科研进展

科研进展

Geoenergy Science and Engineering |基于深度学习的数字岩石物理分析：从少样本图像分割、边缘检测到力学性质预测

数字岩石物理（DRP）通过高分辨率成像与数值模拟，为理解岩石微观结构与宏观物性之间的关系提供了关键手段，在油气勘探、碳封存、地下水管理等领域具有重要应用价值。然而，DRP分析面临两大核心挑战：一是图像预处理阶段对高质量、大规模标注数据的依赖较强，而实际中获取大量标注样本成本高、难度大；二是在岩石力学性质预测中，传统方法多仅基于分割后的二值图像，忽略了蕴含地质活动信息的边缘特征（如颗粒接触边界、微裂缝等），这些信息对准确预测岩石的弹性响应至关重要。为此，本提出了一种融合边缘特征的智能DRP分析框架。首先，设计了面向少样本学习的EdgeSegNet网络，同步实现图像分割与边缘检测。该方法包含三大创新模块：1）信息增强共享层（IESL），结合CLAHE对比度增强与傅里叶变换提取高频信息，提升图像细节表达；2）交互约束模块（ICM），通过分割与边缘任务的深度交互与约束，增强任务间的互补性；3）深度监督策略，通过逐层加权监督提升网络对多尺度特征的捕捉能力。其次，在力学性质预测阶段，本文将分割结果与边缘检测结果作为双通道输入，引入多门混合专家网络（MMOEROCK），实现体积模量与剪切模量的同步预

2026-04-22
Geoenergy Science and Engineering |基于深度学习的数字岩石物理分析：从少样本图像分割、边缘检测到力学性质预测

数字岩石物理（DRP）通过高分辨率成像与数值模拟，为理解岩石微观结构与宏观物性之间的关系提供了关键手段，在油气勘探、碳封存、地下水管理等领域具有重要应用价值。然而，DRP分析面临两大核心挑战：一是图像预处理阶段对高质量、大规模标注数据的依赖较强，而实际中获取大量标注样本成本高、难度大；二是在岩石力学性质预测中，传统方法多仅基于分割后的二值图像，忽略了蕴含地质活动信息的边缘特征（如颗粒接触边界、微裂缝等），这些信息对准确预测岩石的弹性响应至关重要。为此，本提出了一种融合边缘特征的智能DRP分析框架。首先，设计了面向少样本学习的EdgeSegNet网络，同步实现图像分割与边缘检测。该方法包含三大创新模块：1）信息增强共享层（IESL），结合CLAHE对比度增强与傅里叶变换提取高频信息，提升图像细节表达；2）交互约束模块（ICM），通过分割与边缘任务的深度交互与约束，增强任务间的互补性；3）深度监督策略，通过逐层加权监督提升网络对多尺度特征的捕捉能力。其次，在力学性质预测阶段，本文将分割结果与边缘检测结果作为双通道输入，引入多门混合专家网络（MMOEROCK），实现体积模量与剪切模量的同步预

2026-04-22
AAPG Bulletin | 早期碳酸盐胶结分异机制及其对超深层碎屑岩储层的双重影响

碳酸盐胶结物是碎屑岩储层中最常见的自生矿物之一，其形成贯穿整个成岩过程。长期以来，碳酸盐胶结物被视为破坏储层孔隙度的主要因素，因其充填孔隙、堵塞喉道，直接降低储层的孔渗性能。但现有研究往往将一套地层中发育的早期碳酸盐胶结物作为一个整体进行讨论，忽视了不同类型胶结物在成因、分布及其对储层影响上的差异，导致对储层演化机制的认识存在偏差。针对这一科学问题，以塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层为研究对象，开展了系统的岩石学、地球化学和年代学分析，揭示了早期碳酸盐胶结物的分异特征、成因机制及其对储层质量的复杂影响。研究发现，早古近纪时期，大气水淋滤古近系碳酸盐岩，为白垩系储层提供了丰富的Ca²⁺、Mg²⁺和CO₃²⁻离子，成为早期方解石和白云石胶结物的主要物质来源。受大气水侧向补给、海水垂向补给以及正粒序层理的控制，早期方解石和白云石胶结物在储层中表现出显著的空间分布差异。方解石主要分布在研究区北部和不整合面附近以及正粒序砂体顶底，而白云石则主要分布在研究区南部和正粒序砂体的中部（图1）。图1 库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组早期碳酸盐胶结物成因模式该研究揭示了早期方解石

2026-04-22
AAPG Bulletin | 早期碳酸盐胶结分异机制及其对超深层碎屑岩储层的双重影响

碳酸盐胶结物是碎屑岩储层中最常见的自生矿物之一，其形成贯穿整个成岩过程。长期以来，碳酸盐胶结物被视为破坏储层孔隙度的主要因素，因其充填孔隙、堵塞喉道，直接降低储层的孔渗性能。但现有研究往往将一套地层中发育的早期碳酸盐胶结物作为一个整体进行讨论，忽视了不同类型胶结物在成因、分布及其对储层影响上的差异，导致对储层演化机制的认识存在偏差。针对这一科学问题，以塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层为研究对象，开展了系统的岩石学、地球化学和年代学分析，揭示了早期碳酸盐胶结物的分异特征、成因机制及其对储层质量的复杂影响。研究发现，早古近纪时期，大气水淋滤古近系碳酸盐岩，为白垩系储层提供了丰富的Ca²⁺、Mg²⁺和CO₃²⁻离子，成为早期方解石和白云石胶结物的主要物质来源。受大气水侧向补给、海水垂向补给以及正粒序层理的控制，早期方解石和白云石胶结物在储层中表现出显著的空间分布差异。方解石主要分布在研究区北部和不整合面附近以及正粒序砂体顶底，而白云石则主要分布在研究区南部和正粒序砂体的中部（图1）。图1 库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组早期碳酸盐胶结物成因模式该研究揭示了早期方解石

2026-04-22
地球物理学报 |井中多极声源在渗透孔隙地层中的辐射特征

分析井中声源的辐射特征对远探测仪器的研制以及成像方法的改进具有指导作用，含油气储层是由岩石骨架和含流体孔隙组成的渗透性孔隙介质，地层孔隙度与渗透率对声源辐射特征的影响不可忽略。基于Biot理论的双相孔隙介质表现出固液耦合特征，井中声源激发的波场能量不仅包括固体骨架中的弹性波传播，还涉及孔隙流体中的渗流耗散。能流密度是描述波场的关键物理量，表示弹性波在垂直于质点振速方向的单位区域内携带的能量。穿过指定表面的全部能量称为能流，可以通过对该表面的能量通量密度进行积分来实现。基于Biot-Rosenbaum理论建立了渗透孔隙地层井中多极声源的辐射模型，推导了孔渗介质中声源辐射指向性和辐射效率的表达式，系统分析了地层孔隙度与渗透率对声能分布的影响，为评估孔渗储层中声波远探测成像效果的提供关键理论依据。图1.孔渗地层（a）井中偶极声源的辐射指向性(b)三维展示图以及（c）SH波辐射能流和辐射效率具体来说，使用复坡印廷矢量和最速下降法推导了导波能流和辐射能流的表达式，对孔隙度和渗透率等孔渗参数对辐射效率的敏感性进行了全面评估，并详细展示了这些特性在频率和孔渗条件方面的变化规律。研究结果表明：相比于无

2026-04-22
地球物理学报 |井中多极声源在渗透孔隙地层中的辐射特征

分析井中声源的辐射特征对远探测仪器的研制以及成像方法的改进具有指导作用，含油气储层是由岩石骨架和含流体孔隙组成的渗透性孔隙介质，地层孔隙度与渗透率对声源辐射特征的影响不可忽略。基于Biot理论的双相孔隙介质表现出固液耦合特征，井中声源激发的波场能量不仅包括固体骨架中的弹性波传播，还涉及孔隙流体中的渗流耗散。能流密度是描述波场的关键物理量，表示弹性波在垂直于质点振速方向的单位区域内携带的能量。穿过指定表面的全部能量称为能流，可以通过对该表面的能量通量密度进行积分来实现。基于Biot-Rosenbaum理论建立了渗透孔隙地层井中多极声源的辐射模型，推导了孔渗介质中声源辐射指向性和辐射效率的表达式，系统分析了地层孔隙度与渗透率对声能分布的影响，为评估孔渗储层中声波远探测成像效果的提供关键理论依据。图1.孔渗地层（a）井中偶极声源的辐射指向性(b)三维展示图以及（c）SH波辐射能流和辐射效率具体来说，使用复坡印廷矢量和最速下降法推导了导波能流和辐射能流的表达式，对孔隙度和渗透率等孔渗参数对辐射效率的敏感性进行了全面评估，并详细展示了这些特性在频率和孔渗条件方面的变化规律。研究结果表明：相比于无

2026-04-22
Petroleum Science |构造挤压应力影响碎屑岩中石英溶解的分子动力学模拟

矿物的溶解是深层和超深层次生孔隙型优质碎屑岩储层形成和发育的重要前提。长石和碳酸盐等不稳定矿物的溶解是目前世界上以次生孔隙为主的储集空间的主要成因类型。石英作为一种常见的稳定矿物，相对难以溶解，但是在以库车坳陷为代表的前陆盆地中，石英溶蚀孔隙通常占有一定比例。前陆盆地与其他类型盆地的核心差异，在于其形成演化过程中普遍遭受强烈的侧向构造挤压应力。基于这一地质背景差异，侧向挤压应力是否能够显著促进石英的溶解，成为揭示前陆盆地超深层储层次生孔隙成因的关键科学问题。针对上述科学问题，本研究以塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层为核心研究对象，系统开展储层发育特征的宏观-微观综合研究，明确储层岩石学特征、孔隙结构演化及主控因素；同时，借助Materials Studio、Lammps等专业模拟软件，系统开展一系列分子动力学模拟试验，从分子尺度揭示储层流体-岩石相互作用机制。研究表明，白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层中石英颗粒溶蚀面孔率在薄片的总面孔率和次生面孔隙率中占据较高比例（图1）。这表明，在前陆盆地强烈的侧向压应力背景下，石英颗粒溶解形成的次生孔隙在深层储集空间具有重要地

2026-04-22
Petroleum Science |构造挤压应力影响碎屑岩中石英溶解的分子动力学模拟

矿物的溶解是深层和超深层次生孔隙型优质碎屑岩储层形成和发育的重要前提。长石和碳酸盐等不稳定矿物的溶解是目前世界上以次生孔隙为主的储集空间的主要成因类型。石英作为一种常见的稳定矿物，相对难以溶解，但是在以库车坳陷为代表的前陆盆地中，石英溶蚀孔隙通常占有一定比例。前陆盆地与其他类型盆地的核心差异，在于其形成演化过程中普遍遭受强烈的侧向构造挤压应力。基于这一地质背景差异，侧向挤压应力是否能够显著促进石英的溶解，成为揭示前陆盆地超深层储层次生孔隙成因的关键科学问题。针对上述科学问题，本研究以塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层为核心研究对象，系统开展储层发育特征的宏观-微观综合研究，明确储层岩石学特征、孔隙结构演化及主控因素；同时，借助Materials Studio、Lammps等专业模拟软件，系统开展一系列分子动力学模拟试验，从分子尺度揭示储层流体-岩石相互作用机制。研究表明，白垩系巴什基奇克组超深层碎屑岩储层中石英颗粒溶蚀面孔率在薄片的总面孔率和次生面孔隙率中占据较高比例（图1）。这表明，在前陆盆地强烈的侧向压应力背景下，石英颗粒溶解形成的次生孔隙在深层储集空间具有重要地

2026-04-22
中国科学：地球科学|五维地震数据解释与储层预测进展

随着全球油气勘探开发目标不断向深水、深层-超深层及非常规领域推进，传统三维地震解释技术已难以满足复杂油气储层预测的精度需求。针对这一挑战，中国石油大学（华东）印兴耀教授团队历经近二十年攻关，建立了五维地震数据解释理论和方法技术体系。该团队的核心成果近日在《中国科学：地球科学》进行系统总结与评述。从三维到五维：地震勘探技术的革命性跨越五维地震数据是在空间三维地震数据的基础上，增加了入射角和方位角维度信息形成的高维数据集，使得地震解释方法可以从多角度、多方位挖掘地下介质信息，为复杂油气储层的高精度表征提供了全新解决方案。论文指出，五维地震数据解释技术突破了传统三维地震技术在复杂油气储层地震精细描述中的局限性，标志着地球物理勘探领域的一次重大技术革命。五大关键技术进展支撑复杂储层预测论文从五维地震岩石物理、地震属性分析、地震反演优化、裂缝预测、地应力估计和流体识别等方面，全面评述了国内外主要研究进展：岩石物理机理方面，研究团队建立了耦合温压条件、强非均质性与各向异性等多种微观机制的五维地震岩石物理模型，奠定了不同类型复杂油气储层地震识别的物理基础。地震反演优化方面，发展了裂缝型储层五维地震鲁

2026-04-22
中国科学：地球科学|五维地震数据解释与储层预测进展

随着全球油气勘探开发目标不断向深水、深层-超深层及非常规领域推进，传统三维地震解释技术已难以满足复杂油气储层预测的精度需求。针对这一挑战，中国石油大学（华东）印兴耀教授团队历经近二十年攻关，建立了五维地震数据解释理论和方法技术体系。该团队的核心成果近日在《中国科学：地球科学》进行系统总结与评述。从三维到五维：地震勘探技术的革命性跨越五维地震数据是在空间三维地震数据的基础上，增加了入射角和方位角维度信息形成的高维数据集，使得地震解释方法可以从多角度、多方位挖掘地下介质信息，为复杂油气储层的高精度表征提供了全新解决方案。论文指出，五维地震数据解释技术突破了传统三维地震技术在复杂油气储层地震精细描述中的局限性，标志着地球物理勘探领域的一次重大技术革命。五大关键技术进展支撑复杂储层预测论文从五维地震岩石物理、地震属性分析、地震反演优化、裂缝预测、地应力估计和流体识别等方面，全面评述了国内外主要研究进展：岩石物理机理方面，研究团队建立了耦合温压条件、强非均质性与各向异性等多种微观机制的五维地震岩石物理模型，奠定了不同类型复杂油气储层地震识别的物理基础。地震反演优化方面，发展了裂缝型储层五维地震鲁

2026-04-22

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