基于非负约束的重力向下延拓BTTB-MRNSD方法

向下延拓作为处理与解释重力数据的一项重要技术,因其计算的不适定性而备受研究人员的关注。空间域延拓方法一般延拓精度较高,但通常计算复杂度较大。本文首先根据重力异常数据的特点,借鉴图像复原问题的处理思路,提出了一种重力向下延拓等效数学模型。然后,基于系数矩阵的块-托普利茨-托普利茨-块(BTTB)结构特点,本文提出了一种具有非负约束的空间-波数混合域下延迭代方法。该方法克服了空间域延拓计算复杂度大的问题,计算效率较高。基于理论重力模型和实测异常数据的对比试验表明,本文提出的重力下延方法具有相对较高的下延精度和稳定性,且收敛性较好。

铜绿山矿田成矿远景预测及三维地质模型

铜绿山矿田是鄂东南矿集区最重要的矽卡岩型铜铁金多金属矿田,其成矿与铜绿山岩株体关系密切。因此,查明该岩体深部展布和形态及其与周缘灰岩大理岩的接触关系,对矿田深部找矿预测具有十分重要的意义。笔者在细致分析铜绿山岩体及岩株体、灰岩大理岩及捕虏体、矽卡岩矿体及矿化体等重磁异常组合特征的基础上,推测铜绿山岩体的边界,圈定铜绿山岩体内部灰岩大理岩捕虏体和矿化体,利用三维物性反演、2.5D重磁人机交互反演、3D重磁人机交互反演结果,结合钻孔、地质资料开展三维地质建模,获得了铜绿山矿田4000 m以浅的岩体、矿化体的三维地质模型,为该区的靶区圈定及深部找矿预测提供依据。

基于MSSA-XGBoost小样本核爆地震事件分类

核爆地震与天然地震事件的分类鉴别是全面禁止核试验条约中的一项重要任务。受限于核爆数据数量缺乏,论文研究了XGBoost模型在小样本场景下两类事件的分类问题,并利用SSA算法对模型关键超参数进行自主寻优。同时针对SSA算法的不足,采用高斯混沌映射方法、提出种群比例动态调整策略和引入步长调整因子进行改进,构建了MSSA-XGBoost分类模型。模型解决了初始种群分布不均匀,导致种群多样性减少,影响算法收敛速度的问题;解决了麻雀种群比例固定,容易陷入局部最优解的问题;以及解决了发现者位置更新步长固定,从而限制算法全局搜索能力与寻优效率的问题,实现了避免人工特征提取和XGBoost迭代次数、最大树深以及学习率三个重要超参数的自主寻优,在小样本地震事件分类中取得了优异的效果。实验结果表明,MSSA-XGBoost模型分类准确率达到了96.37%,优于原模型93.47%,也优于支持向量机与卷积神经网络,同时较原始模型计算效率提升了近30%。

改进STA/LTA的地震事件精准检测方法

短时长时能量比法(short-term average/long-term average, STA/LTA)因原理简单、计算简便而被广泛用于地震检测及到时拾取,但传统STA/LTA方法因时窗位置关系,使算法功能被大大弱化,以致拾取精度较低,虚警率较高。为解决上述问题,以STA/LTA为基础对其窗口位置和特征函数两个方面进行改进。首先,基于中间窗的STA/LTA改进法,采用中间窗的形式代替传统时窗位置,能够抑制短时强干扰带来的影响;其次,基于改进特征函数的STA/LTA法,该方法利用信息融合的思想,提出综合考虑地震信号振幅与频率变化信息的权重分配因子来灵活调整权重,实现优势项分配的目的,提高对事件的敏感性。最后,将两种改进方法结合使用并进行实验。结果表明:改进方法能够提高事件检测的灵敏度与到时拾取精度,有效降低虚警率。

大型积分方程降阶解法与重力资料曲面延拓

分析了等效源曲面延拓方法积分方程核函数的自相似性、冗余性,根据Fredholm积分方程核函数特征,提出了一种小波余弦非线性阈值压缩算法,实现了大型Fredholm积分方程的降阶,使得Bhattacharyya等(1977年)提出的等效源曲面延拓方法能够处理大面积、大数据量的资料.理论模型结果表明,当压缩比为40.5%时硬阈值压缩方法的曲面延拓可以达到很高的精度,当压缩比为81.1%时,硬阈值压缩方法精度降低,而采用我们提出的余弦非线性阈值可以明显提高曲面延拓的精度.将硬阈值、软阈值和非线性阈值压缩三种不同方法用于川东北气田MT-1线资料的处理,当压缩比达79%时,三种不同方法曲化平结果都可以达到很好的效果,但非线性阈值压缩的曲化平结果失真最小,它能够客观地反映杨家河局部隆起,为在该区寻找与油气有关的局部构造提供重要依据.

重力、地震联合反演方法确定深层油气藏的分布——以锡林凹陷石炭系分布为例

文章以内蒙巴彦浩特盆地锡林凹陷为例,说明重力、地震联合反演方法在确定深部生油目的层石炭纪地层的应用效果。巴彦浩特盆地多期构造影响,造成逆冲、剥蚀及断块作用十分显著;在地震资料解释中,同相轴难以追踪或会误追踪。采用2 D重力模型反演与地震走时反演的联合反演对x5,x6线高精度重力与地震资料进行处理,指出了原根据地震资料确定的局部高隆起不是目的层石炭系而是剥蚀殆尽的寒武系;同时还给出了锡林凹陷石炭系的分布范围,避免了勘探风险。

磁测资料处理新方法及在危机矿山挖潜中的应用

研究了危机矿山深部找矿的高精度磁测资料处理解释新方法技术:基于三度体数值积分法的三维可视化精细反演,小波分析方法提取深部弱磁信号,起伏地形下高精度磁测资料快速化平处理的等效偶层法,以及旧资料换算为并与新资料对比的综合处理解释等方法。将这些新方法运用于大冶铁矿危机矿山的深部找矿,获得明显的地质效果。2005年根据解释结果在15线布置的钻孔打到了26.65 m厚的磁铁矿体,说明在危机矿山进一步挖潜中,新方法技术的运用是十分必要的。

原油长输管道启动压力研究

降低热输管道的输油温度或实现常温输送,是原油管道节能降耗的有效途径,但在低温下能否顺利启动则是关键。通过对液体管道启动过程、非牛顿体触变性及两者关系的研究,导出了牛顿体和非牛顿体液体管道启动压力的计算方法,及启动压力与启动流量的相关规律。同时指出,启动压力由三部分组成:液体由静止加速到启动速度的惯性力;液体与管壁间的摩擦力;破坏非牛顿体结构的触变性附加力。计算实例表明,利用屈服值预测屈服假塑性原油管道的启动压力过于保守,按文中推荐的公式计算的启动压力比较接近实际,管道愈长,计算值愈准确。

重磁异常宽度幅值特征滤波

根据重磁异常的能谱和它的自相关函数频谱的关系，文中推导出分离不同宽度和幅度特征的滤波器表达式，给出了一维和二维等轴状异常和非等轴状异常的滤波因子。按照重磁异常不同的相关半径和平均幅值，可以实现对有效异常的识别和提取。理论模型和实际资料处理结果表明，该方法具有地质意义明确、使用灵活和分离精度高的特点。

多组分混合原油常温输送技术

对多种配比、组分油物性差异较大的多组分混合原油常温输送的工艺进行了研究。根据混合油物性、组分油物性与配比的相关规律以及常温输送对原油物性的要求,绘制了等值线图,给出了常温混合输送配比域。为保证计算的启动泵压小于允许泵压,对物性最差混合油的启动泵压进行了校验。

磁异常小波多尺度分解及危机矿山的深部找矿:以大冶铁矿为例

大冶铁矿是多年开采老矿山，浅部的铁矿已开采殆尽，为了进一步挖潜，利用小波多尺度分析方法，将磁异常分解到不同尺度空间，结合谱分析方法解释深部盲矿体．理论模型和19-1勘探线的实际资料的小波分解结果表明，该方法比常规的空间延拓、高次导数、匹配滤波等方法要好．通过处理与解释指出了西段（尖林山、龙洞、铁门坎）五阶小波细节已无剩余异常存在，推测在1000m以下已没有大型的铁矿体存在．但在东段（尖山、犁头山）五阶小波细节还有剩余异常，推测1000m深部可能还有铁矿体．根据小波多尺度分析方法结合人机交互反演推断15-12线有铁矿体，2005年9月布钻验证，在15～1线打到30多米厚磁铁矿体．

井中三分量磁测的梯度张量欧拉反褶积及应用

2006年The Leading Edge第一期详细介绍了磁力梯度张量的理论、仪器与野外试验结果,磁力梯度张量技术已成为磁力勘探新的热点之一。笔者介绍了磁力梯度张量的概念及优点;利用频率域与空间域方法把井中三分量磁测资料换算磁力梯度张量;根据联合反演原理与欧拉反褶积方法,推导了磁力梯度张量的联合反演方程,该方程通过权函数矩阵可以灵活对一个或多个分量反演,比文献[14]方法更具普遍性。理论模型结果表明,磁力梯度张量反演方法对井底异常的定位准确,对于3D模型,一口钻井的资料也能较好确定空间位置。将该方法用于湖北大冶铁矿18-2井三分量磁测资料的解释,得出磁力梯度张量的欧拉解集中在100～180 m与500～550 m两个深度,与钻探结果十分吻合。该结果证实了地质上关于铁矿体分布具两个台阶的推论,对大冶铁矿的深部找矿具有实际意义。

西藏朗县秀沟铬铁矿高精度重磁勘探效果

2010年笔者完成了西藏朗县秀沟工区1∶5 000高精度重磁勘探,重力测量总精度达0.069 4 mGal。根据岩矿石物性特征建立了铬铁矿地球物理模型与找矿标志。局部重力高异常0.1～0.6 mGal、宽度几十米至一二百米,并且磁异常中等强度、反向磁化的重磁异常组合特征是识别铬铁矿的标志;局部重力高异常带与环状镶边的正磁异常带的组合特征是识别超基性岩带的标志。运用小波分析提取铬铁矿与超基性岩体局部重磁异常,倾斜角(tilt-angle)法识别岩体边界,Paker法密度填图及2.5D交互反演推断了蛇纹石化橄榄岩的范围及14个铬铁矿与矿化体的重磁远景异常,其中6个远景异常已经得到证实。指出在西藏进行铬铁矿勘探,不仅要求野外施工精度高,而且要求室内处理解释工作精细,应充分运用各种数据处理的新方法技术,才能够获得良好的地质效果。

等线密度段彩纱条干和毛羽的影响因素分析

为提高等线密度段彩纱的条干和毛羽质量,对其混色组分含量比、捻系数、锭速以及钳口隔距等几个主要影响因素分别进行了单因素试验分析,得出了以上各因素较优的工艺配置。认为:成纱混色组分含量比决定了两根须条形成的非对称汇聚三角区的形态,锭速和捻系数与汇聚点的位置、汇聚角的大小密切相关,这三项参数的变化影响成纱条干和毛羽质量;而钳口隔距对条干和毛羽的影响表现出与传统环锭纺基本相同的规律。这四项工艺参数通过试验都可以找到使成纱条干和毛羽指标得到改善的较优参数值。

复小波频谱分析在地震数据处理中的应用

短时窗傅里叶变换对地震记录分析是按照固定时窗滑动,而复Morlet小波分析法则在时间域和频率域具有良好的局部特性。复Morlet小波的傅里叶变换为高斯函数,是一个特性较理想的带通滤波器,因此在分析地震记录时可以准确刻画储层的特征。文中讨论了复Morlet小波频谱分析方法,分析了复Morlet小波的性质、信号频谱的计算及中心频率ω0、参数β的选取。理论模型试算与实际地震资料处理结果表明,复Morlet小波频谱分析方法的时频分析结果的分辨率明显高于短时窗傅里叶变换的结果,且缝洞储层与围岩的界限分明,能够较细致地刻画储层的分布特征。复Morlet小波频谱分析方法适合复杂缝洞发育的碳酸盐岩储集体的地震数据处理与解释。

高精度重磁测量弱信号分析及其在塔北雅克拉地区的应用

本文讨论1：5万高精度重磁测量在塔北油气勘探中的应用。由于深部区域背景的影响，用常规的数据处理方法得不到反映油气构造的信息，采用T2－Hotelling检验、异常宽度幅值特征滤波等新方法，在强干扰背景下提取与油气有关的构造信息，探讨直接找油的问题，获得良好的地质效果。

管流剪切对改性原油流动性的影响

依据流体剪切形变的原理,导出了圆管中流体的剪切速率分布函数和当量剪切速率计算公式,提出了管道湍流的脉动剪切速率概念及其计算方法。按照当量剪切强度相等的原则,给出了管道层流与湍流及粘度计之间的等效剪切模拟基础,并指出通常把工业管道的管壁剪速怍为当量剪切速率来模拟管道湍流剪切是不准确的,特别是高雷诺数时,把管壁剪速看作当量剪切速率的模拟试验会严重扩大工业管道中管流剪切的影响。文中给出的计算方法和模拟方法,可为管道设计、运行和管理提供较准确的科学依据。

粘稠油水环输送现场应用试验

文中介绍了稠油井集输管线上进行水环输送的现场试验及由试验摸索出正常运行和长期停输后再启动的操作规程,验证了适合于水环输送的最佳条件和应用范围。结果表明在掺水8％～20％的条件下,能形成长期稳定的水环,获得较明显的减阻效果及经济效益,从而证明了水环输油工艺可在短距离管线上安全而又高效地输送粘稠油品。

稠油稀释后粘度的计算方法及其改进

1 概述 稠油和稀油混合后,混合油的密度、粘度、凝点、屈服值和各种成分,通常总是介于稠油与稀油之间。它们与稀油或稠油掺入份数的关系是条单调下降或上升的光滑曲线。曲线弯曲方向和弯曲程度,不仅与各组分油的粘度和掺入份数有关,而且与原油组分、混合条件和混合状态有关。

关于石油管道注剂增输率的预测原理

依据减阻剂减阻机理,分析并研究了影响液体管道加剂增输效果的各种因素,除减阻剂本身分子结构、摩尔质量及管道液体中减阻剂含量外,还有壁面附近轴向摩擦应力的大小、液体脉动的强度及含有定向减阻剂分子液体层的厚度等。如果两条管道中影响增输效果的因素相同或相近,则两条管道的加剂增输率相等或接近。利用室内环道预测工业管道注剂增输率的原理是调节室内环道轴向摩擦应力的大小与分布。