Earth-Science Reviews|地壳中超静岩流体压力与构造应力耦合对水平张性裂缝开启与块状晶体胶结的控制机制
水力压裂型水平张性裂缝（Hydraulic opening-mode fracture）广泛发育于沉积、岩浆和变质系统多种地壳环境中。在垂向应力等于上覆岩石载荷的常见情况下，这类水平天然压裂往往发生在超静岩流体压力（Super-lithostatic fluid overpressure）存在的低差异应力的挤压构造应力场中。此类张性裂缝中多被块状晶体所胶结，表明矿物的结晶生长发生在充满流体的开放空间内。来自流体包裹体及相关理论模型的证据表明，在裂缝开启及同步块状胶结过程中均存在有超静岩流体压力，这为克服上覆岩层重力、维持裂缝开启及块状矿物结晶提供了力学支撑。目前对于这种流体压力与构造应力耦合控制作用下，超静岩流体压力在维持水平裂缝开启及促进块状胶结中的具体力学机制与控矿/控藏过程，尚缺乏跨地壳环境的系统性总结。针对这一问题，研究团队系统梳理并综合对比了多种地壳环境挤压背景下超静岩流体压力引发水平裂缝和块状晶体结晶的典型实例，包括：沉积系统中，有机质热裂解生气作用引发超静岩流体压力（图1）；岩浆系统中，浅成热液矿床、锡-钨矿床以及及伟晶岩等形成过程中，岩浆热液脱挥发分引发的超静岩流体压力
2026-09-29
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing | 基于有限差分的高效粘弹性逆时偏移方法
地下岩石普遍具有粘性，地震波在传播过程中会产生振幅衰减和速度频散，导致深层及大偏移距反射能量减弱、波形畸变和构造位置偏差，进而影响复杂储层的地震成像质量。现有基于常Q模型的粘弹性逆时偏移方法通常借助分数阶拉普拉斯算子分离振幅衰减与速度频散，但每个时间步需要采用伪谱法或低秩分解处理混合域算子，计算与存储成本较高。广义标准线性固体模型虽然能够使用有限差分法高效求解，其衰减与频散项却相互耦合，难以直接实施稳定、准确的衰减补偿。针对上述问题，我们从标准线性固体模型出发，通过消除记忆变量并对频率响应进行合理近似，建立了一种振幅衰减项与速度频散项相互解耦的新型各向同性粘弹性波动方程。该方程以常系数算子替代分数阶空间算子，可在时空域内直接采用有限差分法求解，并能够自然扩展至多个标准线性固体单元，在保持近似常Q衰减描述能力的同时降低数值实现难度。均匀模型实验表明，所构建方程能够分别控制衰减与频散效应，并较准确地再现完整粘弹性波场特征（图1）。图1 不同控制机制下的波场对比：弹性、频散主导、耗散主导和完整粘弹性波场在此基础上，研究团队通过反转振幅衰减项的符号实现传播过程中的能量补偿，同时保持速度频散项不
地球物理学报 |同步提取广义W变换及其参数优化方法研究
非平稳地震信号的时频变化包含地下岩性、流体和复杂构造信息。S变换能够给出时频分布，但低频时间分辨率有限；W变换通过随频率和主频变化的窗函数改善高、低频时间分辨率，却在主频附近产生可微的奇异点；广义W变换利用双参数标准差函数提高了窗口的平滑性，时频能量仍存在弥散。针对这些问题，论文提出同步提取广义W变换（SEGWT）。该方法将广义W变换、同步提取算子和参数优化策略结合起来，在压制伪能量与背景噪声的同时，提高时频脊线的能量聚集度和结构保真度，适用于不同频段和主频的非平稳地震信号。图1 SEGWT方法机理示意：（a）同步提取效果对比；（b）窗函数形态对比SEGWT使用比例因子k与趋势因子p共同调节高斯窗函数。比例因子k控制窗口宽度以及时间、频率分辨率之间的权衡，趋势因子p控制窗口随频率变化的梯度。论文以能量聚集度为目标函数，在给定范围内搜索最优参数组合，使窗函数在主频处保持平滑可微，避免传统W变换窗口的奇异性放大瞬时频率求导误差。随后，同步提取算子只保留瞬时频率轨迹上的有效系数，删除分散的时频能量。图1显示，SEWT受窗口奇异性影响，在主频中心出现能量断裂；SEGWT形成连续、稳定的峰值，为
Fuel |基于聚类增强多信息融合深度学习模型（CMFD）的致密气藏水力压裂预测新方法
针对致密气储层水力压裂裂缝分布预测中多因素耦合、强非线性、传统数值模拟计算成本高且收敛困难等问题，提出了一种聚类增强多信息融合深度学习模型（CMFD/MUM）。该研究以鄂尔多斯盆地临兴致密气田石盒子组为对象，综合地震、测井、三维地质-岩石力学建模和微地震监测等多源数据，构建了19个地质-岩石力学三维模型；采用二分K-means（k=4）对储层进行无监督聚类，并将聚类特征与多源信息融合，输入U-Net深度学习网络，实现水力裂缝形态及几何参数的三维预测。图1.基于聚类增强多信息融合U-Net的水力压裂预测流程研究采用20通道输入（19个地质-岩石力学模型+1个聚类模型），在交叉熵损失函数下，6层MUM模型预测精度约94.9%，高于4通道输入的92.5%。微地震监测验证表明，模型预测的水力裂缝参数与实测结果吻合率大于92.7%，能够识别I型平面缝、II型交叉缝、III型Y型缝和IV型体积缝。预测裂缝长度约234.56-359.22 m、高度约27.52-45.85 m、体积约1.15×106-2.22×106m3，与微地震实际监测结果接近。该成果为致密气储层压裂优化设计、井位部署、段间距调整
Geoscience Frontiers、Fuel | 四川盆地超深层碳化干酪根生烃潜力及低TOC碳酸盐岩气藏成藏机制
随着勘探技术与认识的不断深化，深层—超深层（埋深6000 m）已逐步成为油气资源战略接替的重要领域，四川盆地超深层天然气勘探亦随之取得一系列突破性进展。然而，受高温高压条件与多期构造演化叠合的复杂地质背景制约，传统烃源岩评价模型在部分区域的适用性受到明显限制。其中，两个核心科学问题尤为突出：其一，进入过成熟—碳化阶段的干酪根是否仍具残余生排烃能力；其二，低总有机碳（TOC0.5%）碳酸盐岩能否构成有效气源。上述问题直接关系超深层油气资源潜力的精细化评估，亟待系统解答。针对上述科学问题，本研究以四川盆地超深层含天然气系统为对象，将微观分子动力学模拟、宏观气藏地球化学分析与盆地演化史重建加以有机结合，构建了分子—气藏—盆地多尺度关联的研究框架。研究系统解析了碳化干酪根的双重功能属性，揭示了低丰度碳酸盐岩的天然气成藏机制，并在微观物质演化与宏观构造—成藏耦合的基础上，对超深层烃源岩评价方法进行了补充与拓展。相关成果为古老克拉通盆地及构造活跃区深层天然气勘探提供了基础数据支撑与理论框架参考。在微观机理层面，研究以四川盆地麦地坪组过成熟干酪根（Ro ≈ 2.54%）为地质类比物，综合运用高分辨率
2026-09-28
Petroleum Science|地震波形指导的基于非参数分析和信息论约束的智能化弹性参数反演方法
复杂储层的精确表征由于训练样本的限制和横向非均质性而面临较大挑战。针对这些问题，研究团队提出一种地震波形指导的基于非参数分析和信息论约束的智能化弹性参数反演方法。首先，对地震波形进行聚类分析，然后在各类别内利用核密度估计对训练样本进行扩充，以确保扩充后的样本在统计分布和地质特征方面均与测井数据保持一致。进一步地，引入一种基于Kullback–Leibler（KL）散度的信息论约束项，并将其与模型驱动损失函数和数据驱动损失函数进行联合优化，从而在反演过程中约束参数分布的一致性。通过在薄互层地质模型和实际数据上的应用结果表明，所提出的方法相比传统方法在反演精度和横向连续性方面均具有明显优势，同时能够有效刻画弹性参数的整体变化趋势和局部细节特征。图1、传统半监督反演结果。(a) VP. (b) VS. (c)ρ图2、NPIC融合网络反演结果。(a) VP. (b) VS. (c)ρ相关研究成果近期发表在地球物理领域国际重要期刊《Petroleum Science》。论文通讯作者为中国石油大学（华东）张广智教授，第一作者为博士生陈腾飞，合作者包括中石化经纬有限公司杨亚华，中国石油大学（华东）地
2026-09-21
Petroleum Science|井震联合约束下基于小波变换的闭环孔隙度反演方法
孔隙度是储层岩石的重要物性参数之一，直接影响油气资源的储存能力和运移能力。传统孔隙度反演方法通常受到地震资料分辨率、横向连续性以及二次反演误差累积等因素的限制，导致其在复杂地质条件下难以有效刻画储层物性特征。因此，研究团队提出了一种井震联合约束下基于小波变换的闭环孔隙度反演方法，实现从叠后地震数据直接预测孔隙度。该方法首先利用核密度估计对训练样本进行扩充，以缓解训练数据不足导致的网络不稳定和过拟合问题。随后，通过小波变换将地震数据分解为低频、中频和高频信息，并利用不同尺度的卷积核分别提取不同频率地震数据的局部空间特征。同时，采用门控循环单元对全频段叠后地震数据进行时序特征提取。在此基础上，构建一个正演网络，替代地震数据与孔隙度之间的复杂映射关系，从而建立由叠后地震数据到全频孔隙度再到叠后地震数据的闭环映射。最后，通过薄互层地质模型和实际地震资料测试结果表明，所提的方法在保持纵向分辨率的同时，有效提高了反演结果的横向连续性。图1、传统闭环孔隙度反演结果图2、WTCLPI融合网络闭环孔隙度反演结果相关研究成果近期发表在地球物理领域国际重要期刊《Petroleum Science》。论文通讯
Geophysical Journal International | 基于反射率法模拟应力影响层状介质的地震反射特征
地应力会改变岩石弹性参数，进而改变地震波传播与反射响应，是深层复杂地层地震正演模拟不可忽视的关键因素。当前已有的应力相关反射系数解析公式，但其大多仅适用于单一界面，无法表征层状地层中多次反射、转换波以及层间能量透射损耗，难以还原地下真实波场响应。本文依托声弹性理论，构建一套考虑上覆初始地应力的复合矩阵反射率正演方法，能够对应力层状介质开展多类型地震波场模拟；当地应力置零时算法可退化为经典反射率法，验证理论自洽性。结合线性滑移理论、标准线性固体模型，将该算法进一步拓展适配弹性与粘弹性非耦合界面，定量剖析地应力、界面柔度、流体黏度、频率对地震反射振幅的调控规律。理论模型与实钻井资料测试结果表明，相较于传统单界面应力反射系数方法，新方法能够模拟地层之间的透射能量损耗，合成地震道与实测资料匹配效果更优，可为应力环境下层状储层波场仿真、地震反演研究提供可靠的正演手段。图1.受上覆应力作用的层状介质示意图图2. 所提方法与常规方法合成地震记录对比研究成果发表在地球物理期刊Geophysical Journal International。论文第一作者为中国石油大学（华东）博士生朱晓剑，通讯作者为中
Petroleum Science | 贝叶斯框架下测井先验自适应约束的全波形反演方法
全波形反演（FWI）能够利用完整地震波形信息建立高精度地下速度模型，但对低频数据和初始模型高度敏感。实际勘探资料低频成分不足时，FWI容易发生周跳并陷入局部极小。引入声波测井等先验信息可以补充低波数背景并约束更新方向，但先验项权重通常依赖人工经验，权重过小难以发挥作用，过大又可能把先验模型偏差带入最终结果。针对先验权重难以客观确定的问题，我们提出声波测井数据自适应约束全波形反演方法（SAC-FWI）。在贝叶斯框架下，将地震数据误差表示为似然项、速度先验表示为先验概率分布，并由后验概率推导自适应权重。该权重由当前数据残差和模型与先验模型之间的差异动态决定：反演早期强化先验约束，帮助恢复低波数背景并避免周跳；随着模型逐渐接近真实解，先验权重自动降低，使地震数据主导高波数细节更新。方法首先利用初始速度模型进行RTM成像并提取地下构造倾角，再结合稀疏声波测井数据构建具有横向连续性的速度先验模型；随后将该先验作为正则化约束引入FWI，并通过自适应权重动态控制其在每次迭代中的贡献，从而实现井中高精度信息、地震构造信息与波形数据的协同约束。图1 Marmousi模型低频缺失条件下的反演结果对比：（a
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing | 基于高精度初至走时的激发振幅逆时偏移成像方法
逆时偏移（RTM）具有较高的复杂构造成像能力，但常用互相关成像条件（CCIC）需要保存并反复读取大量震源波场，在大规模计算中会带来显著的存储与I/O开销。激发振幅成像条件（EAIC）虽然能够降低存储需求，但在复杂速度变化和强反射条件下，容易造成激发时间紊乱和成像伪影。针对这一问题，我们提出稳定激发振幅成像条件（SEAIC）。该方法采用自适应有限差分方法（AFDM）求解程函方程，综合球面波、平面波和折射波等局部传播模式提高初至走时精度，并根据震源主频对参考成像时刻进行修正，在小时间窗内提取对应的激发振幅，从而使激发时间与激发振幅更稳定地对应初至波事件，同时保留EAIC低存储、低I/O的优势。图1 Marmousi模型三种成像条件的叠加成像结果：（a）CCIC；（b）传统EAIC；（c）SEAIC在Marmousi复杂模型上，传统EAIC在部分复杂构造区域出现明显伪影与成像不连续。SEAIC利用更稳定的初至走时约束，有效改善了反射事件连续性和成像信噪比，在部分深部及陡倾构造区域获得了更清晰的成像响应，整体结果与CCIC具有较好的可比性。该结果表明，高精度初至走时能够显著提升激发振幅成像条件
2026-09-20
