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岩石力学与工程学报 2022年第12期41卷 2579-2591页

作者：赵亚鹏刘乐乐孔亮桑松魁王兴刘佳棋青岛理工大学理学院山东青岛266520 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 自然资源部天然气水合物重点实验室青岛海洋地质研究所山东青岛266237 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237

目前能源土的三轴剪切试验及其本构模型多以砂质等粗颗粒储层为主,泥质粉砂型能源土试验与本构模拟偏少,能统一描述黏质与砂质能源土的本构模型更是少见。本文首先开展泥质粉砂能源土的三轴剪切试验,结合前人成果,深入总结能源土的力学... 详细信息

目前能源土的三轴剪切试验及其本构模型多以砂质等粗颗粒储层为主,泥质粉砂型能源土试验与本构模拟偏少,能统一描述黏质与砂质能源土的本构模型更是少见。本文首先开展泥质粉砂能源土的三轴剪切试验,结合前人成果,深入总结能源土的力学特性。随后在黏土与砂土统一的硬化模型(CSUH)框架下,考虑能源土特殊力学特性,通过构建与水合物饱和度相关的压硬性参量描述能源土的压缩特性,引入胶结因子及剪胀因子分别反映黏聚强度和剪胀效应,并通过状态参数反映能源土的剪切状态,结合非关联流动法则建立一个能够统一描述黏质及砂质能源土的弹塑性本构模型。编制模型验证程序,通过本文及其他学者的多组三轴剪切试验来验证本构模型的有效性。结果表明:所建立的弹塑性本构模型能够对黏质细颗粒及砂质粗颗粒能源土的剪切特性进行统一描述,可以有效反映能源土的应变硬化及软化、体积剪缩及剪胀等力学特性,并对水合物饱和度、有效围压的影响有着较好的预测效果。

关键词：土力学天然气水合物黏质及砂质力学特性 CSUH模型胶结剪胀

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地震波形约束的蒙特卡洛—马尔科夫链随机反演方法

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石油地球物理勘探 2021年第3期56卷 543-554,592,I0011页

作者：周爽爽印兴耀裴松杨亚明中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071

以地质统计学为基础、以测井资料为条件数据的地震随机反演方法的分辨率高于常规确定性反演,因此迅速得到广泛应用,但是提高计算效率以及消除随机性一直是难点。为此,提出了基于地震波形约束的蒙特卡洛—马尔科夫链(MCMC)随机反演方法... 详细信息

以地质统计学为基础、以测井资料为条件数据的地震随机反演方法的分辨率高于常规确定性反演,因此迅速得到广泛应用,但是提高计算效率以及消除随机性一直是难点。为此,提出了基于地震波形约束的蒙特卡洛—马尔科夫链(MCMC)随机反演方法。充分利用观测地震数据和待反演参数之间的地球物理映射关系,应用相关系数,根据已知的地震波形之间的相似性特征指导井数据进行伪普通克里金插值模拟,建立具有地震波形指示的初始模型;在此基础上,进一步在贝叶斯框架下构建观测地震数据和测井数据协同约束的后验概率密度分布,结合Metropolis-Hastings采样算法多次随机模拟具有地震波形指示的初始模型参数,利用后验均值作为模型参数的最优解。该方法有效地提高了反演稳定性和横向连续性,降低了随机性,有效地弱化了地震噪声对反演结果的影响,并且极大地加快了马尔科夫链的收敛速度,有效地提高了运算效率和估算精度。模型试算和实际资料反演效果表明,基于地震波形约束的MCMC随机反演方法具有较好的抗噪性,有效提高了反演精度,对识别调谐尺度内薄互储层具有一定优势,在提高纵向分辨率的同时也提高了横向分辨率。

关键词：地震随机反演初始模型地震波形约束 Metropolis-Hastings算法后验概率密度分布

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南黄海盆地崂山隆起构造特征与油气勘探方向

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海洋地质与第四纪地质 2022年第2期42卷 131-143页

作者：雷宝华张银国王明健陈建文梁杰王文娟中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580

崂山隆起海相地层作为南黄海盆地海相中—古生界油气勘探的新领域、新层系,将是下一步油气战略发现和勘探认识突破的方向。综合近年来详查勘探的地震解释成果,划分该隆起北部为青峰变形带,南部为高石稳定带。指出青峰变形带整体为逆冲... 详细信息

崂山隆起海相地层作为南黄海盆地海相中—古生界油气勘探的新领域、新层系,将是下一步油气战略发现和勘探认识突破的方向。综合近年来详查勘探的地震解释成果,划分该隆起北部为青峰变形带,南部为高石稳定带。指出青峰变形带整体为逆冲和逆掩推覆体系,发育NE向逆断层;高石稳定带为弱变形稳定带,发育规模较小的NW向斜列断层。崂山隆起断裂走向有NE、NW和近EW向3组,边界断裂为近EW走向反转断裂。海相构造层变形具有北强南弱、西强东弱、上强下弱的特征。印支—早燕山期挤压推隆和晚燕山—喜马拉雅早期弱拉张/张扭作用下差异升降错断,形成了崂山断隆区,具有挤压、拉张、走滑和反转等4大构造样式。通过形成过程分析,揭示崂山隆起加里东期为古隆起;海西期为稳定地台;印支期可能为北部前陆盆地的前隆挠曲带,形成幅度增大的背斜;燕山早期为改造型断背斜;燕山中期崂山隆起基本定型;晚燕山—早喜马拉雅期隆升剥蚀,并发育局部小残凹;喜马拉雅晚期开始整体沉降。结合油气地质条件分析,认为崂山隆起南部的高石稳定带是海相油气勘探有利区带,海相下构造层(震旦系—志留系)变形改造较弱,是有利的油气勘探层系。

关键词：海相地层形成过程构造特征油气勘探崂山隆起南黄海盆地

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非均匀介质特征参数地震随机反演方法

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石油地球物理勘探 2021年第6期56卷 1301-1310,I0005页

作者：王保丽蔺营张广智印兴耀中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071

地下介质普遍存在非均质特性,即表征含油气储层特征的弹性、物性及流体性质在空间上是不均匀的。常规的地震随机反演主要以测井数据为核心,求取变差函数表征地下地层的空间结构特征,难以有效描述地下复杂非均质储层的空间变化特性。为此... 详细信息

地下介质普遍存在非均质特性,即表征含油气储层特征的弹性、物性及流体性质在空间上是不均匀的。常规的地震随机反演主要以测井数据为核心,求取变差函数表征地下地层的空间结构特征,难以有效描述地下复杂非均质储层的空间变化特性。为此,通过描述不同非均匀介质特征参数对介质的空间扰动特性,并在贝叶斯理论框架下充分利用已知测井和地震数据中蕴含的地下地层信息,提出了基于非均匀介质特征参数的随机反演方法。该方法融合已知测井和地震数据,依据随机介质理论估算的非均匀介质特征参数能更好地描述地下储层空间结构特征,进而构建后续反演所需的先验信息模型,最后利用非常快速量子退火算法优化求解目标函数,得到波阻抗的随机反演结果。模型试算表明,非均质特征参数先验模型可以描述储层的非均质特性,为后续反演提供了可靠的地质统计先验信息。实际资料的应用进一步证明,所提方法可以较好地实现对地下复杂储层的高分辨率反演,获得更可靠的反演数据体。

关键词：非均匀介质随机介质理论特征参数贝叶斯理论地震随机反演

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天然气水合物储层有效绝对渗透率现场测试进展

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海洋地质前沿 2022年第11期38卷 40-55页

作者：刘乐乐万义钊李承峰张永超刘昌岭吴能友自然资源部天然气水合物重点实验室中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237

天然气水合物作为一种新型的非常规能源具有较大的资源潜力。天然气水合物储层的有效绝对渗透率常被选为天然气水合物降压开采效果评价的关键指标,指标大小需要在现场进行测试加以确定。首先对国内外典型地区天然气水合物储层有效绝对... 详细信息

天然气水合物作为一种新型的非常规能源具有较大的资源潜力。天然气水合物储层的有效绝对渗透率常被选为天然气水合物降压开采效果评价的关键指标,指标大小需要在现场进行测试加以确定。首先对国内外典型地区天然气水合物储层有效绝对渗透率的现场测试实例进行梳理,然后介绍了地层测试和核磁共振测井等现场测试方法,最后总结了目前水合物储层有效渗透率现场测试仍存在的主要问题并给出未来的研究建议,期望为天然气水合物储层现场测试技术的发展提供参考。

关键词：天然气水合物渗透率试井核磁共振水合物饱和度

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华北寒武系第二统辛集组软舌螺动物化石群

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古生物学报 2023年第1期62卷 30-65页

作者：李洛阳潘兵贠浩深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237 现代古生物学与地层学国家重点实验室中国科学院南京地质古生物研究所南京210008 大陆动力学国家重点实验室陕西省早期生命与环境重点实验室西北大学地质学系西安710069

软舌螺动物是华北板块寒武系小壳化石基本组成之一,也是寒武纪生命大爆发在华北地区的重要见证者。本文系统描述了华北板块南缘-西南缘(河南-陕西地区)寒武系第二统辛集组软舌螺化石9属14种及1未定种。包括直管螺类6属9种:Conotheca aus... 详细信息

软舌螺动物是华北板块寒武系小壳化石基本组成之一,也是寒武纪生命大爆发在华北地区的重要见证者。本文系统描述了华北板块南缘-西南缘(河南-陕西地区)寒武系第二统辛集组软舌螺化石9属14种及1未定种。包括直管螺类6属9种:Conotheca australiensis、Cupitheca holocyclata、Cupitheca costellata、Cupitheca?decollata、Tegminites hymenodes、Triplicatella disdoma、Triplicatella xinjia、Protomicrocornus triplicensis和Longxiantheca mira;软舌螺类3属5种及1未定种:Microcornus eximius、Microcornus petilus、Parkula ***、Parkula bounites、Parakorilithes mammillatus和Parakorilithes sp.。基于大量保存的精美聚合标本,本文准确重建了锥壳和口盖在软舌螺不同属种中的配置。此外,新材料显示华北辛集组软舌螺超过一半的属种钙质锥壳内侧发育隔板。其中,Conotheca和Longxiantheca隔板能有效加固和进一步封闭锥壳壳顶;Cupitheca和Microcornus沿隔板具断壳现象;Parakorilithes和Protomicrocornus分别发育特殊的单隔板和多隔板,能够很大程度上避免软体组织深入锥壳内部。笔者认为软舌螺通过口盖具齿、隔板加固、锥壳断壳等方式能有效增强锥壳-口盖闭合性和钙质外骨骼对海底环境的适应性,以及通过具触手营养器官进行滤食-腐食-掘食等不同方式生活。这些生存策略和适应性演化特征可能是软舌螺动物快速辐射并繁盛于寒武纪海洋的重要原因。

关键词：软舌螺动物锥壳-口盖重建适应性演化辛集组华北板块

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大洋缺氧事件金属稳定同位素研究进展

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地球科学进展 2022年第11期37卷 1127-1140页

作者：李聪颖吴思璠中国科学院海洋研究所深海研究中心山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

白垩纪大洋缺氧事件记录了地球气候和古海洋环境的显著变化,是全球碳循环的主要扰动事件,受到了国内外学者的广泛关注。近20年来,随着金属稳定同位素测试技术的发展,越来越多的金属稳定同位素(例如钼同位素、锌同位素、铀同位素、铬同... 详细信息

白垩纪大洋缺氧事件记录了地球气候和古海洋环境的显著变化,是全球碳循环的主要扰动事件,受到了国内外学者的广泛关注。近20年来,随着金属稳定同位素测试技术的发展,越来越多的金属稳定同位素(例如钼同位素、锌同位素、铀同位素、铬同位素、镉同位素和钙同位素等)被用于研究大洋缺氧事件期间的环境变化。通过系统总结钼同位素(δ^(98)Mo)、锌同位素(δ^(66)Zn)和铀同位素(δ^(238)U)的地球化学性质以及在大洋缺氧事件中的研究进展,发现钼同位素主要用于指示局部海洋硫化和非硫化环境的转变过程;锌同位素多用于区分局部海洋对初级生产力、大陆风化以及沉积物埋藏/分解等过程的不同响应情况;铀同位素可以估算全球海底缺氧面积占海底总面积的比例,同时可以结合碳—磷—铀耦合模型模拟全球海洋对大火成岩省形成、大陆风化、生物活动等过程的响应机制。但目前这些金属稳定同位素在海洋体系中的循环分馏机制尚未完善,且研究对象主要聚焦于大洋缺氧事件OAE2的沉积记录,未来还需要更系统全面的研究。

关键词：大洋缺氧事件金属稳定同位素钼同位素锌同位素铀同位素

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渤海湾盆地二叠系碎屑岩储集层发育演化特征与勘探方向

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石油勘探与开发 2023年第5期50卷 937-949页

作者：操应长孙沛沛周立宏远光辉刘惠民楼达吴智平金强蒋有录深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071 中国石油大港油田公司天津300280 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司山东东营257001

基于岩心观察、薄片鉴定、流体包裹体分析、碳氧同位素组成分析等技术方法,结合构造和埋藏演化史,系统分析渤海湾盆地上古生界二叠系碎屑岩储集层成岩演化过程、储集层成因及发育模式。研究表明:①渤海湾盆地上古生界整体经历3期埋藏和... 详细信息

基于岩心观察、薄片鉴定、流体包裹体分析、碳氧同位素组成分析等技术方法,结合构造和埋藏演化史,系统分析渤海湾盆地上古生界二叠系碎屑岩储集层成岩演化过程、储集层成因及发育模式。研究表明:①渤海湾盆地上古生界整体经历3期埋藏和2期抬升过程,相应地发生3期干酪根热演化生酸溶蚀成孔和2期大气淡水淋滤成孔过程,深埋条件下近封闭成岩体系中溶蚀作用伴随自生黏土和石英沉淀,储集空间增加有限;②不同构造带差异性构造抬升—沉降过程造成二叠系碎屑岩储集层成岩-成储过程的差异性,并发育3类不同的储集层成因模式:Ⅰ类浅层成孔-中浅埋藏型储集层经历两期暴露—长期开放环境,于近地表经历两期大气水淋滤增孔作用,晚期浅埋,次生孔隙为主,物性最好;Ⅱ类浅层成孔-深埋调配保孔型储集层经历早期暴露开放—晚期埋藏封闭环境,溶蚀作用调配孔隙类型,以大量长石次生溶孔为主,物性次之;Ⅲ类多期埋藏溶蚀调配成孔型储集层经历近封闭—封闭环境下有机来源酸性流体溶蚀,以高岭石晶间微孔隙为主,物性最差。地质历史时期为大气水淋滤注水区,而现今位于斜坡带—洼陷带的Ⅱ类深埋储集层,为下步有利勘探目标。

关键词：渤海湾盆地二叠系碎屑岩成岩演化成储机制次生孔隙

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气体水合物生成实验过程动态监测:一种新的ERT方法及其效果分析

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现代地质 2022年第1期36卷 193-201页

作者：刘洋陈强邹长春赵金环彭诚孙建业刘昌岭伍操为中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071 青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室山东青岛266071

现阶段适用于天然气水合物资源开采过程获得其空间分布变化的现场监测技术仍不完善。以电阻率层析成像(ERT)技术为基础,研发一套新的ERT阵列(由两组平行的垂向电极组合而成,每组阵列有24个环形电极)应用于水合物储层动态变化监测模拟实... 详细信息

现阶段适用于天然气水合物资源开采过程获得其空间分布变化的现场监测技术仍不完善。以电阻率层析成像(ERT)技术为基础,研发一套新的ERT阵列(由两组平行的垂向电极组合而成,每组阵列有24个环形电极)应用于水合物储层动态变化监测模拟实验。通过开展物理模拟实验,采用新的ERT方法对水合物生成过程进行了动态监测,并分析了动态监测方法的应用效果。通过对实验数据统计分析,92%的数据标准偏差小于5%,证实该装置获取的电学数据资料具有较高质量。通过对高阻介质模拟实验,发现温度压力条件的变化对ERT监测结果影响较小,成像结果显示饱含3.5%NaCl溶液的沉积物电阻率约为1Ω·m与阿尔奇公式计算所得电阻率基本一致,验证了其具有较高的适用性。新的ERT方法有效地监测了水合物生成过程中电阻率变化,平均电阻率随着水合物的生成从0.95Ω·m增大至1.95Ω·m并观察到"爬壁效应",证明其在水合物监测中具有良好的应用效果,并有助于实现对水合物饱和度空间分布的动态监测。研究成果为开展实验室内水合物生成和分解过程演化研究提供了方法和技术支持,也有助于研发现场天然气水合物储层动态变化监测技术和设备。

关键词：天然气水合物电阻率层析成像物理实验模拟动态监测

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联合地震初至走时与早至波形的深度学习速度建模

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地球物理学报 2023年第12期66卷 5107-5122页

作者：许祥邹志辉韩明亮贾冬顺周华伟裴建新马锐中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266061 中国石油集团东方地球物理公司辽河物探处辽宁盘锦124010 美国休斯顿大学地球与大气科学系休斯顿770045 中海油(中国)有限公司天津分公司天津300459 汉海信息技术(上海)有限公司上海200000

地震初至走时和早至波形数据含有丰富的速度结构信息,被广泛用于地震速度建模.采用初至走时建模稳定,但精度不足;而地震波形速度建模虽然精度较高,但稳定性较低.联合采用初至走时和早至波形可能有助于同时提高速度建模的稳定性和精度,... 详细信息

地震初至走时和早至波形数据含有丰富的速度结构信息,被广泛用于地震速度建模.采用初至走时建模稳定,但精度不足;而地震波形速度建模虽然精度较高,但稳定性较低.联合采用初至走时和早至波形可能有助于同时提高速度建模的稳定性和精度,但走时和波形的物理意义不同,在数据结构上存在明显差异,难以直接在常规层析成像或波形反演中联合.本文提出联合地震初至走时与早至波形的深度学习速度建模方法,通过对特征数据集的异构数据进行维度变换,使初至走时和早至波形以不同通道输入到深度神经网络,形成相对应的速度模型映射.数值实验结果表明,该方法实现了初至走时和早至波形在速度建模中的优势互补,其建模精度优于仅采用初至走时及仅采用早至波形的深度学习建模方法和层析成像方法.利用异构数据开展深度学习速度建模的思路,对联合其他数据开展高精度速度建模也具有借鉴意义.

关键词：地震速度建模深度学习早至波初至走时地震层析成像异构数据

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