Petroleum Science |CO2封存过程中储层物性与地震特性的表征及敏感性分析
近年来，地质封存被广泛认为是减少大气CO2浓度的有效途径，其中深部咸水层因具备巨大储存潜力和广泛分布，被视为理想的封存场所。然而，为确保其长期安全性，亟需深入理解储层物性及其对CO2运移的影响。为此，开展CO2饱和度与纵波速度（Vp）、衰减（Qp）的敏感性分析，有助于揭示关键参数对封存过程的控制作用；同时，时移（4D）地震监测可有效追踪CO2分布，评估储层完整性，为CO2封存的安全监测提供重要支撑。为此，研究团队针对CO2地质封存过程中储层岩石物理与地震响应的动态变化特征，选取油藏模拟时的四个关键参数（渗透率、孔隙度、地层压力和温度），分别对这四个关键参数与CO2饱和度进行敏感性分析。基于岩石物理理论，建立了CO2饱和度与地震属性Vp和Qp之间的关系，最终从这四个关键参数中选取出对Vp和Qp最敏感的参数。继而基于黏声波动方程生成时移地震数据，最后进行逆时偏移成像。研究结果表明：温度升高和渗透率增大显著促进CO2羽流的横向运移速度，缩短其穿越断层的时间；而高孔隙度和高形成压力则在一定程度上抑制迁移速率。地震响应方面，CO2饱和度的增加导致纵波速度降低，衰减增加。敏感性分析进一步揭示，渗透
2025-10-14
Geophysics、IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing|基于解耦粘弹波动方程实现高效的衰减补偿最小二乘逆时偏移
弹性波最小二乘逆时偏移（ELSRTM）是一种利用多分量地震数据成像复杂地质构造的先进技术。然而，传统ELSRTM方法未能考虑地球介质固有衰减效应及弹性波场间的耦合作用。为突破这些限制，我们验证了新推导的解耦粘弹波动方程的正确性，并创新性地提出了粘弹性介质的解耦ELSRTM方法。该技术通过求解新构建的解耦正演及伴随粘弹波动方程，获得纯粘滞性纵波与横波，并利用这些纯粘滞波场分别构建PP波与PS波模式的梯度，以此迭代更新纵波与横波反射率图像。图1. 成像结果对比：解耦弹性波最小二乘逆时偏移（a）P波成像，（b）S波成像；衰减补偿弹性波最小二乘逆时偏移（c）P波成像，（d）S波成像；（a）波场分离的衰减补偿弹性波最小二乘逆时偏移（a）P波成像，（b）S波成像通过数值算例测试，本文提出波场分离的衰减补偿弹性波最小二乘逆时偏移方法可以消除介质的衰减效应和纵横波串扰问题。图1展示了不同情况下的成像结果，验证了本文方法的正确性。通常认为经过处理后的地震数据主要包括地下反射界面反射回地面的反射波。对反射波进行偏移成像，以期获得地下反射界面的空间位置。然而，目前成像精度最高的LSRTM则是把地震数据视作散
Geophysics |横向各向同性倾斜介质中采用有限差分求解的高效纯qP波模拟与逆时偏移方法
众所周知，各向异性是地下介质广泛发育的特征之一。准确描述各向异性介质中的地震波传播行为有利于明晰地下介质中的地震传播机理。传统弹性各向异性波动方程虽然可以准确描述复杂各向异性介质中的地震传播机制，但其需要进行纵横波分解，计算成本高。为了解决这一问题，基于声学假设的各向异性声波方程被提出用于波场模拟。然而基于声学近似的耦合拟声波方程具有参数限制，基于声学近似的纯qP波方程又需要计算成本高的傅里叶变换进行求解。本文提出了一种基于有限差分求解策略的各向异性纯qP波方程及其数值模拟方法，并实现了逆时偏移成像方法。图1. 不同方法数值模拟结果对比：（a）参考解；（b）Xu等2015方法；（c）本文方法通过数值算例测试，本文提出的有限差分求解策略可较好保证各向异性介质中波场传播的运动学精度，提出的逆时偏移成像方法可有效校正各向异性效应，较好恢复了实际介质的真实结构。图1和2分别展示了本文数值模拟方法与之前方法的对比逆时偏移偏移成像结果。图1显示，与参考解相比，本文方法模拟的波场比前人方法模拟的波场具有更为均衡的振幅，可以更好模拟各向异性介质下地震波传播的运动学特征。图2展示了Marmousi各向异
Computers & Geosciences |基于边缘引导的数字岩石图像分割：将预训练的边缘感知路径与主分割路径相融合
数字岩石物理（DRP）是连接岩石微观结构与等效物理性质的重要桥梁，能够有效构建岩石物理模板。其中，数字岩石图像处理是数字岩石分析的核心步骤，特别是对数字岩石图像的分割。图像分割旨在将CT图像中的像素分类为孔隙空间、基质或更细致的子相，这是DRP流程中的关键环节，直接影响后续参数计算与数值模拟的精度。传统深度学习方法通常依赖大量标注数据进行训练，而岩石样本获取成本高、标注困难，限制了数据集的扩展。此外，典型单一路径分割模型主要关注语义特征提取，对细小孔隙和边缘结构的识别能力有限。地球科学与技术学院曹丹平教授团队硕士生王子强提出了一种双路径深度学习数字岩石图像分割模型，以边缘特征作为引导和约束，旨在获得更精确的分割结果。本研究的创新之处在于：1）提出了一个双路径深度学习分割模型，通过引入一条独立的边缘感知路径，有效弥补了传统单一路径模型在边缘细节和细小孔隙分割上的不足；2）边缘特征图在模型中扮演双重角色：不仅作为先验信息与原始图像共同输入，以引导更有效的特征提取；还作为边界约束嵌入解码模块，为图像信息恢复过程提供支持；图1.双路径模型架构图: (a) Dual-SegNet; (b) Du
Marine and Petroleum Geology|湖相页岩页理缝成因、流体活动特征及其对页岩油成藏的控制
在经历强烈压实相对封闭的湖相页岩系统中，流体活动通道的形成机制长期未明。作为湖相页岩的主要裂缝类型，页理缝在流体活动过程中起着关键的控制作用。近日，中国石油大学（华东）操应长教授团队针对鄂尔多斯盆地延长组长73亚段湖相页岩中页理缝及共生的顺层方解石脉两类重要结构展开深入研究。通过两项互补性研究，系统性揭示了页理缝的成因、流体活动特征及其对页岩油成藏的控制作用，为湖相页岩油气资源勘探开发提供了重要科学依据。研究团队通过多尺度、多方法耦合研究发现纹层界面两侧矿物成分、排列及尺寸差异导致的力学各向异性是页理缝产生的必要地质前提。脉体微观结构和同位素地球化学分析结果表明顺层方解石脉记录了多期次流体活动，证明页理缝具有显著的幕式开启特征。由生烃超压所引起的垂直渗流力梯度会周期性地突破封闭页岩系统的压力阈值，从而导致薄弱界面的周期性开启，是页理缝的主要形成机制。相对封闭的湖相页岩系统中页理缝的幕式开启显著促进了流体流动和物质交换，影响了成岩演化和排烃，是对沉积盆地多尺度、幕式流体活动的重要响应。图1 鄂尔多斯盆地延长组长73亚段湖相页岩页理缝特征图2同期次顺层方解石脉主微量元素分布及87Sr/86
地球物理学报 |基于角谱法的偶极SH横波远探测声场模拟方法
在井旁存在大尺度地层构造的情况下，偶极横波远探测声场的特征及其模拟比较复杂，此时远探测声场的快速计算方法尤为重要。井中偶极声源以球面波的形式向井外倾斜的地层界面辐射声场，需要三维的模拟计算方法，通常采用有限差分进行数值模拟，然而，利用数值方法模拟远探测声场快照，尤其是当井旁反射体距离井轴数十米时，模型网格体系巨大，模拟时间超长，极大地限制了数值方法的有效性。声场计算中常用的角谱法将上述球面波入射问题展开成平面波或柱面波叠加的形式，再利用平面波的反射和透射，计算界面两侧的反射和透射球面波场。这对于偶极声源在井外地层界面处产生的反射和透射远探测声场传播过程的可视化模拟很有助益。本文基于角谱法提出了一种快速计算远探测声场的解析方法，用于偶极SH横波远探测声场快照的可视化快速模拟。结果表明：相同模型下通过解析方法和三维时域有限差分方法模拟得到的SH横波声场快照和波形在相位和幅度变化上基本一致，但解析方法与有限差分相比，计算效率可提高两个量级。图1 yoz平面内4.3ms时刻反射和透射SH横波声场快照对比(a)有限差分；(b)解析解利用解析方法计算了井旁三层平行地层界面模型下的反射和透射SH横波
IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters | 层状双轴各向异性介质中三轴感应测井响应的快速模拟方法
非常规油气储层普遍表现出电性双轴各向异性，而三轴感应测井是获取地层电阻率各向异性的关键技术。由于资料反演过程依赖于大量正演模拟，故迫切需要发展一种快速、稳定的适用于层状双轴各向异性地层的三轴感应测井响应正演方法。目前，一维介质中的电磁场通常采用伪解析法求解，其效率主要取决于两个关键方面：谱域散射场的递归推导和双重逆傅里叶变换的实现。然而，主流的全局振幅传播矩阵算法在推导源相关层和无源层的边界条件时过程复杂，有待简化；现有的双重傅里叶逆变换技术（如Gauss-Legendre积分和正弦/余弦滤波积分）分别存在计算速度慢和精度控制弱的缺陷。因此，本文提出了一种基于双虚拟边界方案的改进全局振幅传播矩阵算法和极坐标下线性差值与外推积分（Quadrature-with-extrapolation, QWE）相结合的快速双重傅里叶逆变换技术，使得谱域场推导更简洁、积分速度更快且精度可控，为该类资料的实时、精准处理奠定了坚实基础。图1 基于双虚拟边界方案的谱域散射场递推方法图2 不同数量积分点计算的同轴磁场分量（Hzz）效果对比：(a) 精度对比；(b) 速度对比图3 外推积分（QWE）与Gauss
