海上OBC-OBN技术发展与关键问题

近些年,海上OBC-OBN技术取得飞速发展,不管是海底电缆采集,还是海底节点采集,新装备、新方法层出不穷.笔者以最新的国内外研究成果和发表的论文为基础,总结了海上OBC-OBN技术的发展历史及研究现状,综述了有关海上四分量地震勘探采集技术及装备,以及处理与解释技术,认为:海底多分量地震相对于海上拖缆地震,具有多分量数据、宽方位、宽频等优势,是海上地震发展趋势;资料处理、转换波使用等方面尚需进一步研究;海上油气田勘探进入复杂构造、岩性油气藏勘探阶段,随着海底地震施工成本降低,处理技术的进步,其应用范围将得到进一步扩展.     

裂缝对井眼声波的传播影响规律研究

在致密油气储层中,裂缝是油气运移的重要渗流通道和储集空间,裂缝的发育情况直接控制着储集层的储集性能.为了利用横波和斯通利波衰减信息评价裂缝发育情况,采用三维变网格时域有限差分数值模拟研究了井眼环境下裂缝宽度、裂缝倾角对横波和斯通利波衰减的影响规律.研究结果表明:随着裂缝宽度增大,透射横波、透射斯通利波发生能量衰减;当裂缝倾斜时,透射斯通利波对裂缝倾角不敏感,随着倾角变大衰减变化不大.而透射横波对裂缝倾角较为敏感,当裂缝倾角为0°时,透射横波衰减幅度最大;随着裂缝倾角变大,透射横波衰减幅度明显变小;裂缝倾角大于25°时,随着角度进一步的增加,透射横波衰减幅度缓慢变小.此外,将数值模拟的横波衰减曲线与物理实验中的横波衰减曲线进行对比,两者吻合性良好.本研究对于完善裂缝性储层的声波测井评价方法具有一定的理论指导作用.     

分散元素(Ge,Cd, Tl)稳定同位素研究

近年来,非传统稳定同位素地球化学得到了飞跃性的发展,其主要研究对象为海洋体系的演化。特别是氧化还原敏感元素(Se,Mo,Fe等)稳定同位素已经在古海洋环境的示踪研究中发挥重要的作用。相比分散元素(Ge,Cd,Tl)稳定同位素研究比较薄弱,但这些元素在海洋体系中有特殊的循环模式,这使得它们的同位素研究将可能存在很大地质潜力。海洋体系中它们的源汇简单,而且有机无机吸附过程都可能导致同位素分馏。Ge,Cd,Tl均属于挥发性元素,原始星云的形成过程可能存在较大的同位素分馏。我国南方大面积的低温成矿域,将为Ge,Cd,Tl稳定同位素的发展提供天然的平台。另外,Cd,Tl是环境污染的主要潜在元素,因此采用稳定同位素示踪还可能示踪表生环境中的污染来源。     

河南商城石门冲岩组的归属

石门冲岩组仅分布于河南省商城县石门冲地区红山寨-三洞盖一带, 岩性组合为白云母石英片岩、碳质绢云母石英片岩夹白云石质大理岩; 其该岩组内部断层和石英脉发育, 为不同的岩块拼接而成, 与周围地质体均呈断层接触, 和龟山岩组第一岩性段围成一残破的构造窗。经岩石类型组合对比及构造分析, 认为石门冲岩组为龟山岩组第一岩性段的一部分, 后经逆冲推覆构造作用移位至现今位置-形成飞来峰。     

辽西地区燕山板内造山带东段中生代逆冲推覆构造

本文厘定并阐述了辽西地区燕山中生代板内造山带东段发育的推覆构造的宏观构造格局、运动学特征、形成时代和形成过程;探讨了形成该构造体系的区域构造背景及其大地构造意义。该区的逆冲构造系统由6条主干逆冲断层组成。分布于西北和东南缘的两条最外缘逆冲断层走向为ENE,居于其间的逆冲断层呈NNE-NE,而且,向东北和南西方向这些断层具有汇合的趋势。在东北端收敛于凌源-东官营子断裂（“内蒙地轴”南缘断裂）上,而在西南端则汇拢于大屯-锦州断裂及其西延的密云-喜峰口断裂。总体上构成一个类似于双重构造（duplex)的巨型逆冲系统。该区逆冲作用始于中侏罗世之前,于株罗纪末达到高峰并基本形成了本区的推覆构造格局。本区逆冲断层系统,总体逆冲方向指向南东,与燕山板内造山带中段、西段以向北、北西逆冲为主的逆冲推覆构造明显不同。结合燕山中段发现的近东西向右行走滑断裂系统及其与本区逆冲推覆构造体系的时-空关系分析,指出本区逆冲推覆构造的形成,是没燕山东西向构造带右行走滑作用因构造方向的改变发生构造转换的结果。     

北极海冰多参数同化对海冰密集度模拟的改进

文章基于CICE海冰模式和PDAF并行数据同化框架,使用局地误差子空间变换卡尔曼滤波方法(LESTKF),将海冰密集度、海冰厚度和海冰干舷资料同化到模式中,设计实验研究了多参数同化对北极海冰密集度模拟的改进。结果显示,数据同化对北极海冰密集度模拟具有良好的改善作用,同化实验的平均偏差、均方根误差和平均绝对误差相对于控制实验均有明显减小,同化实验在夏季对海冰密集度和范围的模拟改善最为明显,多参数同化可以提高海冰密集度和范围模拟的精度和可靠性。     

非线性波浪与柔性水面漂浮式光伏结构作用的数值模拟

大型水面漂浮式光伏系统具有水平面积大、垂向抗弯刚度低的特点,在外海波浪作用下,柔性光伏系统的水弹性运动响应较大。针对漂浮式柔性光伏结构的特点,建立了二阶非线性波浪与柔性漂浮式光伏耦合作用的频域数值模型,基于模态展开法实现结构运动与流体作用的解耦。其中,柔性漂浮式光伏结构的水弹性运动响应利用经典欧拉-伯努利梁振动方程模拟,流体域利用二维Rankine源及关于海底的镜像作为格林函数建立边界积分方程,采用高阶边界元方法求解。通过对比验证,建立的耦合模型具有较好的精度。利用该模型计算分析了不同波高和结构抗弯刚度时的结构运动响应,发现非线性波浪力引起的结构运动响应不可忽略。还研究了波浪周期和结构抗弯刚度对结构弹性变形的影响规律：波浪周期越大,结构的弹性变形越由低阶模态占主导,结构运动幅值分布越平缓;结构抗弯刚度越小,结构的弹性变形包含越多高阶模态成分,结构运动幅值分布波动越大。     

基于HSS模型海上风电桶形基础水平循环承载特性对比研究

采用土体本构模型对黏土中的桶形基础进行了有限元模拟,以研究桶形基础的水平循环承载特性。利用有限元方法模拟了在不同单调组合荷载作用下黏土中的桶形基础离心机试验,与试验结果对比验证了使用小应变硬化土（HSS）本构模型的适用性。在此基础上,基于HSS模型和硬化土（HS）模型对比研究了不同循环荷载和小应变模量对桶形基础累积转角、旋转中心和桶-土相对刚度的影响。结果表明,黏土中桶形基础的累积转角随着循环次数和水平荷载的增加而增加,然而每个循环中累积转角的增加逐渐减小。另外,提出了T_b和ζ_b之间的拟合关系式预测黏土中桶形基础的累积旋转。无论处于疲劳极限状态（ζ_b=0.3）还是正常使用极限状态（ζ_b=0.5）,旋转中心类型都是从深中心变为浅中心。桶-土相对刚度随循环次数的增加而减小,并且循环荷载越大刚度衰减越大。另外,小应变模量对基础累积转角和桶-土相对刚度有较大影响而对旋转中心无显著影响。与已有的研究结果对比发现,HSS模型更加适用于精细化设计。     

基于PIES观测东沙群岛附近声传播变化

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据,反演得到温盐剖面,进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证。结果表明,PIES能够在长期连续观测中较为敏感地捕获上层水体及表面声道的变化特征,为水声通信、探测及潜航路径规划等提供参考,在水声研究及海洋军事环境保障中都具有良好的应用前景。