地幔过渡带是地球内部重要的储水带，其内部间断面的厚度及两侧地震波的速度跃变可对过渡带附近的含水量和矿物组分提供重要约束。笔者利用中国东北地区4个流动台阵的公开地震数据，提取出多频段Pds转换波的振幅信息，基于马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC)同时反演获得了该地区410 km间断面的厚度及两侧的横波速度跃变值。结果显示，中国东北地区410间断面厚度达到～25 km,横波速度在该深度范围内增加了约6.9%。笔者认为是滞留在过渡带底部的太平洋板块持续脱水，增加了过渡带顶部的含水量(>0.5 wt%),使该处矿物处于或高于流体饱和状态，导致该处矿物发生部分熔融，形成低速低阻异常体的同时使410间断面相较于无水情况(～7 km)发生了显著增厚。

传统野外剖面实测无法从整体和全局角度对剖面进行研究，实测工作受地形起伏影响较大，难以测量高危险区露头，地质学家根据实测数据所建二维露头地质模型难以在空间位置上与剖面紧密关联。论文分析了实测剖面所面临的问题，通过无人机倾斜摄影技术采集不同航高的带有坐标信息和纹理特征的露头倾斜影像，使用处理软件构建露头三维模型，具备覆盖范围广、剖面重点岩层精度高等优势，能弥补传统野外剖面实测的不足。笔者将剖面实测与无人机倾斜摄影三维建模技术相结合，利用露头三维模型辅助剖面实测和研究工作。研究表明：(1)露头三维模型具备真实三维场景和坐标信息等优势，能从任意位置和角度进行剖面研究，尤其是高坡、悬崖等危险露头区；(2)露头三维模型能从整体和全局角度进行剖面实测路线规划、标定地层界限、记录实测轨迹及重要地质观察点等信息；(3)利用露头模型重点岩层区具备毫米级分辨率图像，能清晰、直观地进行剖面岩层分层、岩性识别、厚度量算及沉积旋回分析；(4)能轻易地解决剖面实测中对高陡长剖面的岩层层面追踪的问题；(5)对地层重点分界线，可进行剖面发育情况，组间接触情况和剖面岩层层序的划分。因此，将露头三维模型应用在剖面实测和研究中，对剖面实测工作的开展及露头地质知识库的建立大有裨益。

由于铁路路基病害对铁路运输安全影响较大，探地雷达可以对路基进行高效和连续成像，因此它被广泛应用于铁路路基无损检测。在应用探地雷达对铁路路基病害进行检测时，轨枕干扰会影响路基病害的识别和定位，因此需要研究合适的处理方法对轨枕干扰进行有效地抑制。笔者分析了轨枕干扰的时域、频域、空域、时频域、空频域以及统计相关性的特性，发现了轨枕干扰在时域、频域、空域、时频域、空频域都有不同程度的重叠现象，并且从统计相关性上来看，整体较高。此外，探地雷达铁路轨枕干扰特性还为选择轨枕干扰抑制方法提供了依据。

随着非常规油气勘探和开发技术的发展，尤其是页岩油气高效开发的需要，地应力的准确预测对页岩油气水平井轨迹设计和有利压裂区域的选取十分重要。笔者以各向异性等效介质理论为基础，以页岩各向异性岩石物理模型为驱动，基于宽方位地震数据开展高精度的叠前AVAZ反演，获得弹性参数及裂缝岩石物理参数，并结合地应力预测模型，实现地应力大小及方向的定量预测。通过理论模型测试与实际资料应用显示，该方法预测的地应力具有较高的精度，符合地质规律，且与微地震压裂监测结果及测井解释结果具有良好的一致性，有效指导了页岩油气水平井轨迹设计及压裂方案部署。

铝的工业用途广泛，铝土矿是全球化背景下的重要战略资源，对于我国国民经济的发展起着关键性的作用。风化壳型铝土矿的分布由于与地形地貌、岩性、地质构造关系密切，遥感技术在其勘探中的应用越来越广。如何综合各类遥感数据的优势进行控矿因素及蚀变信息提取也成为风化壳型铝土找矿勘探工作中探讨的重点。笔者在风化型铝土矿地质特征及控矿因素分析的基础上，以柬埔寨蒙多基里省森莫诺隆地区为研究区，选择“珠海一号”OHS高光谱数据与Landsat-8多光谱数据进行预处理和数据融合，采用主成分分析(Principal Component Analysis)方法进行研究区铝土矿化异常信息提取，分析铝土矿异常信息的波谱特征及其找矿指示意义，筛选铝土矿化异常信息，并进行分级显示。研究结果显示：(1)采用高光谱与多光谱遥感数据融合能够依据控矿要素特征进行与成矿物质类型及空间形态特征相关异常信息的提取，融合数据不仅弥补了所选高光谱数据波段范围有限的缺点，而且还保留了较高空间分辨率和光谱分辨率的优势；(2)基于融合高光谱与多光谱数据所提取的遥感异常信息与区内玄武岩及其风化物、地形地貌的空间展布特征高度相关，筛选的铝土矿化异常分布范围主要集中在区内铝土矿的露天开采区及邻近区域；(3)综合异常与已知矿(床)点重合度较高，并与风化壳型铝土矿的岩性、地形地貌等主要控矿因素的空间相关性强。研究成果有利于找矿靶区圈定和综合异常潜力区的筛选，对境外同类型铝土矿的早期勘探和靶区快速优选具有技术支撑作用。

顺北地区位于塔里木盆地沙漠腹地，地表全部为沙漠覆盖，多垄状高大沙丘，高程变化剧烈，激发接收条件较差。但该区油气资源丰富，且大多埋藏较深，目的层一般位于地下7 000 m以下的奥陶系，对采集地震资料品质要求较高。因此，正确地选择施工时间以及激发接收条件是地震勘探的首要环节，直接影响采集地震资料的品质，是地下地质成像的基础。笔者介绍了A区采集夏季施工过程中遇到的采集资料品质变化情况，通过检波器埋置温度、湿度以及深度变化等实验分析介质环境对采集资料品质的影响，确定沙漠区夏季采集受高温蒸发、风沙搬移作用影响，使地表沙质松散，检波器耦合性变差，进而加重采集高频噪音，严重影响采集资料品质。

地震资料由于地层吸收衰减等方面原因，地震剖面的纵向分辨率时常无法满足勘探开发的需求，因此需要对地震资料进行提频或者优势频带加强等处理。笔者基于时频分析的频率恢复技术，通过给定三维频率域编辑系数，并且通过三维空间线性插值、移动步长平滑等处理，得到对应三维地震数据体每一道数据的频率域频谱优化调整算子。再将频率域算子转时间域与地震数据进行卷积运算，实现对三维地震数据体振幅谱编辑，以此进行提高分辨率处理。模拟数据和实际地震资料验证测试表明，能够有效地对地震数据振幅谱进行优化处理，对于提高地震资料的分辨率、拓展资料频带、提高主频等具有很好的作用。

储层分选系数是评价碎屑岩沉积物分选的一个重要参数，而地层颗粒粒度大小及分布特征是计算分选系数的基础，沉积物的粒度通常是利用岩心样品在实验室中获取。当电成像测井资料分辨率足够高时，其电阻率值与粒径大小有一定的相对关系，那么电阻率频率分布曲线可以表示岩石粒度总体趋势分布，通过电阻率频率分布曲线，统计电阻率频率分布曲线上频率累积到25%、50%、75%处所对应的电阻率值的相对关系判断储层的分选性，建立公式计算储层“分选系数”;依据“分选系数”大小把储层划分为三种岩石物理相并建立渗透率评价模型。实际处理渤海油田LD井，计算得到的“分选系数”与岩心实验室测量分选系数在趋势上吻合较好，验证了该方法的可靠性与正确性，建立基于岩石物理相约束下的渗透率模型，提高了渗透率的计算精度，为地质油藏评价提供了更可靠的物性参数。

逆冲构造带是玉北地区奥陶系油气勘探重要领域，受窄方位地震采集和层间多次波混叠效应影响，逆冲构造带及洞型储层成像不能满足勘探部署需求，制约了该区已发现油藏的拓展。笔者在分析影响复杂构造成像关键因素的基础上，采用了OVT域道集规则化处理，弥补了常规三维地震空间采样不规则的缺陷。同时，通过使用近似垂直断裂带的长偏移距方位角道集进行成像，提高了构造带速度建模的精度，尽可能地削弱了层间多次波混叠效应。结合多次波VSP波场特征分析与应用，逆冲构造带及缝洞型储层的成像质量得到明显改善。

随着世界范围内油气资源的紧张，油页岩成为一种重要的能源来源。我国油页岩资源十分丰富，在国内多个盆地均有发现。新疆巴里坤县大长沟盆地东部在前期勘探中已发现有油页岩资源，但尚未进行详细勘探。通过钻井及测井资料，明确了研究区油页岩的测井曲线特征，构建了测井重叠图与交会图识别油页岩的方法。通过矿石含油率、工业分析、铝甑分析、元素分析等岩心实验，确定了研究区油页岩矿石品质，结果表明：研究区油页岩含油率为中等品质，灰分较低，含硫量低，油收率高，具有较高的工业开采价值。通过构建开发潜力指数，对研究区重点油页岩层进行了开发潜力评价，明确了研究区中部与西部为开发潜力较高的区域。

近年来地震勘探野外采集工区范围内覆盖了越来越多的各种大中型厂矿，给野外采集地震记录造成了十分严重的外源重型机械干扰，严重降低了原始资料信噪比。常规基于去噪思路的压制方法要么去噪力度不足，要么容易伤害有效信号，难以适应重型机械干扰的情况。将重型机械干扰视作正常单炮的交涉混叠单炮，将去噪问题转化为数据分离问题，采用以广义曲波变换和同步压缩变换为核心的稀疏反演数据分离技术对有效信号和机械干扰进行精准分离和去噪。数值模拟及龙门山前带YC工区实际资料应用表明，稀疏反演方法较常规去噪对重型机械干扰压制效果较好，能够有效提高单炮信噪比，改善成像质量。

水下闸基础为钢筋混凝土，具有特殊的工程结构，与航道内地层、淤泥、水体等环境具有明显的物性差异，本次利用GEM-2多频电磁法清晰准确地探测到了残留水闸的平面边界，利用高密度电阻率法、孔中磁梯度法较为有效地划定了残留水闸的垂向位置及厚度，同时结合水下地形扫描，精细地刻画了残留水闸的三维空间属性。

流体因子是识别孔隙流体和确定油气藏空间展布的重要依据。随着地球物理勘探向复杂化、精细化方向发展，储层解释面临的挑战也急剧增大。微观孔隙介质理论指出，地下岩石中发育大量力学性质不均一的孔隙和裂缝，当地震波传播时，赋存在较软的裂缝中的流体受挤压作用会喷射到相邻的硬孔隙中，产生挤喷现象，对流体流动和岩石受力产生一定的影响。常规Russell流体因子建立Biot理论的基础上，对孔隙流体流动的表征不够充分，可能带来一定的油气解释误差。因此，近年来发展出一种考虑挤喷效应的流体因子，提高了薄层流体识别的可靠性。本研究验证了考虑挤喷效应的K_fs流体因子反射方程的AVO特性，并根据弹性阻抗反演思路，提出了K_fs流体因子弹性阻抗直接反演方法，提高了K_fs流体因子预测的稳定性，为叠前地震流体识别提供了新思路。

边坡问题是露天矿山当前面临的一个重要安全问题，但地质雷达数据中大量隐藏信息未被充分利用与挖掘是制约地质雷达应用于边坡滑体精细探测效果的重要因素。针对该问题，笔者根据研究区露天边坡滑体特点将多属性分析技术引入地质雷达解释分析中，优选并提取了振幅属性、瞬时属性、频率属性等多种属性对边坡岩土体结构和地下水进行了精细分析，最后分别与高密度电法反演剖面及水文孔进行了验证对比。实践证明，地质雷达信号多属性处理与解释成果反映的信息准确丰富，在露天矿边坡滑体探测中切实有效，可为后续露天矿边坡滑体治理提供准确可靠的依据。

阿拉斯加由若干具有不同构造演变历史的地块构成，其南部边缘受太平洋板块向北美板块俯冲影响，整体构造运动活跃，具有很大的研究价值。本研究从美国阿拉斯加及加拿大西北部地区的310个台站共6年的背景噪声数据中提取出瑞利多阶频散曲线，最终得到研究区域地壳的三维横波速度结构。我们在阿拉斯加地下约10 km～20 km深度范围发现一广泛分布的中地壳低速层。该低速层位于阿拉斯加内陆区域，包括Seward半岛，Yukon-Koyukuk地块，Yukon-Tanana地块及阿拉斯加东南部部分区域。低速层与阿拉斯加四大地热区域中的两个(CAHSB和SEP温泉分布区)高度重合。中地壳低速层与当地地热资源的对应性一定程度上证实了我们所得速度模型的可靠性，同时对该低速层的进一步研究或许有助于阿拉斯加温泉带起源的探索。

根据富有机质页岩的岩石物理特征，提出了一种新的各向异性双孔等效模型的建立流程，并以此为基础实现了页岩地应力的有效预测。新模型考虑了页岩气地层中包括矿物成分(有机质、粘土、石英等),含气饱和度以及发育的微裂缝等因素的综合影响。首先视页岩地层为具有垂直对称轴的横向各向同性介质，针对页岩较为复杂的微观孔隙结构进行简化处理，将孔隙空间分为硬孔隙空间和软孔隙空间(裂缝孔隙)两部分。通过构建等效矿物背景基质，孔隙添加及流体替换三个步骤实现了富有机质页岩模型的建立。基于模型对横向各向同性页岩的五个独立弹性模量进行计算，并通过伊顿公式对孔隙压力进行估计，最终利用各向异性地应力模型实现对页岩地层水平地应力的预测。将该方法应用于四川盆地永川页岩区块的井资料，对比凯赛尔声发射实验和模型预测结果，两者具有较好的一致性，验证了双孔模型假设以及基于岩石物理的页岩地应力计算方法的适用性。

山东省齐河-禹城矿集区是近年来发现的富铁矿矿集区，矿石品位高、储量大，有望成为中国重要的富铁矿基地。在成岩成矿时代、控矿构造、赋矿层位和找矿规律等矿床学研究方面开展了大量工作，并取得了很多成果。但由于该区处于第四系厚覆盖层区，深部异常信息难以获取，对矿区深部构造样式、隐伏岩体空间形态及规模、主要控矿地层的空间展布等问题还没有得到有效解决，严重制约了矿床规模的进一步扩大。利用重磁约束的三维地质建模技术已成为深部找矿的重要手段，它利用先验信息进行约束反演弥补重磁纵向分辨力的不足，对成矿异常的空间性质进行判断或追踪已知矿带的深部延伸，从而实现找矿预测。笔者基于齐河-禹城地区1:50 000重力数据和1:25 000航磁数据，进行位场分离获得反演基础数据，在地质、钻孔和物性资料的约束下，完成了19条剖面的交互式反演，利用剖面反演结果建立了研究区三维地质模型，获取了地下约3 km深度的地层、岩体、构造的空间信息，并以此为基础结合成矿规律和控矿因素提出5处找矿新靶区。

鄂尔多斯盆地油气资源丰富，但目前乌拉力克组页岩储层岩石物理特征及建模的相关研究不足，限制了该地区页岩油气的勘探与开发，因此亟需对乌拉力克组页岩展开系统的地震岩石物理实验和理论研究。通过分析样品的物性特征和岩石物理特征，发现高TOC含量的乌拉力克组页岩表现出高石英含量、较高的黏土含量、低纵波阻抗和低纵、横波速度比的特征。依据微观结构特征，建立了乌拉力克组的地震岩石物理模型，构建了岩石物理解释量版，提出了裂缝孔隙度反演的方法，并在乌拉力克组ZP1井地下4 220 m～4 277 m段展开应用。对测井数据进行反演，纵波速度的预测平均绝对误差为1.54%,验证了模型的有效性。研究结果可为后续乌拉力克组页岩的测井解释和力学性质评价提供依据。

由于复杂的成藏要素和地质结构，以及多期的构造挤压运动等因素的影响，传统的属性提取方法，如蚂蚁体断层提取，难以精确识别潜山断层分布特征。基于此，笔者提出一种基于SPA-Vnet网络的古潜山储层断层识别方法。将金字塔结构的膨胀卷积组合与注意力机制结合，增大Vnet算法对目标区域的特征响应，提高了网络对于断层的识别能力。将其应用于陆丰凹陷的古潜山储层，首先对数据进行边缘保持滤波，归一化等处理，以提高数据的分辨率，增强断层的特征。最后将预测结果与蚂蚁体属性、传统的Vnet网络进行对比。实验结果表明发现SPA-Vnet网络训练时具有更低的损失，更高的正确率，剖面上断层连续性更好，细节更丰富，精度更高，为古潜山储层的断层识别提供一种思路。

在水库大坝、尾矿库、稀土矿原位地浸等领域中存在的渗漏通道会造成水库大坝及尾矿库溃坝，稀土矿山水土流失、山体崩塌，严重危害人民的生命安全、破坏环境，面对这些严峻形势，生态文明建设迫在眉睫。在工程领域，高密度电阻率法对断层、堤坝渗漏通道、煤矿采空区等具有良好的识别效果。笔者针对这类型的渗漏通道，结合地质情况，建立一系列三维模型，对采用二极、三极、偶极-偶极、温纳、温纳-斯伦贝尔装置进行数值模拟和反演，分析不同装置对渗漏通道的勘探效果。这对于用三维高密度电阻率法在水库大坝、尾矿库、稀土矿原位地浸等领域的渗漏通道实际探测中具有一定的指导意义。在实际案例中，采用先进资料处理技术高质量完成实测数据的处理解释，建立工区地下三维电阻率结构模型，经过后期钻孔验证，反演结果有效地识别了渗漏通道、孤石以及风化层残积物，为工区正常运转及环境保护提供重要参考。

滑坡易发性评价模型会直接影响到研究结果准确性，为探究不同耦合模型对滑坡易发性分析的影响，以云南省龙陵县为研究区，共选取高程、坡度、工程岩组等8个因子构建滑坡易发性评价体系，引入多层感知器方法(MLP)与信息量模型(IV)耦合以开展滑坡易发性评价，与传统信息量-逻辑回归模型(IV-LR)进行分析比较，并通过AUC值进行精度验证。结果表明：IV-MLP模型、IV-LR模型及IV模型的AUC值分别为0.862、0.813与0.799。IV-MLP耦合模型AUC值高于IV-LR耦合模型，MLP模型在与IV模型进行滑坡易发性耦合分析中表现更优秀；IV-MLP、IV-LR耦合模型的AUC值分别高于单一IV模型0.063、0.014,对滑坡进行易发性分区时耦合模型较单一模型效果更佳。研究结果能够为龙陵县滑坡易发性评价提供科学的理论依据，并为该地区的防灾工作提供参考。

川南A地区沙溪庙组河道砂岩沉积特征为三角洲平原-前缘分流相，河道发育具有典型的纵向多期次、横向叠置复杂、部分砂体厚度薄、物性变化大的特征。前期基于振幅、相干等常规、单一属性识别河道结果与钻井吻合度较低，严重影响了研究区的开发建产。为了提高河道砂岩钻井符合率，首先需要解决河道识别精度低的问题。本轮从原始数据品质入手，开展了像素去噪、谐波拓频等解释性处理技术研究及应用，提高了资料的信噪比和分辨率，更加有利于河道砂岩精细识别。同时通过开展基于三色混相的多属性融合分析、时频域频变能量融合分析等关键技术的研究与应用，对本区复杂河道进行精细识别，识别结果与前期钻井情况完全吻合，并指导了后续钻井的部署和突破，为本区开发建产工作进一步指明方向。

频谱激电法在探测过程中存在设备笨重，供电功率大，施工不便等缺点，利用并行直流电法快速时域信号采集的优势，通过快速傅里叶变换，可以将时域信号转换为频域信号，从而得到电流和电压的频谱参数，进而进行复电阻率的计算，可达到一次数据采集获得两种参数的优点，方法简单，计算方便。应用基于并行直流电法的多频激电技术对安徽宣城某矿的塌陷坑进行探测研究，布设了一条电法测线，获得了视电阻率剖面图。结果表明该方法具有一定的优越性，可为实际工程探测提供技术支撑。

在高大沙丘工区进行二维地震勘探存在比较严重的静校正问题，常规的二维测线近地表速度建模技术利用数据信息较少，速度建模不准确，尤其在测线交点处缺乏纵向信息，会导致测线交点处成像效果较差和测线之间不能做到闭合，严重影响低幅构造解释。拟三维层析静校正技术将研究区内所有二维线合并视为拟三维数据体，进行拟三维层析反演得到一个三维近地表模型，然后求取二维测线的静校正量。通过研究发现，采用拟三维层析静校正的叠加剖面比单独层析静校正的成像好，尤其是在观测系统变化比较大的位置(炮偏、弯线)。由于拟三维层析静校正能够真正做到全区统一浮动基准面，因此可以保证各个交点有比较小的闭合差，便于后期解释工作的开展。

建设干热岩增强型地热系统，其核心技术是通过水力压裂改造热储层，形成“四通八达”的裂缝网络，提高注采过程中的热交换能力，实现在不具备经济价值的高温热储层中采集能量的目的。测井评价技术可以详细描述热储层岩性、基础物性以及裂缝发育特征，在干热岩开发中发挥着重要作用。笔者结合多维高精度成像测井，通过分析有利于提高地层导流能力、热交换能力的敏感因素，提出了定量表征热储层先天裂缝空间分布和后天力学拓展能力的评价方法，在干热岩热储品质和工程品质精细评价的基础上，形成了一套基于多参数融合的优势岩相综合评价技术。该技术不仅提升了热储层的地质认识，而且为增强型地热系统后期压裂开发方案制定提供了有效的技术支撑。

地铁隧道沿线入侵事件造成地铁线路变形破坏，地下管道沿线人为破坏、野蛮施工引发安全事故与财产损失，有必要在隧道沿线与地下管道沿线进行监测与预警，及时发现入侵破坏处，进行阻止或者及时开展补救维修降低事故损失。分布式光纤声波传感(DAS)技术，具有动态在线监测、大范围密集测量、方便布设免维护等独特优势。通过在地下轨道交通、地下管道沿线布设分布式光纤，采用DAS技术对光纤沿线外界扰动进行监测，针对传统的时频分析算法不适用分析DAS信号，笔者采用基于优化S变换的时频分析方法，将DAS信号变换到时间-频率域，根据不同振动信号的时频特征差异，在时间频率域对不同振动信号进行分类识别、精确定位，并对超过阈值的侵入信号进行预警。通过数值模拟分析以及实际地铁线路区间DAS监测实验，结果表明基于优化S变换的DAS监测方法技术，对不同主频振动信号具有较强识别监测能力，并且具有监测距离长、响应及时等特点，可以实现长距离、大范围密集测量、动态、实时监测预警，为城市地下管道、地下轨道交通沿线监测提供了一种快速准确的解决方案。

随着地震勘探向复杂地区深入推进以及城镇经济的迅速发展，强环境噪音干扰已成为影响地震资料品质最重要的因素，加之炮道密度和采集参数的不断强化，常规干扰调查和评价分析手段已不能满足高效采集的需求，笔者通过干扰动态分析法获取工区环噪微伏值时空变化规律，对单道环噪均方根应用均衡因子，在计算单炮中每一道的均衡环噪时，同时判断初至前环噪是否大于设定微伏门槛值，使得炮道干扰频率分析更加敏感和准确，能够真实展现干扰源位置及其影响道范围、强度，从而帮助施工方采取针对、有效的控制措施，保证地震资料采集任务高质量完成。

各向异性偏移成像技术在高精度地球物理勘探中扮演着重要角色。为了提高声学VTI(垂直对称轴横向各向同性)介质的成像精度，笔者在波场外推中采用了一种改进的纯P波方程，相速度分析验证了改进方程的精度优势；采用混合法(有限差分+伪谱法)对改进方程进行了求解。相比于传统拟声波方程，改进的纯P波方程在产生高精度P波响应的同时能够有效消除干扰，进一步地考虑到逆时偏移剖面中深部成像能量较弱的问题，将染色算法推广到VTI纯P波逆时偏移。在模型深部选取用于参考的目标区域，基于染色算法的地震波传播仅在该区域产生响应，由此获得更丰富的波场信息。模型算例表明，基于染色算法的VTI纯P波偏移成像技术能够在保证原始成像精度的前提下，对深部介质结构产生更高精度的成像结果。

对于井数较少或者沉积相变化较快的地层，利用测井曲线建立的反演低频模型难以控制反演弹性参数的空间变化趋势。据此笔者发展了基于FWI速度约束的叠后地震反演方法，该方法充分利用了FWI速度的真三维信息，据此得到反演弹性参数的空间变化趋势。对于叠后地震反演所需要的纵波阻抗低频模型，提出了基于测井岩石物理拟合关系将FWI速度转换为FWI纵波阻抗的方法。另外，针对FWI纵波阻抗和测井纵波阻抗存在一定差异的问题，提出了FWI纵波阻抗均值校正方法，据此可得到较为准确的纵波阻抗低频模型。单井和实际工区应用表明，纵波阻抗反演结果和井上结果匹配性较高，因此笔者提出的基于FWI速度约束的叠后地震反演方法较为有效，可为储层预测提供较为有利的技术支持。

地质露头在地质研究中极为重要，但其研究现状是不同地质研究人员对同一地质露头分多批次进行实地踏勘，各自进行的工作之间重复性过高但关联性不够，这样导致传统地质露头研究方式既耗费大量财力精力且效率不高。随着Web技术和实景三维建模技术的发展，在Web环境下开展数字露头实景三维模型研究与应用逐渐成为当前的研究热点，也使得在线数字露头研究成为了可能。同时，地层研究也是地质露头研究中的一个重要组成部分。因此，笔者面向Web环境，针对地层要素这一要点，研究了基于Cesium进行数字露头三维模型地层要素标绘的方法，通过调用和扩展Cesium库，设计了一套基于地层标绘线、面与文字的完整标绘方法，并详细阐述了其工作流程。以陕西府谷悬空寺露头为例，进行了一系列地层要素标绘，标绘效果较好。研究表明，笔者提出的针对数字露头的三维模型地层要素标绘方法具有标绘准确、高效、易用的特点，可以满足专业地质研究人员的工作需求，并对地质露头研究具有较大帮助。

油气藏的分布与岩性息息相关，所以进行岩性的识别分层，有助于判断地层的储层分布。取心实验十分昂贵，同时在钻井过程中获得岩心是不连续的，所以存在岩心数据较少的问题。为了更好地判断岩性和降低成本，在本研究中，将陕北富县延长组长6地层发育较多的四种岩性一共99个岩心取点与其对应的测井数据进行相关性分析。选择的自然伽马测井(GR)、井径测井(CAL)、声波时差测井(AC)和中子补偿测井(CNL)四条测井曲线来分析富县延长组长6岩性特征。随着粒径变大和黏土含量的减少，GR、CAL、AC和CNL值趋于降低，能够明显划分。利用主成分分析方法，对数据进行降维，提取特征，进行归纳，解决岩性的多解性问题，建立了岩性判定指数，然后将其运用于陕北富县地区多个钻井，验证其方法和构建的数学模型的适用性和有效性。结果表明，主成分分析是行之有效的分析岩性的方法，提高了准确度，岩心的岩性与测井数据识别的岩性具有良好的一致性。

酸液腐蚀导致岩石力学强度改变，进而引发油气开发过程中的井壁失稳问题。然而，酸液腐蚀对不同岩性岩石的影响程度不同。笔者以四种不同岩性的海相碳酸盐岩为研究对象，进行酸液腐蚀前后的力学强度开展实验测试，研究酸液腐蚀对不同岩性碳酸盐岩力学参数的影响及机理分析。结果表明：(1)不同岩性的海相碳酸盐岩受酸液腐蚀的程度不同。白云岩被腐蚀程度明显小于灰岩被腐蚀程度。岩心尺寸越小，被腐蚀程度越大。(2)白云岩的硬度普遍高于灰岩，腐蚀后的白云岩硬度依旧高于灰岩。酸液腐蚀后的碳酸盐岩的硬度整体出现降低的现象，且硬度的降低程度与酸液腐蚀程度无明显关系。酸液腐蚀后的岩心依旧保持着较高的脆性。(3)酸液腐蚀后抗张强度改变量表现出云质灰岩最为显著，灰岩次之，白云岩改变量较小。灰岩、云质灰岩、微粉晶白云岩、藻黏结白云岩抗张强度的相对增量分别为26.84%、81.63%、10.92%、35.7%。灰岩的抗张强度受酸液腐蚀的影响较大，白云岩抗张强度受酸液腐蚀影响较小。此研究内容为解决井壁失稳等问题提供了实验依据。

辫状河沉积砂体储层内部的复杂结构是控制砂体连通性的根本原因，它制约了碎屑沉积储层的剩余油开发。以往依靠井数据的砂体构型表征精度取决于井控程度，井间预测由于缺乏数据支持而存在不确定性。因此，砂体构型精细表征的关键在于使用地震数据进行井间预测。研究表明，通过划分复合心滩坝砂体的单井构型相，结合地震正演分析确定地震可辨识构型模式，利用地震构型分析方法预测地震构型相和构型边界的平面分布特征，能够为井间预测提供客观数据支持。

松辽盆地北部上白垩统高台子油层发育典型的致密砂岩储层，属于三角洲前缘沉积环境，该套地层从上至下有三套主力砂层组，每套砂层组均为砂泥岩薄互层，单层砂岩厚度超薄，一般为2 m～3 m。寻找区域内砂体比高的砂层组并刻画砂组内部单砂体空间分布是致密油勘探开发的关键所在。而常规属性分析及地震反演储层预测效果差、精度低，为此提出了针对性的地震综合预测策略，除地震资料保真高分辨率处理和岩石物理分析外，主要包括砂层组级的多属性融合砂地比预测技术以及单砂体级的相控地质统计学反演技术。具体工作流程为：第一在地震属性归一化基础上，利用聚类分析方法将地震属性划分为三大类，每类挑选相关性最高的地震属性进行多元线性拟合，建立砂层组级的多属性融合砂地比预测模型；第二利用统计分析手段建立井点先验信息与砂地比对应关系，建立砂地比先验信息约束的单砂体级的相控地质统计学反演方法。松辽盆地北部某区块应用实例表明，综合预测策略在评价砂层组级的砂体发育情况、刻画砂层组内部薄砂体空间展布方面取得较好的效果，指导了水平井井组的部署方案优化设计。

使用探地雷达获取直埋电缆位置信息，需对待测区域进行高密度探测。运用仿真工具，分析了探地雷达常用的bowtie天线方向性特征和探测范围，并提出了一种使用探地雷达两点旋转测量的单根直埋电缆定位方法。首先对待定区域初步探测，确定有效测点，进行旋转测量；然后记录多个测点数据，结合测点位置信息，开展向量运算，对直埋电缆位置进行定位现场模拟试验表明，该方法的定位偏差接近5%,可用于直埋电缆探测与定位。

传统煤矿采空区检测技术受到二维图像特征与井下环境因素的影响，在图像采集与分析精度方面存在较大偏差，无法精准还原矿井下真实环境，严重影响矿区井下环境勘测进度。为了解决这一问题，引入AR检测技术，对传统检测方法做如下优化：首先，对煤矿充水采空区的二维最大熵进行确定；然后，对图像信号进行AR初始检测模型构建及图像信号小波处理；最后，完成二维最大熵图像分割下的煤矿充水采空区识别模型建立；通过实验对比发现，采用提出检测方法所获得的检测结果与实际结果之间的偏差最小，且检测效果稳定性与可靠性好，应用要求低，实现技术门槛低，适合大面积推广应用。

距离陆地较远的海域因其超过陆地地磁台站有效控制范围，而投放海底地磁观测站又会出现无法获取数据的现象，使得远海海域磁测数据日变改正难度大，因此探讨如何在此情况下合理进行日变改正变得尤为重要。针对海洋磁力测量中地磁日变数据缺失的问题，分别采用回归分析法、谐波分析法和CM4模型法三种方法进行地磁日变值数值模拟，并与实际采集的日变观测数据比较，发现以谐波分析法计算结果偏差最大，回归分析法计算结果偏差最小，且三种结果偏差大值均集中在磁扰发生时段，同时三种方法的适用条件各不相同。通过研究分析可知，对于远海海域使用三种模拟方法均可获得某位置处地磁日变值，但需要根据已收集地磁台站数据情况进行模拟方法选择。

孔隙度是开展储层评价的重要参数，在储量计算、岩性识别以及优质储层评价等方面发挥着不可替代的作用。在实际应用中通常采用孔隙度与波阻抗、速度、密度等弹性参数之间的回归关系来进行预测，但叠前地震反演中密度参数反演精度不足、单一参数与孔隙度参数回归关系不理想等问题限制了孔隙度参数的预测精度。笔者充分利用不同角度叠加地震数据反演的弹性阻抗稳定性好的特点，发挥大中小三个角度的弹性阻抗与物性参数之间的联系与差异，联合构建出弹性参数与孔隙度参数之间更合理的统计岩石物理模型，并进一步基于贝叶斯理论通过概率估算方法反演得到目标储层的孔隙度数据。将上述方法应用于碳酸盐岩实际工区开展孔隙度参数预测，基于地震资料反演的孔隙度结果与测井实测孔隙度数值吻合度高，为基于地震资料开展优质储层评价提供了更合理的孔隙度参数。

微地震监测对矿山安全至关重要，它可以为煤矿安全提供预警。首次将MTfit和MSATSI技术应用于东滩煤矿63_上06工作面微地震分析，选取53个关键事件，反演震源机制，并确定最大水平主压应力方向，得到了采矿活动与震源机制和岩层破裂之间的关联。结果表明，六采区微地震震源机制主要表现为正断和逆断型，显示出明显的CLVD成分，并且拉张和压缩破裂在本煤矿震源机制中占主导地位。同时，应力场分析可圈定最大水平主压应力方向，明确围岩的构造应力状态，为理解工作面开采引发的岩体破裂和应力重组提供了新的视角。

基于点云技术的三维狭长复杂空间数字模型逐渐成为狭长复杂空间工程监测的有力手段，受限于设备的工作方式，对于狭长复杂空间的扫描通常需要多点位、多角度、多批次进行，因此点云的配准是获得完整狭长复杂空间三维点云模型的关键技术。笔者基于FRICP(Fast and Robust Iterative Closest Point)算法，针对狭长复杂空间点云数据的配准提出了一种有效且具有鲁棒性的算法。首先通过主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)计算合适的截面将狭长复杂空间点云一分为二，以去除非重叠区域；然后使用FRICP(Fast and Robust Iterative Closest Point)算法分别配准分段后的点云，取误差最小的变换；最后将变换应用到整个狭长复杂空间点云数据。实验结果表明了所提算法的可行性和鲁棒性，为狭长复杂空间多点位、多角度、多批次点云数据配准提出了一种可行方法。