适用于海洋动态观测设备嵌入式系统的低功耗管理预测模型

能耗是制约海洋设备在水下工作时长的关键因素。为进一步降低海洋动态观测设备嵌入式系统的动态功耗,本文针对前人提出的用于预测空闲时间的指数平滑算法所存在的权重系数基于凑数法确定、算法难以适应大波动等问题,设计了一种新的权重系数,并构建了一种自适应的低功耗管理预测模型。当模型检测到预测的空闲时间超过工作和休眠状态切换的时间阈值后,中央处理器关停系统的部分外设,使系统进入低功耗休眠状态。仿真和单片机实验均表明,本文提出的低功耗管理预测模型能够有效地提高对处理器工作的空闲时间预测的准确性,且面对突发状况具有良好的自适应性,可显著降低嵌入式系统的功耗,有效延长设备的工作时间。

《海洋地球物理》专辑前言

海洋占地球表面面积的三分之二,但在更广阔的海底在地球物理观测上存在着巨大的空白,不仅影响了地震灾害和海啸灾害的机制研究和预警能力,而且制约了对地球内部结构和演化的研究,以及对海底资源的勘探开发和利用(Romanowicz,2008)。

利用最小平方基准面延拓压制自由表面多次波II:海洋拖缆观测数据

压制自由表面多次波一直是海洋拖缆地震数据处理中非常关键的环节.浅水等复杂条件下的多次波压制给现有方法构成了严峻的挑战.本文姊妹篇基于卷积型互易定理建立了地下基准面上的虚拟观测信号与实际观测地震数据之间的转化方程,进而借助约束优化反演理论提出最小平方基准面延拓(LSR)方法,用于消除海底观测地震数据中的表面多次波.本文遵循相同的原理,分别针对双检波器同时记录声压场和质点垂直速度信号、单检波器仅记录声压场信号两种拖缆采集方式,探讨基于LSR的表面多次波压制方法及其影响因素.理论模型合成数据实验展示了方法特点与有效性,南黄海浅水拖缆双检地震数据处理结果表明方法具有良好的应用前景.

扇形井网体积压裂地质工程一体化参数优化方法

根据扇形井网趾端和跟端井距差异性,结合位错理论、离散格子法和有限元流固耦合理论,建立考虑地质力学建模、诱导应力计算、水力压裂模拟以及压后产能评价的扇形井网体积压裂地质工程一体化方法,同时提出针对扇形水平井常规产能区和潜在产能区进行差异化压裂设计的思路。研究表明,对于研究的H1扇形井平台,先压裂常规产能区后,潜在产能区水平主应力差的最大降低幅度为0.2 MPa,无法引发应力反转,但应力差的降低,仍有利于水力裂缝的横向扩展。潜在产能区中Ⅰ区井段的压裂优化方案为只压裂2号井,簇间距30 m,单段排量12 m^(3)/min;Ⅱ区井段压裂优化方案为先压2号井,后压3号井,簇间距为30 m,单段排量为12 m^(3)/min。潜在产能区孔隙压降波及面积小,储集层动用程度低,可提高趾端区域的水力压裂改造强度,例如适当加密布缝、调整布缝结构,以扩大波及体积、提高动用程度。

基于岩石物理相的深层页岩气地质—工程甜点参数测井评价方法——以四川盆地LZ区块五峰组—龙马溪组为例

海相深层页岩气(埋深大于3500 m)储层受沉积、成岩、构造及生物等多种作用影响,甜点成因机制十分复杂,通常的沉积微相、岩相划分难以精细刻画其强非均质性,进一步加大了地质—工程甜点参数测井精细评价的难度。为此,以川南LZ区块页岩气储层为例,在明确海相页岩岩石物理相内涵、影响因素及核心指标的基础上,利用岩石薄片、全岩衍射以及TOC等资料,结合测井响应特征,划分出三类岩石物理相(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),进一步分为6个亚类(Ⅰ_(1)、Ⅰ_(2)、Ⅰ_(3)、Ⅱ_(1)、Ⅱ_(2)、Ⅲ),明确了不同类型的特征及优势相,并采用随机森林算法建立了连续测井剖面岩石物理相识别方法和基于岩石物理相分类的地质—工程甜点参数测井精细计算模型。结果表明:(1)发育在五峰组顶部和龙一1^(1)—龙一1^(3)小层内的Ⅰ_(1)和龙一1^(4)小层内的Ⅱ_(1)为有利相,通常具有TOC高、孔隙度大、含气性好以及脆性强的特征;(2)基于随机森林分类算法的测井岩石物理相识别效果优于常规测井交会图识别法,准确率可达90%以上;(3)分岩石物理相的随机森林回归模型地质—工程甜点参数计算精度高,各项参数计算结果与实测结果的相关系数均超过0.9。所提方法有效解决了海相深层页岩气储层地质—工程甜点参数求取困难的难题,实现了甜点参数的井剖面精确计算,为评层选区、水平井靶体优选以及资源量估算等奠定了基础。

加勒比海东南部温盐阶梯的地震海洋学研究

通过处理EW0404航次的部分测线的多道地震数据,结合历史CTD(Conductivity, Temperature, Depth)数据,在加勒比海东南部发现了大量的温盐阶梯结构,地震剖面上阶梯层的结构和深度与测线附近的CTD,数据中发现的温盐阶梯有着较好的对应关系.分析认为加勒比海域有两种温盐阶梯形态:一种是连续且密集的阶梯层,阶梯层厚度中等,其在地震剖面上表现为大面积的块状密集高强度反射,是该海域主要的温盐阶梯形态;另一种是深度相差较大的阶梯层,阶梯层较厚,中间夹杂有小的阶梯,其在地震剖面上表现为水平延伸的条带状反射带.

南海IODP U1501站早中新世海洋沉积物长链烯酮来源与含量变化

海洋沉积物中的长链烯酮由海洋单细胞钙化藻类颗石藻生产,是一种被广泛应用于古气候研究领域中的分子标记物。长链烯酮碳同位素是重建地质历史时期海水、大气CO_(2)浓度的可靠方法之一。在此方法中,需要利用颗石大小对颗石藻生理参数b值进行修正,因此需要厘清哪类颗石藻对烯酮的贡献是一个重要的科学问题。目前认为新生代海洋沉积物中主要的长链烯酮生产者为Noelaerhabdaceae科的颗石藻,包含Emiliania huxleyi,Gephyrocapsa spp.,Reticulofenestra spp.,Cyclicargolithus spp.,但对它们具体的贡献程度仍然未知。因此,本文以南海国际大洋发现计划IODP U1501站早中新世海洋沉积物为研究材料,对比了沉积物中颗石与烯酮的绝对含量,发现Cyclicargolithus属的颗石丰度与烯酮含量具有显著的相关性(r=0.44,p<0.01),而Reticulofenestra spp.的相关性较弱(r=0.09,p=0.5)。研究认为早中新世长链烯酮的主要生产者为Cyclicargolithus属,Reticulofenestra属次之。此外,研究还测量了各颗石属种的长度,并估算了颗石藻细胞的直径。研究认为Cyclicargolithus属对烯酮的高贡献源于其较大的细胞直径。从长链烯酮生产者的种类、细胞体积及其生命过程处着眼,有利于评估应用碳同位素分馏重建海洋中CO_(2)浓度的可行性,对准确地还原地质历史时期大气CO_(2)浓度具有重要作用。

晚更新世阿蒙森海生产力和冰筏输入的变化对表层海洋环境和西南极冰盖演化的指示

阿蒙森海是当前全球变暖背景下西南极冰盖消融的核心区域。本文分析了中国第34次南极考察采集自阿蒙森海的ANT34-A5-7岩芯中生产力和冰筏碎屑含量等指标,旨在重建研究区深海氧同位素MIS 6期以来表层海洋环境和西南极冰盖演化历史。研究结果显示,阿蒙森海生产力呈现间冰期高、冰期低的特征。在末次间冰期(MIS 5.5)具有比当前更高的生产力水平,同时伴随着西南极冰盖的严重消融。这个现象归因于MIS 5.5更暖的海表温度、更少的海冰覆盖,以及向南入侵的绕极深层水的上涌。该研究结果可对预测未来气候变化提供必要的理论依据。

基于GridSearchCV的页岩油储层丛式井地质力学建模

针对长庆页岩油部分部署区邻近水源、林源等环境保护区,以及传统井工厂模式采油效率低、地质力学认识不清的问题,提出并实施了新型丛式井工厂(扇形布井+常规布井)模式。以目标H区块页岩油储层为例,首先开展基于测井数据的储层物性及岩石力学参数的拟合,然后结合三维网格克里金插值模型并利用Scikit-learn机器学习方法中的网格搜索和K折交叉验证方法(GridSearchCV)优化克里金插值参数。最后建立考虑储层岩相、储层物性参数以及地质力学特性和地应力的三维地质力学模型并预测某丛式井工厂的地质力学参数。通过对比数值模拟结果与测井解释结果,验证了三维地质力学模型的可靠性。该方法是一种快速且高效的地质力学建模方法,可以优化压裂施工现场数据需求。

海底滑坡典型特征及石油地质学意义

海底滑坡是一种由于重力失稳导致的广泛发生在外陆架-上陆坡-深海平原的沉积物搬运体,是海底沉积物重要的搬运过程,具有较强的侵蚀能力和搬运能力,可将大量陆架沉积物搬运至深海,为深海带来丰富的沉积物。再沉积后的滑坡体因其特殊的内部结构,对海洋油气成藏有重要影响。综合国内外研究,对海底滑坡空间展布特征和垂向结构特征进行总结,对滑坡体岩石物理特征进行梳理,揭示海底滑坡边界特征、内部结构以及岩石物理特征。结合海底滑坡特征,从提供物源、储层、盖层、改变海底温压等方面分析海底滑坡对海底油气藏的积极意义,从破坏盖层、改变海底土体温压环境等方面分析海底滑坡对海底油气藏的负面影响。最后结合国内外研究现状,指出未来应对海底滑坡微尺度特征识别、进一步开展海底滑坡与海底油气藏联系以及加强海洋油气开发致灾风险等方面进行深入研究。

福建琅岐岛表土孢粉与植硅体组合对农业活动的指示

孢粉和植硅体是重建古人类农业景观及环境变化的重要指标,明确它们在表土中的分布规律及其与现代植被组成之间的关系对于精确解释化石孢粉和植硅体数据具有重要的意义。本研究对福建琅岐岛3种土地利用类型的22个表土样品进行了孢粉与植硅体分析,基于地理信息系统和遥感技术,展示了不同类型孢粉百分比的空间分布及其与植被覆盖度间的数量对应关系。孢粉分析表明,以松属(Pinus)为代表的外来花粉普遍存在于表土样品中,这削弱了采样点周围植物的孢粉表现力,导致了果园和农田植被组成与表土孢粉组合间的巨大差异。与此同时,农业收割活动进一步降低了农田植物的花粉表现力。从遥感影像中提取的植被覆盖度数据仅与荒地上的木本植物花粉含量存在较强的相关性(R^(2)=0.7764),这显示茂密的草本植物降低了外来木本花粉的相对含量,证明了该植被类型具有良好的孢粉表现力。植硅体分析表明,表土样品含有丰富的竹亚科(Bambusoideae)、水稻(Oryza sativa)和杂草的植硅体。与孢粉指标相比,植硅体提供了更丰富的草本植物信息。

典型水深与海底介质条件下的OBC/OBN多分量地震数据波型特征

海底电缆或海底节点(OBC/OBN)多分量地震是开展海上复杂油气藏勘探的重要手段之一。由于地震波与自由表面及海底界面的互相作用,海底多分量地震记录中波型成分十分复杂。调查其中各类信号与噪声的形成机制及其影响,可为后续数据处理与解释提供关键依据。针对海底多分量地震观测条件下潜在的波场信号,按照不同水深与典型海底沉积物性质构建代表性的弹性参数模型,利用谱元法合成OBC/OBN多分量地震记录,分析各类波型成分的表现特征,揭示水深和海底介质特性对波场运动学及动力学特征的影响。通过与东海浅水区和南海深水区海底地震仪(OBS)采集的实际地震数据的对比分析,确认了水深与海底介质条件对表面多次波与海底界面波的调控机理,为海底多分量地震数据处理方法研究与技术应用提供有益的指导。

西太平洋中中新世转型的天文轨道周期特征

中中新世气候转型是一次深刻的全球降温事件,地球各圈层,包括大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、冷圈均发生了显著的变化,对理解新生代全球气候突变具有重要的借鉴意义。西太平洋GC18沉积柱样完整记录了中中新世15~11 Ma的沉积记录。本研究基于该柱样精确的年代学框架,开展了岩芯地球化学扫描.

河口海岸沉积层理特征与形成机制

河口海岸地处海陆交界带,其沉积层理特征与形成机制是沉积动力学、动力地貌学和地层学等学科方向的研究热点,对评价海岸工程环境效应、重建沉积古环境等具有重要参考价值。通过梳理河口海岸区域径流、潮汐、波浪等多种动力因子作用的研究成果,归纳不同动力主导作用形成的沉积层理特征,剖析3种基本动力对沉积层理塑造的动力学机制,阐释洪水、风暴偶发动力因子以及生物扰动、海平面变化、围垦工程等其他影响因子对沉积层理形成和保存的作用机理。同时,总结了数值模拟手段在沉积层理形成和破坏机制解译方面的应用及取得的机理认知,提出在河口海岸沉积层理时空尺度认知、多因素耦合反演模型开发应用等方面有待进一步研究的科学问题。

南海北部深水区古近系沉积物源演变及古地理意义

南海北部深水区古近纪经历了由陆到海的环境转换过程,沉积物源也随时间发生明显改变。由于水深的限制,目前对深水区的沉积物来源及古地理背景存在争议。通过碎屑锆石U-Pb年龄谱系源汇对比方法,对南海北部珠二坳陷古近系沉积物来源进行系统研究。结果发现,在早中始新世,珠二坳陷沉积物以近源输入为特征,沉积物主要来自坳陷周缘的局部隆起区;晚始新世,源自坳陷西侧的昆莺琼古河为盆地提供大量沉积物,坳陷北侧的珠江沉积物对珠二坳陷影响较小;渐新世,珠江沉积物从北向南越过番禺低隆起进入珠二坳陷,与昆莺琼古河沉积物在白云凹陷北部和中西部混合沉积,形成大型河流三角洲体系。南海北部深水区古近系物源演变过程明显受中生代末区域构造古地理控制,查明该时期物源演变对恢复区域古地理格局具有重要意义。

南海北部4万年以来有机碳和碳酸盐含量变化及古海洋学意义

南海北部陆坡的17937柱状样上部4万年来有机碳和碳酸盐的含量分布特征显示:有机碳含量总体显示出冰期高、间冰期低的特征,碳酸盐则相反。C/N元素比分布范围和二组分分析说明该站位的有机碳以海洋自生有机碳为主,全新世达80%以上。根据海洋沉积物中总有机碳含量和两类不同来源有机碳所占比例计算得出的海洋自生生物产生的有机碳含量在MIS2时期最高,说明末次冰期海洋生产力提高。冰期冬季风强化,海水混合程度加强,营养物质利用更充分以及陆源输入增多导致营养物质增加。碳酸盐含量主要受陆源物质稀释的影响,为"大西洋型"旋回。碳酸盐旋回在全新世早中期存在低碳酸钙事件,可能与该时期的强降雨冲刷所致陆源稀释作用增强、海水溶解作用增强以及海洋表层生产力的降低等综合作用相关。

南海西南部晚更新世500ka以来的古海洋学特征

对湄公河口外MD01-2392孔浮游有孔虫的定量分析,并采用FP-12E转换函数、MAT现代类比法及温跃层转换函数的计算,结合氧同位素分析结果,揭示了南海南部晚更新世近500ka以来的古海洋学演化特征.发现冰期MIS12、MIS8、MIS2-4冬季表层水温明显高出相邻的间冰期,特别是间冰期MIS9、MIS5、MIS1表层水温都较低.温跃层在MIS5与MIS1最浅,MIS9其次.主要表现在浮游有孔虫深层高营养种的含量增高,表明上升流增强.间冰期的低水温很可能主要是由于上升流影响所致,当然表层盐度由于多雨而降低也可能影响到间冰期的水温估算.冰期时较高的表层水温,喜暖高盐型次表层种Pulleniatinaobliquiloculata的大量繁殖,说明冰期时南部海区受来自北部强冬季风的制约使上升流活动减弱,海平面降低后与邻区通道的关闭也造成水体置换明显减弱,可能有淡水盖层发育,最终导致上层海水分层增强和冬季表层水温保持相对较高.晚更新世时期的南海南部由于冰期低海平面造成半封闭的海盆环境和季风变化,是影响其浮游有孔虫对冰期旋回响应与北部和开放大洋不同的根本原因.

苏北盆地晚白垩世—古新世海侵湖泊的证据及其地质意义

通过对苏北盆地钻井岩心分析研究总结得出,在晚白垩世、古新世苏北盆地曾与海相通,并遭受海侵影响。海侵的原因,可能是从晚白垩世晚期起,中国东部的地应力条件以引张力占优势,并在华北—渤海湾、苏北—南黄海和东海陆架区,发育了一系列为早第三纪巨厚沉积物所充填的半地堑箕状盆地,海水由东海向黄海海侵,造成陆架上箕状盆地在短时期内与海水相通。苏北盆地在晚白垩世泰州组—古新世阜宁组沉积形成了以全盆地阜二段、阜四段为主,局部泰二段的富含介形虫的暗色泥岩,成为该盆地的主力烃源岩。古生物以及岩矿、地球化学等方面的证据可以确定苏北盆地晚白垩世—古新世发育的湖盆环境可统称“近海湖泊”或将海侵层段称“海侵湖泊”,而至始新世戴南和三垛组沉积时则可统称内陆湖泊和河流冲积平原环境。通过对苏北盆地晚白垩世—古新世海侵湖泊的确切与充分的认识分析,不仅对苏北盆地晚白垩世—古新世时期的湖盆古地理重建,而且对烃源岩的发育与分布以及生油气潜力评价都具有重要的意义。

测井、井间地震与地面地震数据联合约束下的地质统计学随机建模方法研究

利用能够整合测井信息与井间地震信息的地质统计学随机模拟方法,结合传统的地质统计学反演思路,得到了一种能够同时整合测井、井间地震与地面地震三种先验信息的地质统计学反演与储层建模方法.由于井间射线信息、测井信息与地面地震数据在随机反演与建模过程当中都得到了尊重,因此与传统地质统计学反演仅利用了测井与地面地震数据相比,本文的地质统计学反演与建模方法更充分地利用了先验信息,有效提高了反演的精度,降低了随机建模中的多解性.基于理论数据的测试证实了上述观点.