2023年, 第45卷, 第04期　
刊出日期：2023-07-15

  

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  基于改进Xu-White模型的富有机质页岩横波预测方法研究

  乔汉青, 方慧, 杜炳锐, 许德鑫

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 411-419.

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  横波速度是储层表征描述、AVO分析和流体识别的重要信息。干酪根是富有机质页岩的重要成分且具有非固体非流体的特殊弹性性质，常规处理方法是将其等效为流体。这里提出了一种基于变化孔隙纵横比Xu-White模型的富有机质页岩横波预测方法，首先将干酪根同时等效为基质矿物和孔隙流体引入模型中，然后利用模拟退火粒子群算法，在约束条件下，反演出变化孔隙纵横比，并以变化孔隙纵横比初始化，模型构建富有机质变化孔隙纵横比Xu-White模型，最后结合测井信息与岩石物理模型预测横波速度。将该方法应用于中国西南部四川盆地东南焦石坝地区某井位，通过对比固定孔隙纵横比Xu-White模型方法与干酪根流体等效的变化孔隙纵横比Xu-White模型预测结果，验证了该方法的适用性和准确性。本方法将为富有机质页岩的研究提供更准确的横波速度资料。
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  地震拓频处理技术在S油田铜钵庙储层预测中的应用

  李文涛

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 420-427.

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  S油田主要含油层为铜钵庙组上部砂砾岩，为扇三角洲前缘分流河道砂体沉积。研究区纵向发育三套砂砾岩，是主要目的层，但砂体厚度薄，薄互层频率调谐严重，影响砂体分辨和储层预测。为实现三套砂砾岩的有效区分，采用井震结合的地震资料谱蓝化处理，将频带由10 Hz～60 Hz拓宽至10 Hz～90 Hz,极大提高了地震资料的分辨率和薄储层预测精度。在高分辨率地震数据基础上，采用波形指示反演，更高精度地描述了砂体纵向分布、平面展布及储层发育状况。实钻表明，基于地震拓频处理的砂体预测精度更高，在勘探开发及有利区评价和井位部署中能发挥更重要的作用。
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  地震波形分类技术在大情字井地区薄砂体预测中的应用

  王雷, 袁立川, 孟庆岩, 柯钦, 汪存圣, 王玉柱, 王思宇, 刘滨莹

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 428-434.

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  受限于地震资料分辨率，薄砂体预测存在不确定性，一个地震波形多是由两期或者多期砂体叠置干涉形成，因此用振幅、频率等常规属性难以准确描述单期砂体平面非均质性特征。这里采用地震波形分类技术，以松辽盆地南部大情字井地区青一段3砂组为例，通过分析井震标定合成记录，研究三角洲外前缘相带不同砂体叠置模式下地震波形变化规律，建立研究区四种典型砂体叠置模式，利用自组织神经网络技术，选择合适的时窗，经过多次迭代，确定波形分类总数为8种，使每种砂体叠置模式对应两个地震模型道，从而根据时窗内不同地震波形的空间分布，精细描述不同砂体叠置模式的平面非均质性特征。与其他属性和地质统计学反演预测的砂体厚度符合率相对比，波形分类预测符合率远高于振幅类属性和频率类属性，并与井震反演预测符合率相当，说明地震波形分类在三角洲外前缘相带砂体预测中是一种高效准确的技术方法。
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  古潜山内幕构造及储集体刻画——以胜利油区富台潜山为例

  李卿武, 王兴建, 张强, 杜玉山, 翟亮, 徐耀东, 徐彦群

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 435-442.

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  碳酸盐岩潜山储层蕴含资源量巨大，勘探前景广阔，是胜利油田的接替新领域。碳酸盐岩潜山油气藏多受构造活动、岩性变化和流体溶蚀等影响，其内幕储集空间非常复杂，油气开发难度大，准确地描述裂缝空间分布是潜山油藏开发的基本前提。这里以胜利油区富台潜山为例，通过研究该区域的地质背景并结合测井、地震资料对其进行地层划分，以深度学习为辅助手段实现了对全区进行高效的裂缝预测；在裂缝预测结果基础上进行断缝溶储集体刻画，并结合多地层的古地貌准确直观地展示了刻画结果。
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  川东三叠系白云岩与蒸发岩差异组合测井相模式及勘探意义

  林晓杨, 张兵, 肖红平, 曹高权, 刘人和, 曹倩, 王艳, 郑元超, 施亦做, 杨凯, 裴文彬

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 443-452.

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  川东三叠系蒸发岩与白云岩共生体系中，赋存了丰富的油气资源和大量富含稀有元素的深层卤水，开发潜力巨大。这里根据岩心、薄片、钻测井等资料，结合前人的研究，总结了白云岩与蒸发岩的岩性特征及差异组合序列，将其分为A、B、C、D四种常见组合序列类型：白云岩上覆蒸发岩、蒸发岩上覆白云岩、白云岩与蒸发岩互层、厚层白云岩，分别对应钟形、漏斗形、尖指形和箱形四种测井相模式，探讨了不同组合下的沉积环境，进一步厘定川东地区三叠系白云岩与蒸发岩差异组合的测井-沉积综合模式，并利用实例进行可靠性验证，同时通过分析研究区内井资料和镜下薄片资料，发现D型组合序列最有利于卤水发育，对川东地区下一步的“天然气、深层卤水”兼探具有重要意义。
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  银额盆地苏红图坳陷重磁场与岩浆岩分布特征研究

  刘建利, 强洋洋, 段瑞锋, 李博克, 刘磊

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 453-462.

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  岩浆岩的空间展布是地球物理资料解释中的重点也是难点。为了解地下岩体的分布特征，这里根据银额盆地苏红图坳陷1:50 000重磁数据及其物性特征，利用RGIS软件平台的随机子域加权物性反演法及结合约束条件实现了重磁三维反演研究，获得了研究区内岩浆岩的空间展布形态，其岩体分布与构造单元基本对应。通过地质、钻探资料推断其可能为酸性岩体，但也有部分低密度体可能是低密度沉积岩的反映。结合剩余磁异常推断其可能为超基性-中基性岩体，该结果不仅对区内岩体空间发育范围和分布规律具有重要研究价值，而且对银额盆地油气地质勘探及深部找矿具有重要的指导作用。
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  基于CDI和拟二维反演的时间域航空电磁数据级联解释方法

  王键, 陆从德, 张澎

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 463-477.

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  时间域航空电磁法(ATEM)是一种具有大面积探测，探测速度快、相对成本较低、受地形地貌影响较小等优点的地球物理方法。由于航空电磁数据量巨大，三维反演成本太大，目前主要使用一维反演或者拟二维反演方法来进行解释。对于航空电磁探测而言，大面积探测区域和复杂地形条件使得研究人员很难获取到勘探区域的地质信息，因此反演时选取初始模型变得很困难。而电导率-深度成像(CDI)无需建立初始模型，即可快速获得地下介质的大致电性分布情况。因此CDI结果可以用来作为反演的初始模型，应对缺少地质信息的区域。本次研究中，提出CDI与拟二维反演的级联解释方法。首先使用CDI方法来近似估计地下介质的电导率和深度；其次在此基础上建立反演的初始模型；最后采用横向约束反演(LCI)方法对ATEM数据进行反演。通过对理论数据和实测数据的实验得出，CDI与拟二维反演的级联解释方法能够在获得较好的反演结果的同时减少计算时间。
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  航空瞬变电磁全时域全空域快速成像

  郑建波, 李美艳

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 478-483.

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  航空瞬变电磁法以其快速高效的优势已获得广泛应用，然而航空瞬变电磁采样密集，数据量巨大。为了实现航空瞬变电磁观测数据的快速解释，开展航空瞬变电磁快速成像算法研究。利用反函数定理建立成像迭代格式，并在成像过程中考虑发射源高度和观测时间的影响，进而实现航空瞬变电磁全时域全空域快速成像。这里首先给出了全时域全空域成像理论和实现方法，然后对航空瞬变电磁装置进行了介绍，最后建立了典型采空区模型，利用开发的航空瞬变电磁全时域全空域视电阻率成像方法进行数据成像，成像结果与真实模型基本一致，验证了方法的有效性。
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  Transformer网络在大地电磁反演成像中的应用

  刘高村, 王绪本, 袁崇鑫, 李德伟, 谢卓良

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 484-496.

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  传统大地电磁反演通常是基于确定性梯度的迭代求解，不仅需要大量时间计算雅可比矩阵，还依赖于初始模型的输入和正则化因子等参数的设置。近年来学者们不断引入机器学习方法以试图改善大地电磁反演，该方法不需要计算雅可比矩阵，不用输入初始模型，训练好的网络仅需几毫秒就可实现反演成像。这里利用Google团队提出的Transformer神经网络经典框架搭建大地电磁数据和模型之间的映射网络，以9 240组正演数据为样本，对Transformer网络参数进行训练。采用南非开源大地电磁数据，实现了由视电阻率图像到电阻率模型的反演成像。研究表明：(1)经训练后的Transformer网络可以较准确的反映出异常体位置和大小；(2)网络实现了简单的矩阵并行化运算，大幅度提高训练的效率，且成像效率高于传统的反演。
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  有限长接地导线源电磁场三维正演研究

  万文涛, 嵇其伟

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 497-504.

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  长接地导线源的一维解析解可以通过对电偶极源解沿导线方向积分获得，而三维模型中则难以直接加载。这里将长接地导线源看作多个电偶极源的组合，利用交错采样有限差分法，进行了直接计算电场总场的有限长接地导线源电磁场三维正演研究，并验证了算法的正确性。正演模拟时为消除场源奇异性，用电流密度呈伪delta函数分布的等效源来代替点源。
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  半航空瞬变电磁法正反演算法及岩溶洼地实测数据验证

  杜兴忠, 李永铭, 李万荣, 郭明, 高嵩, 李登柯

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 505-513.

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  半航空瞬变电磁法(semi-airborne transient electromagnetic, SATEM)是一种新型电磁勘探技术，相比较于传统地面瞬变电磁法，勘探工作不受地形条件制约。特别是岩溶地貌地区，由于地形条件复杂，地面勘探工作很难开展。因此这里将SATEM应用于贵州某岩溶地貌地区的储能水电站工程探测。由于SATEM系统独特的工作方式，将会导致信号中噪声成分复杂，单点反演结果可靠性差，而过度的滤波会可能导致关键信息的丢失。据此首先根据岩溶地貌的两个经典构造模型设计了正演模拟，并在正演模拟的响应信号中加入噪声以模拟野外实测信号再反演计算，分析了使用单点正则化阻尼最小二乘反演和横向约束的阻尼最小二乘反演法刻画各模型的能力差异，理论上证明横向约束反演方法的优越性。最后将两种反演方法用于解释某储能水电站勘探的实测数据，反演结果与实际地质资料具有较好地对应，表明了SATEM用于岩溶地貌勘探的是可行的，且效果明显。
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  音频大地电磁法在孔雀河流域地下水矿化度评价中的探索

  蒋忠祥, 赵长军, 艾斯卡尔·吐尔逊, 唐小平

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 514-522.

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  传统的地下水水质评价方法，是通过对地下水进行取样测试分析来确定含水岩组中水的矿化度，在开展大面积的地下水资源评价工作时，需要大量、系统的水样化验资料。这里以新疆库尔勒地区孔雀河流域地下水为研究对象，利用音频大地电磁测深得到的电阻率值，引入地层岩性、孔隙度、地温梯度等影响地层电阻率的重要参数，探索建立了估算地下水矿化度方法，并由此概略性地划分了孔雀河流域地下水水质。研究结果表明，利用音频大地电磁法来推算深层地下水矿化度具备可行性，相对于传统方法具有快速、高效的优点。
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  等值反磁通瞬变电磁在隧道超前地质预报中的解释方法研究与应用

  赵晓亮, 冉军, 雷凯, 刘黎东, 裴世建, 张继锋, 张吉振

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 523-530.

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  瞬变电磁法具有对低阻体反应灵敏的特点，在探测隧道掌子面前方含水或充泥断层、破碎带等低阻不良地质体上具有独特的优势。这里首先简单介绍了等值反磁通瞬变电磁法的原理及特点，然后通过对隧道全空间域高低阻模型一维正演曲线响应特征、视电阻率及视纵向电导曲线的解释特点和效果进行较为全面地分析研究，提出并分析了视电阻率等值线图与视纵向电导断面图联合解释方法。最后通过两个应用案例，总结出等值反磁通瞬变电磁在隧道超前地质预报成果解释中的一些特点和规律。结论表明，等值反磁通瞬变电磁方法适用于隧道超前质预报工作，能够有效提高预报成果的精度及准确度。
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  金属颗粒极化中场激发双电层的电荷和电场特征研究

  张明月, 刘浩琦, 曹辉, 王红涛, 陈小强

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 531-541.

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  金属颗粒与溶液界面处的场激发双电层是地下含金属介质表现出低频极化现象产生的基础之一，极化过程涉及到外电场、极化电场和扩散场在溶液和颗粒双相介质内的复杂耦合，探究这些物理场在极化中的作用具有重要意义。这里基于Wong极化模型对场激发双电层的极化电荷和不同物理场特征进行详细地分析，首先推导双电层中极化电荷产生的指数衰减电场和偶极子电场，通过计算颗粒和溶液极化电荷密度随频率的变化，明确了极化过程中电荷和不同物理场的变化规律以及对电导率频散的影响，最后利用数值模拟研究颗粒形状对极化电场和电导率频散曲线的影响。结果显示，偶极子电场是引起电导率产生频散现象的主要因素，而指数衰减电场和扩散场是影响溶液极化电荷密度的主要因素，且金属颗粒的形状与极化电场和极化率密切相关。本研究为从微观角度认识金属的激发极化过程和解释电导率频散数据提供了一定的借鉴。
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  山东省淄博市博山区富硒土壤分布及发育影响因素初步探讨

  魏正宇, 胡兆国, 张保涛, 陈琦, 李成习, 张玮, 张永三, 谢立峰, 安星宇

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 542-550.

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  以淄博市博山区土地质量调查工作为基础，研究了该区硒的地球化学特征，探讨了土壤富硒来源和影响因素。研究发现：博山区土壤中硒的背景含量远高于全国土壤背景值，达到0.43 mg·kg~(-1);研究区50.09%的土壤处于足硒状态，42.89%的土壤处于富硒状态，富硒土地资源丰富。土壤硒含量的分布受成土母质、土壤类型和有机质等影响明显，主要受成土母质控制，具有明显的继承性；广泛出露的富硒岩层(特别是煤矿层)是影响土壤含硒量高低的主要因素。
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  关于水电站工程区探硐封堵质量检测方法探讨与应用

  葛宝, 张继伟, 王勇, 姚德兀

  物探化探计算技术. 2023, 45(04): 551-558.

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  水电站工程因前期勘察的需要，在坝址区、厂房区会布置一定数量的探硐，部分探硐与地下建筑物连通或穿越防渗帷幕线和坝基固结灌浆区。在施工过程中，所有探硐均需进行封堵，其中大坝建基面附近及帷幕防渗部分探硐封堵质量对工程安全质量尤其关键。因此，对关键部位探硐封堵质量的检测，是关系到整个水电站后期安全运行的重要因素。这里以溪洛渡水电站工区探硐封堵质量检测工程实践为例，根据帷幕灌浆区、固结灌浆区不同的设计要求，针对性运用钻孔压水、试验钻孔全景图像、钻孔单孔声波及芯样强度抗压试验检测方法进行质量检测。通过上述综合检测方法获取了硐室封堵段各项质量评价指标，从而进一步消除安全隐患，对类似工程问题具有借鉴意义。