简介：中国多年来在岩石圈物理学研究中已取得了一系列的重要成果,并促进了中国地球科学的发展。然而在这21世纪之际,基于国家战略需求和自主创新的方针对岩石圈物理学提出了新的挑战。本文在这样的思维前提下对岩石圈物理学的科学内涵和发展导向进行了较全面的分析、研究和思考,并明确指出当今在这一学科领域应该做些什么,核心问题是什么,又存在哪些关键性的科学问题。研究结果提出,高精度的地球物理场观测与岩石圈内壳、幔精细结构(2维和3维)的刻划;在地球内部力系作用下,深部物质和能量的交换;深部物质运移的物理-力学-化学作用过程及深层动力学响应乃是深化对地球本体的认识和揭示成山、成盆、成岩、成矿和成灾的根本机理所在。为此,在本世纪的上、中叶,在地球科学领域中地球物理学研究必为先导。本文最后对岩石圈物理研究中尚存在的一些问题和困惑进行了分析和讨论。

简介：在实验室对5块储层砂岩进行了模拟地层压力条件下的超声波速度测试。砂岩样品采自WXS凹陷的W地层,覆盖了从低到高的孔隙度和渗透率范围。实验选用了卤水和4种不同密度油作为孔隙流体,结合温度变化,实现了对流体粘度引致的速度频散研究。对实验结果的分析表明：（1）对于高孔隙度和渗透率的样品,无论是哪种流体饱和,观察到的超声波速度测试值和零频率Gassmann预测值的差异较小（约2-3%）,基本上可以用Biot模型解释;对于中等孔隙度和渗透率的样品,低粘度流体（〈约3mP·S）的频散效应也可以用Biot模型得到合理解释;（2）对于低、中孔隙度和渗透率样品,当流体粘度增加时,喷射流机制起主导作用,导致严重的速度频散（可达8%）。对储层砂岩的微裂隙纵横比进行了估计并用于喷射流特征频率的计算,当高于该特征频率时,Gassmann理论的假设条件受到破坏,实验室测得的高频速度不能直接用于地震低频条件下的W地层砂岩的Gassmann流体替换研究。

简介：天然气水合物沉积层在常规叠后地震剖面上，一般表现为似海底反射（BSR）特征，常作为水合物识别的重要标志，但由于地震数据分辨率的限制与多解性的存在，类似的反射特征不一定是水合物的表现。本文先从南中国海神狐海域地质条件分析人手，综述研究区域天然气水合物发育的构造、沉积与运移环境；其次以加权方程与Zoeppritz公式的正演模拟为基础，讨论天然气水合物与BSR特征的关系；然后选取经过三口已钻获天然气水合物站位的地震测线，提取角度域共成像道集用于BSR的AVA特征研究；最后依据叠前地震弹性参数同步反演思路，对水合物重点赋存区域开展精细预测研究，获取了研究区域含水合物沉积层稳定带的分布特征与饱和度数。该方法可作为采用多道地震数据估算天然气水合物含量的一种有效技术。

简介：在分析Ziolkowski气泡振动模型局限性的基础上,建立了多种实际因素影响下的海上地震勘探单枪子波模型。此模型考虑了气泡壁的热传导作用、枪口节流作用、气泡上浮、液体粘度和枪体本身等对气枪子波的影响。相对于Ziolkowski模型,改进模型所模拟的气枪子波主峰值减小,气泡振动衰减加快,与实测子波吻合性较好。实验分析表明：（1）枪口节流作用控制着气枪脉冲峰值振幅的大小,（2）上浮过程中气泡周围静水压力值减小,气泡振动的周期随之改变,（3）热传导作用和流体粘度是引起气泡振动衰减的主要因素。

简介：由于孔隙型碳酸盐岩储层的复杂孔隙结构和强非均质性,岩石导电效率与含水孔隙度之间理想的线性关系相对复杂或并不存在,故前人基于岩石导电效率理论建立含水饱和度的计算公式并不完全适用于碳酸盐岩储层。基于岩石导电效率理论,推导了岩石导电效率的计算公式,阐明了岩石导电效率与含水孔隙度之间线性关系相对复杂或并不存在的根本原因,发现了岩石导电效率与电阻率之间的幂函数关系,分析了所建立含水饱和度计算公式误差的主控因素,得出了岩石导电效率的计算精度是该方法是否能推广应用的关键。与Archie公式相比,基于岩石导电效率理论建立的含水饱和度计算公式能更准确地计算研究靶区孔隙型碳酸盐岩储层的含水饱和度。在伊拉克某油田和印尼某气田3口井碳酸盐岩储层中的应用,表明当计算岩石导电效率的相对误差不大于0.1时,所计算储层含水饱和度的绝对误差不大于0.1,基本满足孔隙型碳酸盐岩储层精细评价的需求。

简介：根据Chapman理论模型,在各向异性介质（如HTI介质）中,当入射角在0-45。范围内,慢横波会发生较大的衰减和频散,且对流体粘度敏感,而P波和快横波则比较小。对于沿裂隙法向传播的慢横波,其振幅受流体影响很大。因此,在P波响应对流体不敏感的情况下,可利用慢横波来获得裂隙型油气藏的流体信息。本文分析了胜利油田垦71地区三维三分量地震数据,检测出的慢横波振幅和旅行时异常与该区的测井资料十分吻合。分析结果还发现,与含油区相比,含水区会产生更高的横波分裂。在含水区,慢横波振幅会产生明显变化,而在含油区则几乎没有变化。

简介：Finite-difference(FD)methodsarewidelyusedinseismicforwardmodelingowingtotheircomputationalefficiencybutarenotreadilyapplicabletoirregulartopographies.Thus,severalFDmethodsbasedonthetransformationtocurvilinearcoordinatesusingbody-fittedgridshavebeenproposed,e.g.,standstaggeredgrid(SSG)withinterpolation,nonstaggeredgrid,rotatedstaggeredgrid(RSG),andfullystaggered.TheFDbasedontheRSGissomewhatsuperiortoothersbecauseitsatisfiesthespatialdistributionofthewaveequationwithoutadditionalmemoryandcomputationalrequirements;furthermore,itissimplertoimplement.WeusetheRSGFDmethodtotransformthefirstorderstress–velocityequationinthecurvilinearcoordinatessystemandintroducethehighprecisionadaptive,unilateralmimeticfinite-difference(UMFD)methodtoprocessthefreeboundaryconditionsofanirregularsurface.Thenumericalresultssuggestthattheprecisionofthesolutionishigherthanthatofthevacuumformalism.Whentheminimumwavelengthislow,UMFDavoidsthesurfacewavedispersion.WecompareFDmethodsbasedonRSG,SEM,andnonstaggeredgridandinferthatallsimulationresultsareconsistentbutthecomputationalefficiencyoftheRSGFDmethodishigherthantherest.

简介：孔隙结构特征及类型划分对低渗透储层勘探开发至关重要,基于多重分形理论与核磁共振实验,对东营凹陷南坡沙河街组沙四段（ES4）复杂低渗透砂岩进行孔隙结构研究。首先,根据岩心物性、铸体薄片、压汞等资料所反映的孔隙结构参数差异,将研究区的岩石孔隙结构类型划分了3大类5小类;然后,针对不同类型岩石的核磁共振T2谱进行插值并计算其对数坐标下的一维、三维分形维数以及多重分形谱,并提取多重分形参数奇异性强度α、分布稠密度f（a）,结果显示孔隙结构类型不同,盒维数尤其是多重分形参数值差异明显,孔隙结构好,其a、f（a）偏向高值,以此划分孔隙结构类型与压汞、薄片分析结果基本一致;最后,将该方法应用到核磁共振测井剖面上,应用效果较好,表明多重分形是核磁共振T2谱的一种属性,利用核磁测井T2谱多重分形特征及参数能够连续较好地评价低渗透砂岩孔隙结构类型与预测有效储层。

简介：Anewmulti-moderesistivityimagingsonde,withtoroidalcoilsassource,canconductthreeresistivitymeasurements:azimuthalresistivity,lateralresistivity,andbitresistivitymeasurements.Thus,theloggingtimeandcostaregreatlysaved.Thetoroidalcoilsaresimplifiedasanextendedvoltagedipoleandtheresponseequationsarederivedforahomogenousformation.Basedon3DFEM,thedepthofinvestigation(DOI),verticalresolution,circumferentialazimuthalcapacity,boreholediameter,mudresistivity,thicknessoftargetformation,andtheresistivityofthesurroundingformationandmudinvasionaresimulated.TheresultssuggestthatthethreemeasurementmodesofthenewsondearedifferentinverticalresolutionsandDOIs.Thecircumferentialdetectionabilityoftheazimuthbuttondependsonthecontrastbetweentheanomalyandformationresistivityandtheopenangleoftheanomaly.Whethertheboreholeistruncatedatthebitornothasagreatinfluenceonthesimulationresults.Theboreholeandmudinvasionaffecttheapparentresistivityinallmodes,buttheeffectsofresistivityofsurroundingformationandthicknessofthetargetformationareonlycorrectedforlateralresistivitymeasurement.

简介：海洋天然气水合物是一种潜在的巨大能源,而地球物理探测技术是勘探天然气水合物资源的重要方法。本文介绍了利用可控源电磁法探测海洋天然气水合物的可行性,在参考了大洋钻探计划(ODP)164航次对天然气水合物的采样数据的基础上建立了几种不同水合物含量的海底天然气水合物一维地电模型,并且利用建立的模型讨论了天然气水合物的频率域电磁响应。文章就天然气水合物的电场振幅值和相位随着收发距和频率等参数的变化关系等做了相应研究,同时就水合物厚度不同时其相应的电磁响应特征做了初步探讨,为海洋天然气水合物的勘探和资源评价提供了参考。

简介：目前在研究地球物理参数的空间变异特性时常常是基于几何各向异性假设,然而实际中几何各向异性假设常常不成立。本文提出了一种求解地球物理参数各向异性的新方法,首先对各方向上的变异值作归一化处理,然后用拟合的方法得到各方向单位步长上的变异性强度,进而实现对全局各向异性的求解。以上海地区合成孔径雷达干涉测量（InSAR）中差分大气延迟样本数据为例,验证了新方法求解各向异性的优越性：新方法的偏差只有6.4%,而基于几何各向异性假设方法的偏差达到了21.2%,而且新方法的运算效率有非常显著的提高。进一步,通过克里金插值交叉验证实验,证明了基于新算法得到的结构函数的插值效果最好,从而从另外一个角度验证了新算法求解的各向异性更准确,更好地表征了区域化变量的空间结构特征。因此,与几何各向异性假设的方法相比,新方法不仅能更准确的描述地球物理参数的各向异性,而且有更高的运算效率,为更准确地估计出所需的地球物理参数奠定了基础。

简介：分数阶S变换（FRST）具有较强的时频聚集性。利用FRST处理地震数据，通过合适的分数阶参数将频率轴旋转到适当位置，即可实现目标地质特征信息的最佳识别。由于不同的地震信号的最优分数阶参数可能不同，因而对整体的分数阶参数的最优估计不利于对多道地震数据的处理。本文首先利用FRST分离出共频率数据体，并利用共频率数据体进行了低频伴影分析，然后提出FRST和盲分离结合的方法，不需要对地震数据的最优分数阶参数进行估计，即可提取识别有效地质特征信息的独立频谱，提高对地震数据的解释效率。仿真实验表明在分数阶时频域内此方法能有效分离出独立的频率信息。将该方法用于实际的地震数据，并与已知井信息进行比对，验证了其有效性。

简介：本文计算了地面磁电阻率法在监测地下水体中垃圾渗漏液运移的动态磁电阻率异常。基于对垃圾场地概念模型的水文地质仿真,建立了数值地电模型,并采用改进的有限差分软件MMR2DFD,分别计算了点源,MMR-TE方式,MMR-TM方式下半空间模型以及断层模型的磁电阻率异常响应。半空间模型的正演结果表明,垂直于主要电流方向的磁场分量包含更多地下异常信息,MMR-TE模式能有效进行地下水污染监测。断层模型的计算结果更进一步验证了MMR在地下水污染物运移监测中的有效性。

简介：Inmarineseismicexploration,ocean-bottomcabletechniquesaccuratelyrecordthemulticomponentseismicwavefield;however,theseismicwavepropagationinfluid–solidmediacannotbesimulatedbyasinglewaveequation.Inaddition,whentheseabedinterfaceisirregular,traditionalfinite-differenceschemescannotsimulatetheseismicwavepropagationacrosstheirregularseabedinterface.Therefore,anacoustic–elasticforwardmodelingandvector-basedP-andS-waveseparationmethodisproposed.Inthismethod,wedividethefluid–solidelasticmediawithirregularinterfaceintoorthogonalgridsandmaptheirregularinterfaceintheCartesiancoordinatessystemintoahorizontalinterfaceinthecurvilinearcoordinatessystemofthecomputationaldomainusingcoordinatestransformation.Theacousticandelasticwaveequationsinthecurvilinearcoordinatessystemareappliedtothefluidandsolidmedium,respectively.Attheirregularinterface,thetwoequationsarecombinedintoanacoustic–elasticequationinthecurvilinearcoordinatessystem.Wenextintroduceafullstaggered-gridschemetoimprovethestabilityofthenumericalsimulation.Thus,separateP-andS-waveequationsinthecurvilinearcoordinatessystemarederivedtorealizetheP-andS-waveseparationmethod.

简介：分数阶S变换(FRST)具有较强的时频聚集性。利用FRST处理地震数据,通过合适的分数阶参数将频率轴旋转到适当位置,即可实现目标地质特征信息的最佳识别。由于不同的地震信号的最优分数阶参数可能不同,因而对整体的分数阶参数的最优估计不利于对多道地震数据的处理。本文首先利用FRST分离出共频率数据体,并利用共频率数据体进行了低频伴影分析,然后提出FRST和盲分离结合的方法,不需要对地震数据的最优分数阶参数进行估计,即可提取识别有效地质特征信息的独立频谱,提高对地震数据的解释效率。仿真实验表明在分数阶时频域内此方法能有效分离出独立的频率信息。将该方法用于实际的地震数据,并与已知井信息进行比对,验证了其有效性。

简介：以阿姆河盆地右岸地区碳酸盐岩台内滩气田为例,运用基于图论的多分辨率聚类分析法开展了以常规测井资料为基础的测井相聚类及岩相定量预测研究。该方法不需要分析数据体的结构及聚类数等先验知识为指导,能够自动优选最佳聚类个数,并允许按照实际需求控制聚类级别,进行聚类合并。依据岩芯资料岩相识别及测井相标定结果,本文最终建立了包含5个聚类的测井相划分模型及岩相定量解释图版,其中,聚类测井相1~5分别对应于泻湖泥、石膏坪、滩间、低能滩及高能滩,取芯段符合率达85%以上,能够较好的运用于非取芯段岩相预测研究。据此,我们进行了连续的聚类测井相划分及岩相预测,并对层序地层格架内岩相分布及物性特征进行了分析。