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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

丽水—椒江凹陷月桂峰组沉积物源性质及其物源方向:来自碎屑锆石U-Pb年代学和重矿物成分的证据

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地球科学 2024年第4期49卷 1339-1351页

作者：湛君明唐友军刘彬徐雨伍炼华王庭旭陈培长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验湖北武汉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

月桂峰组是丽水-椒江凹陷的主力烃源岩层,但其物源的研究薄弱,给油气勘探带来较大的困难.通过锆石U-Pb测年和重矿物分析等方法,对月桂峰组物源特征、差异及其地质意义进行系统分析对比.结果显示:物源以中酸性火成岩为主,含有少量变质岩... 详细信息

月桂峰组是丽水-椒江凹陷的主力烃源岩层,但其物源的研究薄弱,给油气勘探带来较大的困难.通过锆石U-Pb测年和重矿物分析等方法,对月桂峰组物源特征、差异及其地质意义进行系统分析对比.结果显示:物源以中酸性火成岩为主,含有少量变质岩,年龄以130~100 Ma为主,主要含有锆石、赤褐铁矿和磁铁矿等稳定重矿物;椒江凹陷与丽水东次凹物源主要来自雁荡凸起,丽水西次凹物源主要来自闽浙隆起带;少量火成岩和变质岩来自研究区附近的基底;锆石圆度偏好和ZTR值较高,说明物源经过中长距离搬运,这有利于中酸性岩浆岩中的石英和长石矿物富集,形成抗压实较好的石英质砂岩储层.

关键词：物源分析锆石U-Pb同位素定年重矿物分析矿床学

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

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

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

基于蒙特卡洛分块预训练字典的地震数据去噪方法

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地球物理学进展 2024年

作者：白敏马昭阳周子翔长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学地球物理与石油资源学院

K奇异值分解（K Singular Value Decomposition，KSVD）字典学习已经成功应用到了地震数据去噪领域。为了更高效、充分和准确地利用数据，本文提出了一种基于蒙特卡洛分块的滤波字典学习方法（Monte Carlo - filter dictionary learning... 详细信息

K奇异值分解（K Singular Value Decomposition，KSVD）字典学习已经成功应用到了地震数据去噪领域。为了更高效、充分和准确地利用数据，本文提出了一种基于蒙特卡洛分块的滤波字典学习方法（Monte Carlo - filter dictionary learning，MC-FDL）用于地震数据去噪，该方法使用蒙特卡洛分块获得预训练字典，使得字典更大程度上学习到信号的特征。首先，计算所有数据块的方差，对于每个数据块产生均匀分布的随机数，如果块的方差大于随机数，则选择该块作为字典中的一个原子。然后通过KSVD算法训练更新字典，利用中值滤波滤除字典原子中噪声的干扰，使字典更加突出表现地震数据的特征，之后将训练好的字典用于地震数据去噪，通过合成和实际地震数据测试了提出方法的去噪性能。最后，详细讨论预训练字典中不同的数据预处理方法以及不同选块方式对去噪结果的影响，由此确定本文的选块策略，并对未来工作进行展望。

关键词：地震数据去噪字典学习蒙特卡洛中值滤波

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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松辽盆地中央坳陷及邻区三维地热地质建模与地热资源靶区优选

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地质科学 2024年第1期59卷 235-248页

作者：李文靖肖红平饶松施亦做张翘然黄顺德胡光明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 中国石油勘探开发研究院北京100083

三维地热地质建模能够直观反映地质体温度场分布格局,有助于圈定地热资源有利靶区。本文利用地球物理及钻孔资料、岩石热物性数据对松辽盆地中央坳陷区进行三维地质建模及温度场模拟,通过钻孔测温和实测大地热流数据,验证了地热地质模... 详细信息

三维地热地质建模能够直观反映地质体温度场分布格局,有助于圈定地热资源有利靶区。本文利用地球物理及钻孔资料、岩石热物性数据对松辽盆地中央坳陷区进行三维地质建模及温度场模拟,通过钻孔测温和实测大地热流数据,验证了地热地质模型的可靠性。结果表明,中央坳陷在1.0~4.0 km深度的温度分别为30.3℃~62.8℃、68.2℃~120.2℃、110.5℃~166.7℃、158.4℃~214.2℃。4.0 km深度内地温梯度介于36.9℃/km~57.4℃/km之间,平均地温梯度为48.4℃/km。嫩江组、姚家组二段—三段、青山口组二段—三段和泉三段—四段4套主力热储底板温度分别介于15.8℃~71.4℃、23.6℃~88.6℃、31.8℃~107.4℃和48.9℃~133.4℃,其中华字井阶地、大庆长垣、宾县王府凹陷为热储温度高值区。研究区现今地温场主要受基底起伏的控制,基底和沉积层热导率的差异引起的热流“折射”效应促进了浅部热量的再分配,形成了凹凸相间的地温场分布格局;此外,断裂构造对地温场高异常区的分布也有显著影响。结合热源、通道和储盖组合特征,圈定大庆长垣中部地区泉头组三段—四段为松辽盆地中央坳陷地热资源开发有利靶区。

关键词：三维地热地质建模地热资源靶区热储温度松辽盆地中央坳陷

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年第4期42卷 1433-1446页

作者：林舒敏张敏李洪波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

【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... 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C_(19)TT为主峰,C_(19)TT、C_(20)TT、C_(21)TT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、C_(24)四环萜烷含量也较丰富,C_(24)四环萜烷/C_(26)TT比值介于2.39~32.54,平均值为9.80、C_(28)三环萜烷和C_(29)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C_(23)TT为主峰,C_(19)TT、C_(20)TT、C_(21)TT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、C_(24)四环萜烷含量不丰富,C_(24)四环萜烷/C_(26)TT比值主要介于0.42~0.77,平均值为0.54、C_(28)三环萜烷和C_(29)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类烃源岩迥然不同;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C_(23)TT,另一方面C_(19)TT、C_(20)TT、C_(21)TT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、C_(24)四环萜烷/C_(26)TT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