 详细信息

西藏邦铺矿床是冈底斯成矿带上重要的斑岩-矽卡岩型矿床,矿区东段矽卡岩矿体研究程度较低。高光谱成像技术可以快速获取岩芯样品“图谱合一”的高光谱数据,选取邦铺矿床东段矽卡岩典型岩芯为样品,应用国产核工业北京地质研究院自主研发岩芯扫描仪与国外SPECIM岩芯成像仪,开展短波红外(SWIR)高光谱成像测试及对比分析,揭示典型矿物的短波红外光谱特征,并探讨先进的高光谱成像技术应用于矽卡岩勘探的潜力与优势。对同一批岩芯样品分别进行了国内外仪器的高光谱成像测试,利用最小噪声分离变换以及纯净像元指数进行端元提取,而后结合光谱信息散度法选取不同矿物的训练集和验证集样本,采用光谱角填图法进行蚀变矿物填图。共识别出方解石、绿帘石、绿泥石、角闪石、石英、白云母六种矿物,两种仪器矿物填图的结果大体一致,并反映了不同蚀变矿物之间的组合与分布。SPECIM成像仪对两个钻孔样品的平均填图精度为91.5%,Kappa系数为0.87;核工业高光谱成像仪对两个钻孔的填图精度为75%左右,Kappa系数为0.66。两种仪器获取的高光谱数据信噪比均较高,但是由于核工业仪器的数据空间分辨率相对更低,导致图像中存在更多的混合像元,进而影响了填图精度,其空间分辨率的进一步提高是下一步研发的重点。高光谱成像数据表明ZK0010钻孔绿泥石Fe-OH吸收峰波长变化范围为2252.3~2260 nm,ZK0011钻孔绿泥石Fe-OH吸收峰变化范围为2251.7~2258.5 nm,由上至下均向短波方向移动,表明了绿泥石远离矿化中心而相对富Mg,其高值指示了矿体中心位置。高光谱成像技术相较于传统的点测法可以提供更加丰富的空间信息和光谱信息,为指针矿物的光谱特征参数提取与变化规律分析提供了技术支撑。利用高光谱成像提供的大量光谱数据进行绿泥石Fe-OH峰位统计分析,进而可以通过其波长高值位置指示矽卡岩矿床勘查。

关键词：岩芯高光谱成像短波红外矽卡岩邦铺

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滇东北地区三维电性构造研究

地球物理学报 2023年第7期66卷 2860-2874页

作者：梁萱唐新功余俊虎胡文宝 “油气资源与勘探技术”教育部重点实验室(长江大学) 武汉430100

滇东北地区位处不同构造分区的交界地带,发育有多样的断裂构造,其中昭通—鲁甸断裂和小江断裂带的部分区段均具备积累高应力的条件,具有较强的孕震潜力.本文基于覆盖巧家、东川、鲁甸等地区采集的区域大地电磁阵列观测数据,通过大地电... 详细信息

滇东北地区位处不同构造分区的交界地带,发育有多样的断裂构造,其中昭通—鲁甸断裂和小江断裂带的部分区段均具备积累高应力的条件,具有较强的孕震潜力.本文基于覆盖巧家、东川、鲁甸等地区采集的区域大地电磁阵列观测数据,通过大地电磁三维反演,获得了该地区的三维电性结构的水平和垂直切片,完整地揭示了滇东北地区的深部电性结构特征.反演结果表明,昭通—鲁甸断裂在10 km深度以内发育有多个局部高阻区,小江断裂带的巧家—东川段的东侧、东西两支交汇处在上地壳均表现为高阻,这些区域均展示出更强的孕震能力.根据低阻异常的分布,推测昭通—鲁甸断裂和小江断裂下方的低阻构造在中下地壳的多个位置发生连通.本文将研究区的地表热流、岩石圈有效弹性厚度、地震与电性结构结合分析,推测在滇东北深部低阻层可能存在下地壳流,并且下地壳流的塑性流动为鲁甸的地震活动提供了深部动力来源.

关键词：大地电磁测深(MT) 三维电性构造昭通-鲁甸断裂带小江断裂带地壳流地震

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大地电磁测深资料的二次函数逼近非线性反演

地球物理学报 2004年第5期47卷 935-940页

作者：严良俊胡文宝长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室荆州434023

将二次函数逼近非线性优化首次应用于大地电磁测深反演问题 ,该反演方法利用二次函数有唯一最小值的特点进行逼近大地电磁反演模型 ,从而避免了常规的迭代反演过程中陷入局部极小问题 ,实现了对目标函数求全局极小 ,较好地解决了非唯一... 详细信息

将二次函数逼近非线性优化首次应用于大地电磁测深反演问题 ,该反演方法利用二次函数有唯一最小值的特点进行逼近大地电磁反演模型 ,从而避免了常规的迭代反演过程中陷入局部极小问题 ,实现了对目标函数求全局极小 ,较好地解决了非唯一性问题 ;同时该方法不用求灵敏度矩阵 ,且对初始模型无任何要求。通过理论模型检验、井旁MT点反演结果与测井曲线的对比及MT测线的反演电阻率深度剖面与地震测线的时间剖面对比均表明 ,本文方法取得较好的应用效果。

关键词：大地电磁测深二次函数逼近非线性反演视电阻率仿射变换

基于各向异性和极化介质的2.5维CSAMT正演数值模拟

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地震地质 2024年第4期46卷 972-992页

作者：余胜红唐新功熊治涛长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100

传统的CSAMT在进行正、反演数值模拟时通常假设地下介质为电各向同性且无IP效应的介质,而实际的地下介质往往同时存在电各向异性和IP效应,因此开展各向异性和IP效应共同作用下的CSAMT电磁场响应特征的研究势在必行。文中基于含源的Maxw... 详细信息

传统的CSAMT在进行正、反演数值模拟时通常假设地下介质为电各向同性且无IP效应的介质,而实际的地下介质往往同时存在电各向异性和IP效应,因此开展各向异性和IP效应共同作用下的CSAMT电磁场响应特征的研究势在必行。文中基于含源的Maxwell方程组,推导了2.5维各向异性介质的电磁场偏微分方程,采用伽辽金有限元法实现了各向异性的2.5维CSAMT数值模拟,进而讨论了欧拉角和各向异性系数对2.5维CSAMT响应的影响。通过引入Cole-Cole模型分别研究了不同极化参数对CSAMT响应的影响,最后讨论了各向异性和IP效应同时存在时的电磁场响应特征。研究结果表明,各向异性和IP效应均会对CSAMT的响应结果产生较为严重的影响。当各向异性和IP效应同时存在时,根据欧拉角和主轴电阻率的取值,二者的效果将相互叠加或抵消。文中的研究结果对于提高CSAMT资料处理与解释精度具有重要的理论意义。

关键词：可控源音频大地电磁法各向异性激发极化有限元 2.5维正演

电火花震源高分辨率地震勘探技术及其在海域天然气水合物识别中的应用

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海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 34-45页

作者：骆迪蔡峰闫桂京李清孙运宝董刚李昂青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室青岛 266237 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237

精准识别天然气水合物对于保障国家能源安全、优化能源结构和环境保护等方面都具有重要的战略意义。地震勘探技术是水合物勘查的重要手段，但海域多道地震勘探多采用气枪震源，震源主频较低，导致地震波的分辨率有限，限制了其在探测浅... 详细信息

精准识别天然气水合物对于保障国家能源安全、优化能源结构和环境保护等方面都具有重要的战略意义。地震勘探技术是水合物勘查的重要手段，但海域多道地震勘探多采用气枪震源，震源主频较低，导致地震波的分辨率有限，限制了其在探测浅表层或细微地质结构中的能力。随着水合物勘查精度和难度日益增长，采用气枪震源的地震勘探技术已无法满足精细刻画水合物矿体的需要。因此，提高地震勘探技术的分辨率对于水合物勘查而言至关重要。本文介绍了一种基于电火花震源的小道距高分辨率地震探测技术，通过与气枪震源的对比分析，深入探讨了电火花震源的特点及其在海域水合物勘查中的应用，研究结果表明，电火花震源地震勘探技术在扩散型水合物和浅表层渗漏型水合物识别中都具有良好的应用效果，尤其是对于浅表层渗漏型水合物，电火花震源地震可以更好地识别出海底和浅部地层的振幅异常、流体运移通道和海底微地貌，可有效提高浅表层渗漏型水合物识别的可靠性。

关键词：高分辨率地震电火花震源天然气水合物地震属性

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层状大地频率域长导线源激发的电磁场

吉林大学学报（地球科学版） 2013年第1期43卷 275-281,290页

作者：徐志锋胡文宝长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北荆州434023

采用Fourier变换法从Maxwell方程组出发,导出了层状大地模型上接地长导线源激发的电磁场表达式。结果表明:接地长导线源实际上是2个接地电极和线电流源构成的一个组合源;其电磁场表达式表明平行于长导线方向的电场分量为2个接地电极激... 详细信息

采用Fourier变换法从Maxwell方程组出发,导出了层状大地模型上接地长导线源激发的电磁场表达式。结果表明:接地长导线源实际上是2个接地电极和线电流源构成的一个组合源;其电磁场表达式表明平行于长导线方向的电场分量为2个接地电极激发的平行于长导线方向的电场分量和线电流激发的电场的叠加,垂直于长导线方向的电场分量和电场的垂直分量均是2个接地电极激发的;平行于长导线方向的磁场分量由2个接地电极所激发,而垂直于长导线方向的磁场分量为2个接地电极激发的垂直于长导线方向的磁场分量和线电流激发的磁场的叠加,磁场的垂直分量为线电流源所激发。进一步的结果分析表明,在均匀半空间上、大收发距时,2个接地电极激发的平行于长导线方向的电场分量和线电流激发的电场分量是相等的,2个接地电极激发的垂直于长导线方向的磁场分量和线电流激发的磁场分量是相等的,且它们的振幅与2个电极之间的距离成正比。

关键词：频率域层状大地模型接地长导线源电磁场

激发光谱法检测被污染环境水中SDBS与甜菜碱复配体系

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光学学报 2015年第3期35卷 394-402页

作者：石东坡尹先清郑延成陈武付家新任朝华长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北荆州434023

十二烷基苯磺酸钠（SDBS）与甜菜碱之间的相互干扰作用致使复配体系中二者的含量难以测定。采用向SDBS/甜菜碱复配体系中添加β-环糊精（β-CD）的方法来降低SDBS和甜菜碱之间的相互干扰,分别研究了β-环糊精对SDBS的激发性能、SDBS与... 详细信息

十二烷基苯磺酸钠（SDBS）与甜菜碱之间的相互干扰作用致使复配体系中二者的含量难以测定。采用向SDBS/甜菜碱复配体系中添加β-环糊精（β-CD）的方法来降低SDBS和甜菜碱之间的相互干扰,分别研究了β-环糊精对SDBS的激发性能、SDBS与甜菜碱之间的相互作用对检测的干扰影响及β-CD的抗干扰能力等因素。研究结果表明：添加β-CD能显著降低SDBS与甜菜碱的相互作用对检测的干扰,复配体系中SDBS及甜菜碱的回收率分别由103.9%~105.9%和103.4%~174.9%降低至101.8%~102.3%和102.3%~102.8%,检测准确性明显提高。将该方法应用于环境水样检测中,仍可准确检测二元复配溶液中的SDBS与甜菜碱含量。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）及核磁共振氢谱（1H-NMR）的表征结果表明,在水溶液中SDBS分子能从β-CD分子的宽、窄口径两端进入β-CD的内腔,进而形成β-CD—SDBS包结体,包结体的形成是β-CD具有抗干扰能力的原因。

关键词：光谱学十二烷基苯磺酸钠/甜菜碱复配体系 β-环糊精激发光谱干扰检测分析