任意各向异性介质三维非结构谱元法直流电阻率正演模拟研究

各向异性是地电异常解释中不可忽视的因素,广泛存在于裂隙或层理发育的地质环境中.本文针对任意各向异性条件下直流电阻率法三维正演问题进行研究,结合非结构谱元法建立模拟算法,充分利用谱方法的指数收敛性以及非结构有限元对地形和复杂异常体刻画能力,提高计算精度和效率.通过灵活的四面体网格剖分和高阶谱插值,实现了复杂介质任意各向异性模型电阻率响应的高精度数值模拟.我们首先通过层状各向异性模型验证本文非结构谱元法的计算精度,进而我们以半空间中立方体模型为例分析各向异性对电阻率响应的影响特征,并通过计算针对不同各向异性参数的视电阻率极性图,探究地下介质各向异性特征识别方法.最后,我们针对典型的山脊模型计算和分析存在地形效应条件下各向异性电流场分布及视电阻率特征.模型计算结果表明基于四面体网格的谱元法模拟带有复杂地形和异常体的任意各向异性模型具有很高的计算精度.本文的研究成果将在推进电阻率方法用于解决裂隙及层理等环境和工程地质问题中发挥积极作用.     

内蒙古敖汉旗早三叠世正长花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征

正近些年研究显示华北地台北缘存在一条近东西向展布的早三叠世后造山的花岗岩带,在吉林东部,内蒙古中部及西部地区具有发现,但在赤峰敖汉旗地区还未见报道。本次工作在敖汉旗区域地质调查过程中,从原来侏罗纪岩体中重新厘定出一套正长花岗岩,本文对其年代学及地球化学进行介绍,以探讨华北地台北缘中段-东段过渡带的古亚洲洋闭合时限。     

多年冻土地基正温输气管道地温场实测及分析

我国有多条油气管道位于多年冻土地区,工程问题层出不穷。因输送介质处于正温状态,其所释放热量对管道周围冻土冻融过程有极大影响。为阐明正温管道对多年冻土温度场及冻融特征的影响,基于西部某多年冻土区正温输气管道现场实验,对管道地基温度场进行了为期1年的现场实测。数据分析表明,多年冻土天然上限为1.5~2.0 m;土体融化期及冻结期分别为6-10月、11-次年5月;监测段多年冻土热量收支基本平衡,属于不稳定冻土,在外界热扰动下极易退化;正温输气管道的存在引起了多年冻土的退化且对其温度场有很大影响,水平方向影响范围约1.5 m,管下最大融深可达7.0 m。同时指出了针对处于临界状态的多年冻土,在基于对其全面、深入了解的基础上,越早考虑相关工程建设带来的热扰动对多年冻土的不利影响,则处置难度越低且损失越小。     

不同古地貌单元水下分流河道沉积特征及其意义 ——以准噶尔盆地夏盐地区三工河组二段为例

为详细解剖水下分流河道沉积特征,探讨其岩性圈闭意义,采用多参数分析方法,对水下分流河道微相沉积特征进行了分析,提出了发育于不同古地貌单元的水下分流河道微相砂体由于物性存在差异而对岩性圈闭的形成具有重要意义。研究结果表明:研究区三工河组二段发育古低凸和古沟槽2种古地貌单元,古沟槽发育反旋回叠置型水下分流河道,低凸翼部发育正旋回叠置型水下分流河道。正旋回叠置型水下分流河道砂体物性自下而上逐渐变差,在侧向对反旋回叠置型水下分流河道储集体构成侧向遮挡,有利于形成岩性圈闭。在此基础上建立了岩性圈闭模式,将该模式应用到油田预探井井位部署中,取得了很好的效果。     

江山-绍兴构造带陈蔡岩群斜长角闪岩变质时代、地球化学特征及其构造演化意义

目前前人对于陈蔡岩群的变质时限和形成环境的认识观点不一.斜长角闪岩作为陈蔡岩群的重要岩石单元,是认识整个陈蔡岩群原岩性质和构造演化最重要的窗口之一.对陈蔡岩群中的斜长角闪岩开展了详细的年代学和岩石地球化学研究.SHRIMP U-Pb定年结果显示,斜长角闪岩锆石加权平均年龄为424.0±3.6 Ma,代表了峰期变质事件时间,并保留了新元古代晚期到早古生代早期的变质年龄记录;地球化学特征和判别图解表明,陈蔡岩群斜长角闪岩原岩为洋岛碱性玄武岩,结合野外观察到的斜长角闪岩与大理岩密切共生现象,认为其原岩可能为一套来自洋岛-海山体系的洋岛玄武岩-碳酸盐岩组合.陈蔡岩群的原岩可能是在古南华洋板块向扬子板块俯冲过程中形成的增生楔岩石组合,在早古生代晚期经历了角闪岩相变质作用.      

珠江口盆地惠州地区珠江组砂体上倾尖灭的地质-地球物理“逐级预测”方法

砂体上倾尖灭油气藏是岩性油气藏中重要类型之一,砂体上倾尖灭的刻画与描述是上倾尖灭圈闭有效性评价的关键。在以三角洲前缘沉积为主构成的三级层序内,三角洲沉积相关砂体上倾尖灭的地质-地球物理“逐级预测”描述方法对于认识上倾尖灭油气藏分布规律及其油气勘探具有重要意义。该方法由5个部分组成:在三级层序识别的基础上,运用高精度层序地层划分技术建立了四级层序构成的高频层序地层格架;在高频层序约束下,利用地震沉积学技术描述沉积相的平面分布;在地质模型指导下,利用频谱成像技术定性确定尖灭带的分布;利用相控储层反演半定量、定量预测砂体尖灭线;根据不同成因砂体的沉积特点,利用正演模拟技术开展尖灭线的外推预测。     

复杂条件二维重力场及重力张量场空间波数域正演方法

随着传感器技术的发展,重力场与重力张量场测量技术发展迅速,为实现地下密度分布精细反演提供了数据保障。正演是反演的基础,解决任意密度分布复杂地质体重力场与重力张量正演高效、高精度计算问题,是实现重力高效、精细反演、人机交互反演解释的关键。针对起伏地形和任意密度分布这种复杂条件下二维重力场及重力张量场高效高精度正演问题,这里提出了一种空间波数混合域正演算法,其关键环节包括:①结合新的矩形二度体组合模型波数域表达式和一维Gauss-FFT算法,提出了一种任意密度分布和起伏地形下重力场及重力张量高效、高精度正演算法;②采用新的二维正演算法,计算观测最高点和最低点之间多个不同高度水平网格重力场及重力张量,结合三次样条插值方法,实现了起伏地形上重力场及重力张量场高效、高精度正演。模型算例结果表明,新方法具有高效、高精度的显著特点。     

基于正演模拟的复合曲流带砂体内部构型解剖研究及应用

Q油田是渤海大型河流相沉积的稠油油田,其北区NmⅣ1主力含油砂体为复合曲流带沉积,经过16年的注水开发,油水关系复杂,平面注水受效不均的问题日益严重,如何优化注釆结构来改善开发效果已成为急需解决的问题。优化现有注釆井网的关键是认识复合曲流带砂体内部不同单河道砂体的切叠关系及展布特征,即对目标砂体开展内部不同单河道的构型单元分布特征研究。首先,依据岩电标定的测井曲线特征、局部发育的薄夹层以及曲流河纵向下切模式,对复合砂体内部不同单河道砂进行划分与对比;然后基于单井沉积微相划分结果,开展井间剖面相对比分析,表明复合砂体内部存在5种不同单河道砂体切叠模式;建立5种正演概念模型,利用地震正演模拟合成地震记录,总结了不同单河道砂体间顶面高程差异、点坝边界、废弃河道等曲流河砂体构型边界的波形特征;利用地震属性提取及多种地质构型方法,综合分析,最终实现了海上大井距条件下复合曲流带砂体内部不同单一曲流河砂体构型边界的精细识别;最后由注采动态资料的响应关系评估不同的切叠模式对注水效果的侧向遮挡程度,并以此为依据,优化现有的注釆井网并取得了非常好的生产效果。     

高效优化非分裂PML边界二阶标量波方程数值模拟方法

卷积完全匹配层（convolution perfectly matched layer,CPML）吸收边界是一种高效处理波动方程数值模拟中人工边界反射波的方法。本文基于传统的一阶系统CPML吸收边界条件推广并推导了新的二阶系统CPML边界条件（NCPML）。与常规二阶系统CPML边界条件不同,新边界条件推导的核心思想是在复数-频率域中忽略部分衰减因子空间变化特性,避免其在时间域产生复杂卷积算子,然后反变换至时间域得到基于CPML吸收条件的二阶标量波方程,并应用于二阶标量波方程数值模拟。均匀介质模型测试验证了NCPML吸收条件在内存使用上相对于常规二阶系统CPML与SPML（split PML）吸收条件更少。在对人工边界反射的吸收效果上,NCPML稍逊色于常规二阶系统CPML,但二者均相对于SPML优势明显。最后通过层状模型和Marmousi模型测试验证了NCPML的稳定性及其在效率上的优势。     

内蒙古乌拉特中旗色尔腾山岩群东五分子岩组锆石SHRIMP定年及其地质意义

色尔腾山岩群是华北克拉通中西部早前寒武纪变质结晶基底的主要组成部分,对研究华北克拉通基底演化具有十分重要的意义。色尔腾山岩群的形成时代是目前研究的热点之一,本文通过岩石学和锆石SHRIMP U-Pb定年研究,查明了内蒙古乌拉特中旗乌兰乡查干哈达地区色尔腾山岩群东五分子岩组的岩石组成和年代学特征。东五分子岩组遭受了后期岩浆和构造作用的强烈破坏,未见顶底,主要由中细粒斜长角闪岩、细粒黑云斜长片麻岩、眼球状细粒黑云斜长片麻岩、条带状细粒黑云斜长片麻岩和细粒黑云角闪片岩组成,矿物组合特征指示岩石经历了低绿片岩相-低角闪岩相变质。其中,眼球状细粒黑云斜长片麻岩出露相对较厚,与细粒黑云斜长片麻岩多呈互层状产出,局部偶夹细粒黑云斜长片麻岩。本次研究选取其中新鲜的细粒黑云斜长片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb测年分析,其锆石多呈自形-半自形,发育震荡环带,主体为岩浆成因,锆石SHRIMP U-Pb定年结果为（1 930.7±9.6）Ma,代表原岩（中酸性火山岩）冷凝结晶年龄,表明东五分子岩组经历变质作用的时代应晚于1 930 Ma。