木里地区水合物及岩性测井识别方法

木里地区由于断层、裂隙发育,以及多种岩性都存在天然气水合物,地质背景复杂,导致各种岩性的测井响应特征复杂,给天然气水合物及岩性识别带来一定的难度.本文通过分析多口井水合物及岩性的测井响应特征,利用直方图和交会图研究各种岩性在含天然气水合物或有水合物异常与不含天然气水合物时的测井响应的差异,找出对水合物反映敏感的测井参数,对该地区的水合物及岩性进行识别.然后综合利用对天然气水合物响应明显的自然伽马(GR)、电阻率(RT)、声波时差(AC)和补偿密度(DEN)等测井曲线,采用贝叶斯和BP神经网络两种方法识别岩性.识别结果与录井岩性吻合良好,准确识别出了含水合物地层的岩性,为木里地区寻找有利的天然气水合物储层提供了依据.     

青海木里三露天天然气水合物野外现场识别方法研究

天然气水合物的野外识别是其勘查工作和分析研究的工作基础。我国陆域冻土区天然气水合物勘查工作程度低,且其赋存环境、产出形态和成藏机理等特 征与海域天然气水合物存在显著差异,由此也决定并急需寻找一套新的、系统的陆域冻土区天然气水合物的野外识别方法。通过对近两年青海煤炭地质局一0五勘探队在青海木里三露天地区实 施系列钻井中天然气水合物识别方法的不断分析和总结,建立了以天然气水合物冰状、沸腾、渗水现象为直接识别标志和以气测录井、岩心解析为有效鉴别方法等为主的天然气水合物野外现 场识别方法。经过进一步验证表明,以天然气水合物典型物理化学特征为支撑,以研究区零星、分散产出和连续性、对比性差等对识别水合物不利特征为客观前提建立的天然气水合物野外现 场系统识别方法可靠性高、适用性更强更广。最后,对诸多围绕天然气水合物的异常标识、直接标志和技术方法以流程的方式梳理和总结了其识别工作方法。     

基于遗传算法优化的支持向量机在岩性识别中的应用

为提高测井岩性识别的精度,本文结合乌夏地区岩芯资料和测井数据,总结该地区砂砾岩测井响应特征,优选出声波、自然伽马、密度、中子孔隙度和电阻率等5条测井曲线参数作为训练和测试样本,通过遗传算法挑选出最佳的支持向量机核函数参数σ和惩罚因子C,建立支持向量机岩性识别模型。结果表明该模型实际数据预测总体符合率为81.6%,在识别准确率上与传统测井识别砂砾岩岩性方法相比都有明显提升。     

地下水污染源反演的Hooke Jeeves吸引扩散粒子群混合算法

根据污染物质量浓度监测数据进行地下水污染源反演是一类典型的地下水逆问题,该问题可转化为决策变量为污染源位置和强度的最优化问题进行求解。基于Hooke-Jeeves粒子群混合算法,引入吸引扩散粒子群(ARPSO)算法的粒子群发散算子,保证混合算法的种群多样性,并提出HJ-ARPSO混合算法,再结合地下水污染物迁移模型MT3DMS反演地下水污染源的位置和强度信息。在已知污染源位置和未知污染源位置两种情形下,分别利用HJ-ARPSO算法、HJ-PSO算法和GA算法进行地下水污染源反演。在两种情形下,HJ-ARPSO算法均具有较高的寻优成功率(分别对应为100%和90%);与之相比,未引入粒子群发散算子的HJ-PSO算法在未知污染源位置情形下其寻优成功率迅速降为60%;GA算法寻优效率则最低。算例结果表明,HJ-ARPSO算法是一种有效的地下水污染源反演优化算法。     

基于易滑地质结构与多源数据差异的岩溶山区大型崩滑灾害识别研究

岩溶山区地质环境复杂且脆弱,重特大崩滑地质灾害时有发生。如果对岩溶山区的地质环境认知不准,将直接导致对灾害识别能力不足。文章围绕岩溶山区裸露型岩溶陡崖、复合岩组型斜坡以及非裸露型岩溶斜坡3类基本易滑地质结构差异,探讨多源数据条件下更具适用性的识别探测方法。对于空间影响面积小的厚层岩溶陡崖结构,星-地组合识别方法更加适用,基于GNSS的识别探测方式可在获得动态变形趋势基础上,对可能发生的失稳模式进行初步预判,同时可对InSAR解译的地表位移进行矢量化校正,有利于提高对具有相同或相近SAR数据条件地区的灾害识别程度。对于具有较大空间影响面积的斜坡区域,可优先选用基于InSAR的遥感技术来获取地表变形结果,对于有致灾风险的大变形区还可结合易滑地质结构及外部影响因素对其可能失稳模式进行预判或反演分析。任何灾害识别方式都有其局限性,在实践中可根据不同地质结构特征与灾害类型特点,通过多源、多维度监测来构建综合识别体系,探索更具适用性的识别探测与数据分析新思路。     

资料数据集成与服务研究——以整装勘查区地质工作为例

找矿突破战略行动是保障国家经济社会可持续发展、提高矿产资源保障能力的重大举措,而整装勘查工作则是实现找矿突破的重要途径。本文从地质资料管理的角度,结合整装勘查区找矿所需地质信息,提出了地质资料数据集成与服务整装勘查的技术与方法,即汇集整装勘查区的资料数据及分布图,对数据进行集成整合后制作成公开版数据,研发相应的资料管理与服务系统进行数据发布,便于地质工作者查询以往工作形成的资料。以整装勘查区地质工作为例的资料数据集成与服务研究工作是对地质资料产品开发的一次新尝试,这为今后地质资料产品开发提供了很好的参考和借鉴。     

A Logging Identification Method for Fractured Vuggy Carbonate Reservoirs Based on Curve Reconstruction: A Case Study from the Pz Formation in Karabulak Oil Field in the South Turgai Basin*

The basement carbonate reservoirs in the Karabulak oil field of the South Turgai Basin have the characteristics of complex structure, variety of pore type and strong heterogeneity. The identification of such reservoirs by single conventional logging method is always a difficult point in logging interpretation. In this paper, the response characteristics of conventional logging curves such as deep lateral resistivity, acoustic time difference, density and compensated neutron were used for reconstruction. Combined with the improved method of curve change rate, the response laws of fractured carbonate reservoirs, pore-cave reservoirs and fractured vuggy reservoirs on conventional logging curves were summed up, respectively. And a new logging evaluation method for carbonate fractured vuggy reservoirs in the Karabulak oil field of South Turgai Basin was proposed. This method was used to identify reservoirs in X1, X2 and X3 wells of this oilfield. The results show that the carbonate reservoirs in this area are mainly fractured-vuggy type. Compared with the oil test conclusion and imaging logging, the method proposed in this paper accurately divided the reservoir type. And the efficiency and accuracy of the reservoir division have been greatly improved.     

Statistical inverse analysis based on genetic algorithm and principal component analysis: Method and developments using synthetic data

This study concerns the identification of parameters of soil constitutive models from geotechnical measurements by inverse analysis. To deal with the non‐uniqueness of the solution, the inverse analysis is based on a genetic algorithm (GA) optimization process. For a given uncertainty on the measurements, the GA identifies a set of solutions. A statistical method based on a principal component analysis (PCA) is, then, proposed to evaluate the representativeness of this set. It is shown that this representativeness is controlled by the GA population size for which an optimal value can be defined. The PCA also gives a first‐order approximation of the solution set of the inverse problem as an ellipsoid. These developments are first made on a synthetic excavation problem and on a pressuremeter test. Some experimental applications are, then, studied in a companion paper, to show the reliability of the method. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于VR技术的多尺度地质数据3D沉浸式可视化与交互方法

随着科技的飞速发展,地质大数据正在呈爆炸式增长,地质大数据可视化与交互方法成为研究的新方向。如何通过可视化方法将巨大的、复杂的、潜逻辑的地质数据展现与交互是需要进一步探索的。本文提出基于VR技术的多尺度地质数据3D沉浸式可视化与交互方法,该方法既符合计算思维又符合地质专业理论。首先,从理论上提出多尺度地质数据可视化理论模型;其次,基于VR技术实现多尺度、多分辨率地质数据的可视化;最后,构建了3D沉浸式虚拟现实平台,采用实际数据验证方法的有效性。该方法适用于地质数据的可视化与交互,为科学的定量评价、分析和教学提供新思路,是未来的必然发展趋势。     

基于成分数据分析和能谱-面积分形模型的鄂西黄陵背斜化探异常识别

鄂西黄陵背斜地区虽已发现众多矿点,但是矿床规模较小,找矿潜力不明。由于区内植被茂盛、覆盖严重,致使地质异常信息被削弱或掩盖,对进一步找矿工作造成了严重干扰。本次研究使用成分数据分析和能谱-面积（S-A）分形模型识别与金矿化相关的异常,结果表明：（1）等距对数比（ILR）变换后的主成分分析结果相比对数（Log）变换更能够反应元素的共生组合规律,第一主成分（PC1）元素组合为Au-Cu-Ag,且Au元素占有最大的载荷,与金矿密切相关,PC1元素组合异常的分布模式与矿点的分布更加吻合;（2） S-A方法抑制了黄陵背斜区域水系沉积物的背景模式,增强了异常模式;（3）根据地质特征和以往勘查工作情况,圈定了三处找矿远景区,为该地区金矿下一步勘查工作提供了重要依据。     

河道洪水实时概率预报模型与应用

通过数据同化方法合理地将实时水文观测数据融入到洪水预报模型中,可提高洪水预报模型的实时性和精确度。选取沿程断面流量、水位和糙率系数作为代表水流状态的基本粒子,以监测断面实测水位数据作为观测信息,建立了基于粒子滤波数据同化算法的河道洪水实时概率预报模型。模型应用于黄河中下游河道洪水预报计算的结果表明,采用粒子滤波方法同化观测水位后,不仅可以直接校正水位,同时也可以有效地校正流量和糙率,为未来时刻模型预报计算提供更准确的水流初始条件和糙率取值区间,进而有效地提高模型预报结果的精度,给出合理的概率预报区间。不同预报期的预报结果表明,随着预报期的增长,同化效果减弱,模型预报结果的精度会有所降低,水位概率预报结果受粒子间糙率不同的影响不确定性增加,而流量概率预报结果受给定模型边界条件的影响不确定性降低。所提出模型可以有效同化真实水位观测数据,适合应用于实际的洪水预报工作中。     

基于GIS空间分析的虚拟钻孔确定与实现方法

在三维地质建模过程中,通过引入一定数量的虚拟钻孔,对地层分界面几何形态更加精确的控制,不仅能够明显改善地质分界面网格的质量,而且能够提高模型精度和可视化效果。现有虚拟钻孔的引入途径主要通过手工添加实现,受人为主观因素影响较大,且自动化水平低,耗时、费力,针对这一问题,提出了一种基于GIS空间分析的虚拟钻孔确定与实现方法。以地质勘查获取的钻孔数据和地质剖面图为数据源,在ArcGIS平台的支持下,综合运用自动矢量化（Arc Scan）、要素转点（Feature To Point）、创建TIN （Create Tin）、TIN转三角形（Tinto Triangle）、泰森多边形（Create Thiessen Polygons）和相交（Intersect）等空间分析和文件转换工具,分别生成断层构造和建模区域内的二维（2D）虚拟钻孔点;而后,在利用插值工具生成各地层栅格表面的基础上,结合图形插值（Interpolate Shape）工具将2D虚拟钻孔点投影为三维（3D）虚拟钻孔;然后,利用Model Builder可视化建模工具设计了生成虚拟钻孔的模型,实现虚拟钻孔创建的自动化;最后,将获得的3D虚拟钻孔应用于三维地质建模,并进行了建模对比实验,结果表明,该方法具有一定有效性、实用性和可操作性。     

基于InSAR技术的川西高山峡谷区地质灾害早期识别研究——以小金川河流域为例

采用短基线集时序干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)技术,利用多时相合成孔径雷达数据,对川西高山峡谷区开展地表多时相、长时序形变监测与地质灾害隐患早期识别研究。介绍了时序InSAR方法原理,梳理了数据处理流程,分析了小金川河流域雷达可视性,利用2018-11—2019-12共26期的Sentinel-1A历史存档数据开展了流域内地表形变监测,结果表明: 流域内雷达视线方向的年平均形变速率为-51.12~75.28 mm/a; 依据形变异常分布规律,共判译出4处形变异常区与11处潜在地质灾害隐患点,其中6处隐患点为已知地质灾害点,其余5处隐患点尚不为人知。以隐患点P1(阿娘寨滑坡)为典型案例,开展了长时序监测分析与验证,评估利用InSAR技术开展地质灾害隐患早期识别的可靠性,证明了SBAS-InSAR技术在地质灾害早期识别中的优势及有效性,其技术成果在川西高山峡谷区具有大范围推广应用的潜力。     

A fast identification method based on the typical geophysical differences between submarine shallow carbonates and hydrate bearing sediments in the northern South China Sea

Bottom simulating reflector (BSR) has been recognized as one of the indicators of gas hydrates. However, BSR and hydrate are not one-to-one correspondence. In the Xisha area of South China Sea (SCS), carbonate rocks wildly develop, which continuously distribute parallel to the seafloor with high amplitude on seismic sections, exhibiting reflections similar to BSRs in the Shenhu area nearby. This phenomenon causes some interference to hydrates identification. In this paper, the authors discussed the typical geophysical differences between carbonate rocks and hydrates, indicating that the main difference exists in relationship between porosity and velocity, causing different amplitude versus offset (AVO) characters. Then the authors proposed a new model assuming that the carbonates form the matrix and the hydrate fill the pore as a part of the matrix. The key modeling parameters have been optimized constrained by P-velocities and S-velocities simultaneously, and the model works well both for carbonate rock and gas hydrate bearing sediments. For quantitative identification, the authors calculated the velocities when carbonates and hydrates form the matrix together in different proportions. Then they proposed a carbonate and hydrate identification template (CHIT), in which the possible hydrate saturation (PHS) and possible carbonate content (PCC) can be both scaled out for a group of sample composed by P-velocity and S-velocity. If PHS is far larger than PCC, it is more likely to be a hydrate sample because carbonates and hydrates do not coexist normally. The real data application shows that the template can effectively distinguish between hydrates and carbonate rocks, consequently reducing the risk of hydrate exploration.     

基于主成分分析法与Bayes判别法组合应用的火山岩岩性定量识别:以渤海海域中生界为例

渤海海域中生界火山岩岩石类型复杂多样,且同一岩性受岩石成分、结构差异的影响,因此岩石物理响应特征存在较大差异,为岩性识别增加了难度。本文通过对研究区大量取心资料、壁心资料以及薄片资料的岩电分析,优选出对岩性响应敏感的自然伽马(GR)、补偿中子(CNL)、密度(DEN)、声波时差(AC)以及原状地层电阻率(Rd)等5条曲线。基于主成分分析法,构建了F_1—F_5共5个综合变量,其中F_1和F_2方差贡献率占总贡献率的81.4%,可作为两个主成分有效地反映5个变量的信息。针对主成分信息,利用Bayes判别法,构建了不同岩性的定量解释模型,对研究区9种火山岩进行了岩性识别。对取心井段的回判结果显示,基于主成分分析与Bayes判别的联合识别方法较常规交会图法在岩石成分及结构的识别精度方面均有较大程度的提高。该方法的提出对研究区成像测井、元素测井资料缺少井段的火山岩岩性识别具有重要借鉴作用。