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考虑激电效应的三维时移大地电磁法正演研究

地球物理学进展 2024年

作者：代博帅黄鑫曹晓月严良俊谢兴兵油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)

大地电磁法是一种广泛应用于油气资源领域的勘探方法，时移大地电磁法通过观测地下电性构造和界面，随时间的变化引起的时变大地电磁响应，进而实现对油藏动态分布和界面变化监测。传统时移大地电磁法监测模拟是基于各向同性理论和规则... 详细信息

大地电磁法是一种广泛应用于油气资源领域的勘探方法，时移大地电磁法通过观测地下电性构造和界面，随时间的变化引起的时变大地电磁响应，进而实现对油藏动态分布和界面变化监测。传统时移大地电磁法监测模拟是基于各向同性理论和规则网格，然而储层的激电效应广泛存在，忽略激电效应会对油藏动态监测带来解释误差和困难，对复杂地形和油藏开发后期高含水具有激电效应的非常规油气储层适用性差。为了解决以上问题，本文首先引入Cole-Cole复电阻率模型表征储层介质的激电效应，结合基于非结构四面体单元的有限元实现了考虑激电效应的三维时移大地电磁算法。然后，通过考虑激电效应的一维模型解析解验证了本文三维算法正确性。其次，设置并分析了不同的激电参数变化对油气储层的特征响应，讨论了时移电磁监测的分辨能力。最后，设置理论模型和涪陵地区油藏模型分析储集油层驱替前后产生的时移电磁异常。研究表明：储层激电参数变化导致时移大地电磁测深响应差值明显，可用于推断出储集油层的时移变化过程。在油藏驱替的增进过程中不同模式的响应差值对驱替波及区边界的灵敏性不同，其中△ρxya可以有效反映界面的x方向的变化，而△ρyxa则反之。

关键词：时移大地电磁法三维有限元法激电效应动态监测

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基于差分进化算法的瞬变电磁一维反演

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 343-351页

作者：王少杰周磊谢兴兵毛玉蓉程见中严良俊长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100

实际采集的瞬变电磁数据包含电磁感应和激发极化效应,如何准确提取电阻率和极化率信息是电性源瞬变电磁数据处理的关键。首先,基于Cole⁃Cole复电阻率模型实现有限长电性源瞬变电磁法一维正演,在此基础上提出一种基于差分进化算法的电性... 详细信息

实际采集的瞬变电磁数据包含电磁感应和激发极化效应,如何准确提取电阻率和极化率信息是电性源瞬变电磁数据处理的关键。首先,基于Cole⁃Cole复电阻率模型实现有限长电性源瞬变电磁法一维正演,在此基础上提出一种基于差分进化算法的电性源瞬变电磁一维反演方法。然后,在传统差分进化算法的基础上引入反向学习策略及控制参数自适应调节,加快反演的收敛速度,同时在目标函数中引入约束条件,构成最小构造反演,降低反演的多解性。最后,基于典型的三层地电模型和复杂多层模型进行理论模型测试,反演结果可有效恢复模型的电阻率和极化率。利用实测资料进行反演,反演得到的电阻率与OCCAM反演电阻率基本一致。在此电阻率约束的基础上,进一步反演得到极化率信息。反演结果准确地提取了实测数据中的电阻率信息,得到了地下介质的极化率分布,证明了算法的准确性和适用性。

关键词：一维反演自适应差分进化算法反向学习策略电阻率极化率瞬变电磁

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几种常见的瞬时频率计算方法研究

地球物理学进展 2024年

作者：田广赵岩长江大学地球物理与石油资源学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)

瞬时频率是一个重要的地震属性，其有助于油气藏识别，对储层预测工作具有重要意义。本文详实地回顾了多种常见的瞬时频率计算方法，并利用解析正弦信号进行测试，将各算法的瞬时频率计算结果与正弦信号的理论解析瞬时频率进行对比，并... 详细信息

瞬时频率是一个重要的地震属性，其有助于油气藏识别，对储层预测工作具有重要意义。本文详实地回顾了多种常见的瞬时频率计算方法，并利用解析正弦信号进行测试，将各算法的瞬时频率计算结果与正弦信号的理论解析瞬时频率进行对比，并通过计算与理论解析瞬时频率的互相关系数、误差及各算法运算时长进行综合分析，对比各种瞬时频率计算方法。为了进一步测试各算法的性能，将复杂信号应用到各瞬时频率计算方法中进行分析对比。解析信号和复杂信号的测试结果表明，对于不同类型的数据各算法的性能表现也各有不同，能够较准确地计算出简单解析信号的瞬时频率的方法在计算复杂信号的瞬时频率时会出现野值、“负频率”或计算结果不精确等情况。并且，瞬时频率计算时出现的野值与“负频率”会将实际有效的瞬时频率信息淹没，攻克野值与“负频率”问题还需要进一步的工作。

关键词：瞬时频率复地震道分析 “负频率” 地震勘探

基于门控循环单元网络的低阻油层测井流体识别方法

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科学技术与工程 2024年第12期24卷 4932-4941页

作者：龚宇刘迪仁长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100

研究区块低阻油层发育广泛,油层和水层的电阻率相差不大,导致测井流体识别较为困难。为了有效识别低阻油层,采用少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique,Smote)对油水同层,油层等少数类样本进行过采样使数据集均衡... 详细信息

研究区块低阻油层发育广泛,油层和水层的电阻率相差不大,导致测井流体识别较为困难。为了有效识别低阻油层,采用少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique,Smote)对油水同层,油层等少数类样本进行过采样使数据集均衡;并利用门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)网络模型进行低阻油层的流体识别。通过相关性分析确定自然伽马(GR)、深侧向电阻率(RD)、密度(DEN)等8条测井曲线数据作为输入训练模型,应用于中实际资料中,并将GRU与传统RNN和其他3种机器学习算法对比。结果表明:序列数据模型的流体识别效果比传统机器学习模型好,且基于Smote-GRU的流体识别模型的符合率达到89.5%,相对传统循环神经网络(recurrent neural network,RNN)的81.1%,取得了较好的应用效果。通过对照试验还证实了Smote算法提高了分类器对少数类样本的识别率。所提出的方法可为样本不均衡的低阻油层的流体识别提供参考。

关键词：低阻油层流体识别不均衡样本门控循环单元(GRU)

地幔对流反转:来自全球反转构造的透视和构想

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中国地质 2024年第2期51卷 483-498页

作者：胡望水李希元唐永李涛雷中英长江大学地球科学学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100

【研究目的】全球中生代与新生代油气盆地在其发育某一阶段发生了构造反转,早期的裂陷盆地在反转期被反转盆地叠加与改造,本文以地幔对流反转作用(区域性反转作用或局部性反转作用)为视角,尝试对地壳表层反转构造成因提出深部解决途径... 详细信息

【研究目的】全球中生代与新生代油气盆地在其发育某一阶段发生了构造反转,早期的裂陷盆地在反转期被反转盆地叠加与改造,本文以地幔对流反转作用(区域性反转作用或局部性反转作用)为视角,尝试对地壳表层反转构造成因提出深部解决途径。【研究方法】基于地球物理资料,借助构造地质学、地球物理学研究手段,对全球中、新生代盆地在白垩纪末期、古近纪末期的构造反转事件及反转构造特征进行归纳与对比,研究大洋、大陆板内裂陷盆地正构造反转时间,与其之临近的陆陆板块间造山带内负反转构造事件时间具有同期性,建立了反转构造发育的地幔对流反转模型,研究盆山耦合与局部性地幔对流单元及其变化的关联性。【研究结果】大量证据表明大陆板内裂陷盆地正构造反转时间,与其之临近的陆陆板块间造山带内负反转构造事件时间具有同期性,例如大别造山带造山挤压、伸展塌陷与南华北盆地及合肥盆地伸展裂陷、收缩反转分别具有对应关联性,这种盆山耦合推测是由局部性地幔对流单元及其变化所制约关联起来的。造山带的垮塌不是由于板块间的俯冲作用减弱或汇聚速率减小而引起的重力垮塌,推测根本原因可能是地幔对流方式、方向的改变所引起的间歇性伸展裂陷。大洋板内裂谷(大洋中脊)的正反转构造作用时间与俯冲带内负反转构造作用时间也具有同期性,尽管目前的证据不是很充分。无论板块间活动带内反转构造事件下的反转构造,还是板内裂陷盆地内的反转构造作用下产生的反转构造,都标志着这些构造单元的构造演化进入到一个新的发育演化阶段。【结论】反转构造产生的动力机制涉及到的地幔对流的反向流动,地幔对流反转所引起的岩石圈或地壳反向收缩运动导致盆地反转收缩变形。本构想的深远意义是对地幔对流状态、动力及其变化的理解、研究将会对板块反向运动启动机制研究产生深远的影响。

关键词：反转构造盆地反转俯冲带反转地幔对流地幔对流反转反转机制

基于多尺度CT扫描的长岭凹陷青一段储层特征及渗流机理

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断块油气田 2024年

作者：杨沛胡望水崔莺莺陈慧古楠玲赵铭长江大学地球科学学院长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室

基于CT扫描实验，从全直径、25mm和2mm样品3个尺度对长岭凹陷青一段细粒沉积岩采用三维重构技术建立了不同尺度下的数字岩心，并统计分析了储层孔喉结构参数，开展了单相渗流模拟，建立了不同岩性的储层发育模式。研究表明：1）泥质粉... 详细信息

基于CT扫描实验，从全直径、25mm和2mm样品3个尺度对长岭凹陷青一段细粒沉积岩采用三维重构技术建立了不同尺度下的数字岩心，并统计分析了储层孔喉结构参数，开展了单相渗流模拟，建立了不同岩性的储层发育模式。研究表明：1）泥质粉砂岩和页岩裂缝发育，孔隙度较高，且成岩矿物也较发育，能对储层起保护作用。2）细粒沉积岩储层孔隙半径均以小于2μm为主，含粉砂泥岩大孔喉较多，页岩次之，纯泥岩最差，孔喉形状均以三角形为主，但含粉砂泥岩孔隙形状相对规则。3）含粉砂泥岩在不同尺度下连通性均好，具备较强渗流能力，然而，页岩和纹层含裂缝纹层状泥岩只能在大尺度下渗流，纹层泥岩和粉砂质条带泥岩只在小尺度下连通性好。4）建立了不同岩性储层模式，含粉砂泥岩以孔隙-裂缝型储层发育模式为主，大尺度下裂缝是渗流通道，小尺度连通孔隙和喉道是渗流通道；页岩以中孔孔隙和裂缝作为储集空间和渗流通道；泥岩的储层发育模式受控于沉积构造和砂含量，分别发育裂缝型、裂缝-小孔型和小孔型3种模式。

关键词：孔喉结构渗流机理数字岩心长岭凹陷松辽盆地

鄂尔多斯盆地上古生界煤系烃源岩三环萜烷成因探讨

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沉积学报 2024年

作者：林舒敏张敏李洪波油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学) 油气地球化学与环境湖北省重点实验室(长江大学资源与环境学院)

【目的】鄂尔多斯盆地煤系烃源岩发育，其饱和烃中三环萜烷含量丰富，但其三环萜烷分布模式在研究区表现出较大的差异性，因此探讨其差异性的主控因素具有重要意义。【方法】利用气相色谱和色谱—质谱分析技术，对鄂尔多斯盆地上古生界2... 详细信息

【目的】鄂尔多斯盆地煤系烃源岩发育，其饱和烃中三环萜烷含量丰富，但其三环萜烷分布模式在研究区表现出较大的差异性，因此探讨其差异性的主控因素具有重要意义。【方法】利用气相色谱和色谱—质谱分析技术，对鄂尔多斯盆地上古生界26个煤系烃源岩样品饱和烃进行了详细地剖析。【结果】根据三环萜烷(TT)的分布特征将研究区烃源岩样品划分为三种不同类型的分布模式。Ⅰ类烃源岩以C19TT为主峰，C19TT、C20TT、C21TT含量逐渐减小的变化趋势，同时该类样品中Pr/Ph比值高，介于1.19～3.84，平均值为2.99、C24四环萜烷含量也较丰富，C24四环萜烷/C26TT比值介于2.39～32.54，平均值为9.80、C28三环萜烷和C29三环萜烷缺失，这类样品主要是腐殖煤和炭质泥岩，揭示出湖沼相沉积环境之特征；与之相反的Ⅱ类烃源岩的三环萜烷以C23TT为主峰，C19TT、C20TT、C21TT含量是逐渐增大的，而Pr/Ph比值低，比值主要介于0.34～0.90，平均值为0.61、C24四环萜烷含量不丰富，C24四环萜烷/C26TT比值主要介于0.42～0.77，平均值为0.54、C28三环萜烷和C29三环萜烷含量丰富，这类样品除了煤系泥岩之外还有腐殖煤和炭质泥岩，其沉积环境与Ⅰ类烃源岩差异迥然；Ⅲ类烃源岩的三环萜烷分布介于Ⅰ类和Ⅱ类烃源岩之间，一方面三环萜烷的主峰碳为C23TT，另一方面C19TT、C20TT、C21TT相对含量又依次降低并呈阶梯状分布的特征，此外Pr/Ph比值为2.07、C24四环萜烷/C26TT比值为3.53，两者均介于Ⅰ类烃源岩和Ⅱ类烃源岩之间。【结论】随着烃源岩热演化程度的增加，三环萜烷的总量展示了逐渐增大的变化趋势，但不同类型烃源岩的三环萜烷分布模式并没有发生明显变化，说明研究区煤系烃源岩三环萜烷的不同分布模式受有机质热演化程度影响较小，而主要受控于沉积环境和母质类型。

关键词：三环萜烷主控因素沉积环境煤系烃源岩鄂尔多斯盆地

海陆过渡相三角洲沉积体系陆源有机质沉积特征及其影响因素的模拟实验研究

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沉积学报 2024年第1期42卷 251-265页

作者：刘海徐耀辉李阳黄凌松吕奇奇刘忠保油气地球化学与环境湖北省重点实验室长江大学资源与环境学院武汉430100 油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学武汉430100 长江大学地球科学学院武汉430100

【目的】海陆过渡相三角洲沉积体系由于油气成藏条件优越,广泛发育陆源海相烃源岩,陆源有机质是其主要的母质来源。为了探究海陆过渡相三角洲沉积体系中陆源有机质的沉积特征及其影响因素,开展了陆源有机质沉积模拟实验。【方法】通过... 详细信息

【目的】海陆过渡相三角洲沉积体系由于油气成藏条件优越,广泛发育陆源海相烃源岩,陆源有机质是其主要的母质来源。为了探究海陆过渡相三角洲沉积体系中陆源有机质的沉积特征及其影响因素,开展了陆源有机质沉积模拟实验。【方法】通过碳硫分析仪检测总有机碳含量,结合3D激光扫描技术,实现了实验条件下陆源有机质搬运沉积过程的动态定量表征。【结果】(1)在三角洲平原,陆源有机质主要在河道漫溢处、废弃河道、砂坝背流面等部位局部富集,剖面上主要以透镜型、断续型、互层型分布;在三角洲前缘和前三角洲,有机质平面上呈席状展布,剖面上以厚度较大的条带型分布;(2)陆源有机质在缓坡三角洲体系搬运距离较远,随着三角洲沉积厚度逐渐增大,三角洲初始坡度对陆源有机质搬运距离的影响减小;(3)水动力强度和波浪是影响有机质搬运距离的重要因素,水动力越弱越有利于有机质的沉积,在三角洲平原低能环境中存在有机质局部富集区。波浪会阻止有机质向前搬运并在三角洲前缘形成多个砂坝,有机质沉积于坝间凹槽呈环带状;(4)在海陆过渡相三角洲沉积体系内,从三角洲平原到三角洲前缘—前三角洲区域的有机碳含量逐步升高,进入陆架区,随着搬运距离的继续增大,有机碳含量减少。【结论】通过深入研究陆源有机质的富集部位和影响因素,建立了水槽实验模式下陆源有机质沉积模式,这对海陆过渡相三角洲沉积体系的油气探勘开发提供了重要的依据。

关键词：陆源有机质 3D激光扫描沉积模拟沉积特征影响因素

川西南自贡地区二叠系茅口组储层裂缝特征及期次演化

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地质科技通报 2024年第3期43卷 180-191页

作者：马珂欣胡明毅史今雄邓庆杰长江大学地球科学学院武汉430100 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100

四川盆地自贡地区二叠系茅口组海相碳酸盐岩储层裂缝普遍发育,对储层的储集性能、渗流规律和油气富集具有重要影响。综合利用岩心、薄片、成像测井及分析测试等资料,明确裂缝成因类型及发育特征,分析裂缝形成时间,确定裂缝形成期次。结... 详细信息

四川盆地自贡地区二叠系茅口组海相碳酸盐岩储层裂缝普遍发育,对储层的储集性能、渗流规律和油气富集具有重要影响。综合利用岩心、薄片、成像测井及分析测试等资料,明确裂缝成因类型及发育特征,分析裂缝形成时间,确定裂缝形成期次。结果表明:自贡地区茅口组海相碳酸盐岩储层发育构造剪切裂缝、构造张性裂缝、水平层理缝和成岩缝合线;构造剪切裂缝为茅口组储层主要裂缝类型,以NEE和NNE走向为主,裂缝倾角介于20°~80°,延伸长度小于60 cm,充填程度较低,有效性较好;结合分析测试资料确定自贡地区茅口组储层裂缝形成于3期构造运动:第1期为海西晚期-印支早期,在华南板块顺时针运动派生的SW向应力作用下,发育少量剪切裂缝,裂缝多被矿物充填,属于裂缝次要发育时期;第2期形成于燕山晚期-喜山早期,在江南雪峰隆起产生的NW向应力作用下发育大量构造裂缝,是研究区裂缝主要形成时期;第3期为喜山晚期,裂缝形成于印度洋板块碰撞产生的NEE向挤压应力下,且裂缝多无充填,有效性较好。通过上述裂缝相关研究,为研究区有利勘探区带确立提供了依据。

关键词：裂缝储层发育特征形成期次海相碳酸盐岩茅口组自贡地区

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