基于岩心室应力应变和不确定度分析的致密储层氦孔隙度测量方法          下载免费PDF全文

韩学辉  张浩  毛新军  徐登辉  郭慧英  江佳洋  罗兴平  王振林  刘智桢  李靖  罗振 《地球物理学报》2021,64(1):289-297

致密油气层的物性(孔隙度和渗透率)较差.针对致密储层,目前常用的氦气法孔隙度测量方法存在两个不足:器壁压变性参数G定义不明确;膨胀前压力设置普遍偏小.本次基于氦气法孔隙度测量装置岩心室的应力应变力学分析和不确定度理论分析,开发了一种面向致密储层的氦孔隙度测量方法.本次提出的方法给出了器壁压变性参数G的解析式,并基于G的解析式推导出了新的孔隙度计算公式,将刻度系数减少到1个,简化了刻度过程.其次,基于不确定度理论得到的孔隙度测量不确定度表明:氦气法测量致密储层孔隙度的膨胀前压力大于2 MPa基本可以将孔隙度绝对误差控制在0.5%以内.与高压压汞法孔隙度测量结果对比发现,该方法测量孔隙度的相对偏差在14%以内,远低于常规氦气法测量孔隙度的相对偏差(50%).  相似文献   

利用GRACE数据联合新型尺度因子校正法提高陆地水储量变化准确性     

杨帅  郑伟  尹文杰  刘杰 《地球物理学报》2021,64(9):3068-3082

本文围绕GRACE数据在信号处理过程中存在泄露误差开展了探索性研究.第一,在传统尺度因子法的基础上,根据模型与CSR-SHc数据的均方根误差和相关性赋予权重,构建了新型尺度因子校正法.第二,以长江流域为例,评估该方法的校正效果,研究结果表明:新型尺度因子校正法校正结果综合GLDAS(Global Land Data Assimilation System)水文模型计算的尺度因子校正结果空间分布趋势的优点,避免了 CSR(Center for Space Research)官方提供的尺度因子、WGHM(Water GAP Global Hydrology Model)尺度因子和迭代恢复法校正结果空间分布趋势不均匀的现象.在长期趋势上,该方法校正结果优于GLDAS水文模型计算的尺度因子校正结果;在周年振幅上,新型尺度因子校正法校正结果明显优于迭代恢复法和CSR Mascon数据的结果.第三,基于该方法校正结果显示,长江流域、上游和中下游在2002年4月-2017年1月水储量呈现上升趋势,分别为0.29 cm·a-1、0.14 cm·a-1和0.49 cm·a-1,相比于校正前CSR-SHc数据在长江流域、上游和中下游上升趋势0.21 cm·a-1、0.07 cm·a-1和0.40 cm·a-1,分别提高了 38％、100％和23％.长江流域水储量上升趋势主要集中在中下游.  相似文献   

三维波动方程时空域混合网格有限差分数值模拟方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡自多  刘威  雍学善  王小卫  韩令贺  田彦灿 《地球物理学报》2021,64(8):2809-2828

常规高阶和时空域高阶有限差分方法广泛应用于三维标量波动方程的数值模拟,这两种差分方法仅利用笛卡尔坐标系中的坐标轴网格点构建三维Laplace差分算子,相应的差分离散波动方程本质上仅具有2阶差分精度,模拟精度低.本文将三维笛卡尔坐标系中非坐标轴网格点分为两类:坐标平面内的非坐标轴网格点和坐标平面外的非坐标轴网格点,系统推导出了两类非坐标轴网格点构建三维Laplace差分算子的方法,进而提出了一种利用坐标轴网格点和非坐标轴网格点共同构建三维Laplace差分算子的混合网格有限差分方法,并利用时空域频散关系和泰勒展开建立差分系数方程,推导出了差分系数的通解.相比常规高阶和时空域高阶差分格式的2阶差分精度,时空域混合网格差分离散波动方程理论上能够达到任意偶数阶差分精度,模拟精度显著提高,同时稳定性更强.频散分析表明:相比常规高阶和时空域高阶差分格式,在计算效率基本相同时,时空域混合网格差分格式能更有效地减小数值频散,减弱数值各向异性,模拟精度更高;在模拟精度基本相当时,混合网格差分格式能采用更大的时间采样间隔,计算效率更高.数值模拟实例进一步验证了混合网格差分格式在提高模拟精度和计算效率方面的先进性,也验证了其普遍适用性.  相似文献   

2021年青海玛多Ms7.4地震的重力挠曲均衡背景与震前重力变化     

胡敏章  郝洪涛  韩宇飞  赵云峰  刘金钊  郑兵  张新林  张毅  李忠亚  王嘉沛  汪健  尹鹏  吴云龙  韦进  吴桂桔 《地球物理学报》2021,64(9):3135-3149

本文综合利用EIGEN6C4布格重力异常、SIO V15.1地形和流动重力观测数据,研究2021年玛多Ms7.4地震的重力挠曲均衡背景和震前重力变化特征.首先,基于岩石圈挠曲均衡模型,结合布格重力异常和地形数据,采用有限差分方法计算了震中及周边地区(青藏高原东北部)岩石圈有效弹性厚度(Te)和挠曲均衡重力异常.结果表明,青藏高原东北部Te为0～100 km,横向差异明显,且与块体构造关系密切.巴颜喀拉块体以北的柴达木块体Te值高达50～80 km,以南的羌塘块体大部分区域的Te大于20 km,五道梁以南出现局部大于30 km的高值区,玉树—德格地区出现局部大于40 km的高值区.巴颜喀拉块体Te为0～20 km,较其南北块体明显偏小,更易于发生形变,从而在南北"夹持"下发生物质东向运动,是青藏高原中部物质东流的主要区域.地震易发生在岩石圈强弱变化的过渡地带(Te变化梯度带),以及Te较小区域的断裂带上.本次地震即发生在巴颜喀拉块体内部Te低值区,震中附近有效弹性厚度约为15 km.震前流动重力变化分析表明,2015年以来3～5年的累积重力变化自西向东呈负-正-负的区域性变化特征,大致以震中为界形成了垂直于断裂带的重力变化高梯度带,主要反映了震前青藏高原物质东流过程中出现的深部构造运动态势.2018年以来的重力变化主要呈围绕震中形成西正-东负的弱区域性变化特征,显示震中地区已处于高应力应变的"固化"状态,地震即发生在重力变化零值线拐弯部位.  相似文献   

基于Slepian方法和地面重力观测确定时变重力场模型:以2011-2013年华北地区数据为例     

韩建成  陈石  卢红艳  徐伟民 《地球物理学报》2021,64(5):1542-1557

时变重力场是研究地球系统内部物质运动和时空演化过程的有效途径.目前广泛使用的GRACE时变重力场模型受限于其空间分辨率(约400 km),难以探测较小空间尺度的重力变化.本文首次尝试利用Slepian局部谱分析方法和多期地面重力观测确定更高空间分辨率的时变重力场模型.Slepian方法通过构建研究区域内的正交基函数,将信号能量集中在研究区域内部,是构建球面局部重力场模型的理想方法.本文根据Slepian方法的特点给出了区域重力场建模及参数优化的步骤,以我国华北地区为例,基于2011-2013多期地面观测确定了区域时变重力场模型,并与同区域由Slepian方法和GRACE卫星数据确定的重力变化进行了对比分析.结果表明:(1)贝叶斯信息量准则可作为确定Slepian展开最佳截断数的有效手段;(2)基于研究区域内现有重复测点数据,能够恢复120阶时变重力场,空间分辨率(半波长)约150km;(3) 2011-2013年间研究区域内GRACE估计结果与120阶地面结果在时空分布的显著趋势上存在较好的对应,证明了本文利用Slepian方法和地面观测所得时变重力场模型的可靠性.本文研究结果可为区域重力场建模提供新的参考,也可为华北地区水资源变化监测、构造活动分析以及地震风险性评估等研究提供高分辨率的时变重力场模型支撑.  相似文献   

gPhone重力仪的面波频段响应实测研究     

李航  陈晓东  徐建桥  孙和平  韩宇飞 《地震研究》2021,44(1):33-40

以中国大陆构造环境监测网络昆明台和恩施台gPhone相对重力仪连续重力潮汐观测数据为基础,研究了gPhone重力仪在1 mHz以上频段的高频响应。从瑞利面波角度获得gPhone重力仪的高频响应,并且通过与同址观测的STS-1地震仪LHZ分量数据进行对比,验证了gPhone重力仪高频观测结果的可靠性。对比从gPhone重力仪和STS-1地震仪观测数据中提取到的面波波形和群速度频散曲线,发现昆明台两类仪器观测到面波信号的振幅和相位都较为一致,而恩施台仅振幅较为一致,相位上存在较明显差异,gPhone重力仪记录的面波信号在各频段存在不同的时间延迟。用两类仪器观测数据获得了大地震激发的自由振荡,结果表明两类仪器观测到的基频球型模态自由振荡的频率和振幅都吻合较好,进一步验证了gPhone重力仪对高频频段信号振幅响应的可靠性。以上研究结果表明:利用gPhone重力仪能够准确地观测到大地震激发的面波和自由振荡等高频信号的振幅,但在记录信号的相位信息时,有些仪器会有相位偏移产生,如果研究中需要考虑信号的相位,则必须获得仪器相位偏移量,再进行仪器相位校正。  相似文献   

西太平洋台风对上海地区钻孔应变的低频扰动特征分析          下载免费PDF全文

袁媛  韩娜娜 《地震工程学报》2021,43(1):33-42

基于上海佘山台四分量钻孔应变仪在6次西太平洋台风期间的观测记录,利用小波分解、优势振动方向等处理方法提取出台风所激发的显著低频扰动信号,并详细分析扰动信号在时频域及空间域的表现特性。结果显示:在低频区间,台风激发的扰动信号优势周期为2~4 min,信号能量随台风进程而变化,并主要与台风量级、台风中心的位置(海上或陆域)及其与台站间的距离有关。在台风中心不断逼近海岸时,佘山台4个分量记录的扰动信号均开始增强,但不同方向记录的信号强度存在较显著的差别,其中振动强度最大的方向(即优势振动方向)为160°,该方向与台站所处海岸线的走向密切相关。最后结合扰动信号的时频及空间响应特征,对比地表风速、海洋浮标记录后认为分量应变仪记录的低频扰动信号与近海浪高的相关性较好;综合信号的频谱特征,认为应变仪记录的台风扰动信号是由近岸浅海区域的海洋长重力波激发产生的。  相似文献   

时变重力场球面模型反演算法和模拟实验     

张贝  陈石  李红蕾  杨锦玲  韩建成  卢红艳 《地震》2021,41(1):13-24

时变重力场是研究地球内部介质物性变化的重要手段。本文提出了一种适用于地面流动重力测量获得的时变重力信号的场源反演方法,该方法采用球坐标系下的六面体单元来模拟场源介质,适合大尺度地震流动重力测量数据的等效源模型构建。通过引入重力时变信号的一阶光滑先验条件,压制了时变重力信号中的短周期高频分量,可用于提取与地震孕育相关的长周期信号。通过理论和模型实验证明了本文算法的可靠性和稳定性,并使用南北地震带南段2014—2017年的流动重力实测数据进行了反演解释,获得了地壳内部等效场源的视密度时变信号,变化量级在正常地壳密度的±0.7‰之间,其空间形态受川滇菱形块体边界控制。研究成果可用于时变重力场模型解释和深部场源特征提取,可为地震重力前兆信号分析和相关研究提供完备的方法保障。  相似文献   

基于等效源的重力异常空间导数计算方法及其在川滇地区的应用     

李红蕾  韩建成  陈石  侍文  张贝 《地震》2021,41(1):129-140

在综合分析前人研究成果的基础上, 采用基于贝叶斯准则的等效源模型滤波增强方法来识别地质体边界。 通过理论模型实验讨论了在相同的噪声水平情况下, 不同算法对于计算结果的影响, 模型实验结果表明, 与直接计算和传统高斯滤波增强技术相比, 新算法可以有效消除传统算法中普遍存在的对于噪声的过度敏感问题, 所得到的地质体边界形态失真更小。 随后, 利用此方法对川滇地区的重力数据进行了处理, 并对该地区的重力水平总梯度(THD)、 重力垂直梯度模(AVG)、 重力解析信号模量(AAS)、 重力水平梯度垂向导数(VGHD)应用效果进行了对比分析。 研究结果提供了川滇地区的构造分区信息, 对该地区构造演化、 边界定位及动力学过程分析具有重要的指导意义。  相似文献   

小江断裂带南段新寨盆地新构造运动特征     

陈君贤  韩竹军  程捷 《华南地震》2021,41(3):82-91

小江断裂带是新构造时期以来十分活跃的活动断裂带,沿线地震活动频繁,新寨盆地是其控制下发育的串珠状盆地之一.通过野外第四纪地质与构造地质填图,LiDAR扫描,无人机移动摄影测量等手段,对新寨盆地内部第四系地层分布和控盆断裂以及其反映的构造活动期次进行研究,认为新近纪以挤压为主的应力过后,早更新世晚期小江断裂南段受元谋运动影响开始强烈左旋走滑运动,新寨盆地受其控制开始发育,全新世以来,断层偏离原先构造位置再次活动,具有一定的新生性和发震能力,晚更新世存在一个活动间歇期.  相似文献