基于逆时成像的井中观测微地震定位精度分析

微地震定位是非常规和低渗透油气勘探开发和地下工程安全监测的关键环节,其准确性是实现油气储层实时刻画和工程灾害监测预警的重要基础.由于微地震信号具有能量弱、频率高、信噪比低的特点,微地震定位精度易受到采集观测系统布设位置的影响,尤其在井下受限空间与高温高压环境中.基于此,本文提出了一种基于逆时成像的井下微地震采集定位精度分析方法,能定量预测实际采集观测系统布设方案在水平和深度方向上的定位偏差和不确定性.区别于传统定位精度分析方法,该方法基于波形而非走时,适用于复杂非均匀介质,同时考虑了信噪比和震源机制对定位精度的影响.均匀和非均匀介质下的实例应用结果均表明,该方法能有效评价微地震采集方案的预期定位精度,进而反馈采集参数设计,从数据采集的源头改善复杂介质条件下的微地震定位效果.

     

基于测试粒子模拟的垂直无碰撞激波对离子的加速研究

本文利用测试粒子模拟的方法研究离子在通过垂直无碰撞激波结构时的加速.我们首先探究了在理想激波条件下,离子通过激波结构后的能量增益与其初始参数(包括回旋相位角、初始位置和上游平均能量)的关系; 然后进一步探索了离子通过由自洽的一维混合模拟给出的更接近真实的激波结构时获得的加速,研究了激波内部的电场和磁场结构对离子能量增益的影响.结果显示,当离子能量较低(离子回旋半径小于激波面厚度或相当)时,激波横越电势和磁过冲对离子的能量增益起到促进作用; 而当能量较高时,激波内部结构对于离子能量增益的影响逐渐可以忽略. 此外,与激波横越电势相比,激波磁过冲的强度对离子能量增益的影响占主导,离子的能量增益随着磁过冲的增强而增强.最后,我们发现激波的磁场过冲和横越电势对于离子能量增益的影响之间的关系比较复杂,不能简单叠加,甚至有互相抵消的效应.作为示例,我们给出了一个激波法向电场的双极结构使得离子加速变弱的例证.

     

北京延庆钠层上边界的平均特性研究

本文对北京延庆(116.0°E,40.5°N)钠荧光激光雷达2018年11月—2019年12月夜间的数据以1 h和1 km的时空分辨率进行了分析.获得了当地钠层上边界可达到的高度范围、其相应的季节变化、夜间演化等：延庆顶部钠层可达到110 km、120 km和130 km的概率分别为99.94%、84.46%和40.34%,由此得出,顶部钠层在大多数情况下可以达到120 km,突破了顶部钠层在105 km(或者110 km)的传统观点;上边界高度范围的季节变化规律为5—6月份最高,2—3月份最低;后半夜顶部钠层密度会有所增加.我们比较了偶发钠层、温度和流星注入与上边界高度范围的相关性,推测出偶发钠层对钠层上边界拓展有很大贡献,流星注入次之,温度影响最低.后半夜流星注入量增多跟此时顶部钠层密度增加有一定的相关性.对顶部钠层能够提高到120 km的这项研究,可以为拓展风温的探测高度提供理论依据.

     

格陵兰冰盖次表面湖多源遥感监测——以格陵兰中西部流域为例

格陵兰冰盖在夏季会发生剧烈融化,融水在低洼处汇集形成冰面湖,储存了大量的融水,在冰盖的水文系统中起着至关重要的作用,是格陵兰冰盖质量平衡的重要组成部分.近期有研究发现大量的冰面湖在冬季不会完全冻结,而是掩埋在雪层或冰层下以液态水形式存在,形成冰盖次表面湖.冰盖次表面湖对格陵兰冰盖稳定性和物质平衡会产生重要的影响.由于次表面湖存在于冰盖表层之下难以通过可见光影像进行提取和分析,次表面湖的监测成为次表面湖研究的难点之一.本研究提出一种利用Landsat8和Sentinel-1数据自动提取次表面湖范围的方法.该方法先利用可见光影像提取夏季冰面湖的范围对SAR影像进行掩膜,再根据冬天水体和冰面的后向散射具有可分性的原理,通过Rosin阈值分割算法,提取得到2018—2019年冬季格陵兰中西部流域的次表面湖并对其分布进行分析.在研究区内选择10个测试区域,利用该方法对区域内的次表面湖进行目视解译,并对算法自动提取次表面湖结果进行精度验证.结果表明,本研究提出的自动提取算法Kappa系数为0.85.基于该方法,本研究在2018年格陵兰中西部流域共提取夏季冰面湖的面积为102.28 km².约43.09%的夏季冰面湖不会完全冻结,从而在冬季形成次表面湖(面积为44.07 km²).

     

下扬子陆域下寒武统烃源岩特征及其对南黄海油气勘探的借鉴

早寒武世下扬子陆块与华夏陆块均向北漂移并拼合成南方古陆,发生褶皱隆升,但对下扬子陆块北部(现今下扬子地区)影响不大,总体处于浅海台地相。因为早寒武世早期受上升流等因素的影响,下扬子地区早寒武世有机质来源丰富,在缺氧还原的沉积环境形成了优质烃源岩。下扬子地区下寒武统烃源岩呈NE向展布,受"一台两盆"构造格局影响存在2个沉积中心:一个在安吉—休宁深水陆棚区,厚度100~300 m;另一个在泰州—盐城深水陆棚区,厚度50~150 m。海侵主要来自东北方向,烃源岩向东北方向减薄。从陆域烃源岩厚度分布趋势看,南黄海盆地烃源岩厚度应在50~200 m之间。中生代南方古陆与华北陆块拼合形成中国大陆时,对下扬子古生代形成的油气藏产生了严重的破坏。台缘相烃源岩厚度大、埋深大、生烃早,生成的油气藏在中生代南北陆拼贴期遭到破坏,是现今古油藏的烃源供给者。我们推测南黄海下寒武统为台地相沉积,埋藏相对较浅,热演化程度相对较低,大部分烃源岩可能在燕山中—晚期发生过二次生烃,有利于常规油气藏的保存。     

利用直达波导频信号的高频外辐射源雷达接收阵列校正方法

基于数字调幅广播(DRM)的特点,提出了一种利用直达波频率导频信号的高频外辐射源接收阵列幅相一致性校正新方法。首先介绍了DRM广播的信号结构,分析了其导频信号作为校正源的可行性;考虑到高频段电磁环境和传播环境的时变非平稳特性,提出了一种基于平移不变阵元偶在时间上优选直达波校正数据的方法;最后结合地波模式和天波传播模式高频外辐射源雷达实测多通道数据,比较了该方法与其他辅助定标源方法用于接收阵列校正的效果,分析结果证实了该方法的有效性。     

ICESat-2水深提取方法及其反演应用

相比于传统水深测量方法, 结合主动激光卫星ICESat-2数据与被动光学遥感影像的主被动融合水深反演方法具有低成本、覆盖面积广、不受地域限制、无需地面实测数据等优点.研究选取澳大利亚大堡礁中部的John Brewer Reef和南部的Fitzroy Reef为实验区, 开展主被动融合水深反演实验.针对ICESat-2光子点群信噪比低、光子点水深信息提取和改正难的问题, 本文提出基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法, 并顾及海面倾斜引起的入射角偏移, 改进了Parrish水体折射改正几何模型.实验表明, 基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法可以高效准确地提取出有效的海面、海底光子点群; 经过地球物理改正和基于改进模型的水体折射改正后, 水深变浅, 且改正项与改正前水深呈线性关系, 线性系数约为-0.2550.实验将提取并改正后的ICESat-2光子点水深与经大气校正、耀斑校正、空间域滤波等预处理后的Sentinel-2影像进行空间匹配构建水深反演样本集, 并利用单波段模型(SB)、比值模型(BR)、Lyzenga多项式模型(LP)、二次多项式模型(QP)、三次多项式模型(CP)、支持向量回归模型(SVR)、多层感知器模型(MLP)、随机森林回归模型(RF)等水深反演模型对实验区全域水深进行反演.通过对比分析多种水深反演模型在不同地理区域和ICESat-2水深样本分布条件下的表现, 研究为不同场景下的主被动融合水深反演策略提供了一定的科学依据.

     

全新世以来苏北平原里下河南部地区的沉积记录和环境演化

通过对里下河南部泰州地区PM4剖面样品的微体古生物鉴定及粒度分析,结合AMS14C测年,探讨了该地区全新世以来沉积环境的演化。研究结果表明,全新世以来,该地区的沉积环境经历了湖相、滨海沼泽、海湾、瀉湖、湖相5个阶段。11900~4850cal.aBP：沉积物颜色为灰色-灰黑色,颗粒较细,为极正偏的尖峰态,水动力条件较弱,不含有孔虫和介形虫,为湖相沉积;4850~4250cal.aBP：水动力增强及粗颗粒沉积物增加,含有少量有孔虫,为滨海沼泽;4250~4050cal.aBP：砂质成分急剧增加,含有大量有孔虫,位于黄桥沙坝的北汊道内,为海湾沉积;4050~1850cal.aBP：粒度变细,水动力减弱,含有少量有孔虫及介形虫,为瀉湖沉积;1850~0cal.aBP：粒度变细,分选变好,水动力条件较弱,不含有孔虫,含有少量介形虫,为湖相沉积。     

下扬子烃源岩新层位——中下奥陶统

中下奥陶统通常主要作为储层看待,然而皖南地区的下奥陶统宁国组主要为一套富含笔石的灰黑色—黑色薄层硅质、碳质泥岩,属广海陆棚相至深海盆地相沉积;而中奥陶统胡乐组主要为一套同样富含笔石的深灰色薄层粉砂质泥岩和中厚层硅质泥岩,属深海陆棚相至盆地相沉积。二者分布范围相当,但宁国组厚度明显大于胡乐组。下奥陶统宁国组6个样品的岩石热解数据显示,恢复后的TOC均值为1.24%。根据上升流的识别标准,宁国组和胡乐组的岩性和岩相特征以及宁国组地球化学测试结果,推测皖南地区中下奥陶统可能是一套受上升流影响的中—好烃源岩。鉴于南黄海是下扬子的主体,建议加强南黄海中下奥陶统烃源岩的研究。     

福建省万寿岩遗址船帆洞植硅体组合特征及其环境意义

万寿岩遗址位于福建省三明市,遗址之一的船帆洞中曾生活过两期古人类（40～37 kaBP和30～29 kaBP）。在第一期古人类的文化层中发现的人工石铺地面在我国旧石器考古中属重要发现,对研究末次冰期古人类生存环境具有重大意义。对船帆洞沉积物的植硅体分析显示,尖型植硅体和棒型植硅体数量比较占优势,扇型和块状植硅体含量其次,短细胞植硅体形态中鞍型的含量较多。结合聚类分析结果可将剖面至下而上划分为5个气候带,气候环境依次为凉干-冷干-冷偏干-凉偏干-温凉偏干。第一期古人类生活于带I底部,为凉干背景下较温暖的气候环境;第二期古人类生活于带Ⅳ上部,为凉偏干背景下较温暖的气候环境。植硅体的变化特征较好地指示了H4和H3事件,分别对应两期文化层。两次Heinrich事件改变了古人类的生存环境,推测是两期古人类离开船帆洞的主要原因。