中国地球物理学会第32届学术年会部分分专题研讨会纪要

电磁地球物理学研究应用及其新进展

召集人:汤 吉 赵国泽 黄清华 王绪本 胡祥云
      提交论文39篇;到会交流29人,其中口头报告17人,张贴报告12人。
一.论文涉及的主要内容和主要成果
      1.电磁场三维正反演理论与算法技术研究;
      2.海洋电磁和航空电磁的观测与模型研究;
      3.地震前兆电磁异常的时空特征的统计研究;
      4.资源与工程勘探的电磁新技术应用研究;
      5.电磁资料的去噪与信息提取技术以及对反演结果评价技术研究;
      6.电磁地球物理的物理模拟研究。
二.新的学术观点、学术增长点和科技动向:
      1.三维电磁法正反演理论和方法得到快速发展,为三维电磁勘探的实际应用奠基了基础。
      2.海洋电磁探测仪器的观测试验和方法理论研究为我国的海洋资源勘探和海洋地学研究提供了有力技术手段。
      3.地震前兆电磁异常的时空特征的统计研究表明,在震前和震后存在电磁前兆和震后效应,为地震预测研究提供了一条新的技术途径。
      4.物理模拟研究为电磁观测结果的资料解释提供了理论支撑。
      5.电磁资料的去噪、重构与信息提取技术,以及对反演结果评价技术研究,为提高电磁解释结果的可靠性提供了技术保障。

活动断层、深部结构与地震

召集人:徐锡伟 丁志峰 刘保金 徐浩德 张中白 张世民
      提交论文35篇;到会交流35人,其中口头报告23人,张贴报告12人。
一.论文涉及的主要内容和主要成果
      ⒈ 活动断层的地质地貌表现、大震破裂行为、构造样式及避让距离等及未来地震危险性分析;
      ⒉ 地震强地面运动与震害之间的关系与相关性的数值模拟;
      ⒊ 通过深部地球物理资料揭示断层几何特征,包括重力异常、介质性质、速度结构和界面构造,以及地球物理资料处理的关键技术。
二.新的学术观点、学术增长点和科技动向
      1.利用高光技术识别黄土地层隐形断层的方法,有利于黄土地区活断层的研究;
      2.活动断层分段的地球物理学研究,包括地震活动性、地壳介质散射强度、地震波速度结构等;
      3.通过断裂上的探槽研究,重建了大震复发历史,并分析了分支断裂的相互作用;
      4.通过龙门山南段晚第四纪构造活动的地貌学研究,发现地壳缩短作用并不仅仅集中在主造山带,山前前陆区薄皮构造也承担重要作用;
      5.综合地质、地球物理资料,采用现代数值模拟技术,建立构造运动模型;
      6.地震资料解释新技术的研究与运用。

互联网+地球物理

召集人:蔡晋安 沈 萍 胡天跃 陈会忠 孙进忠
      提交论文30篇;到会交流10人,其中口头报告7人,张贴报告3人。
一.论文涉及的主要内容和主要成果
      围绕着互联网+地球物理进行了广泛的研讨和交流。主要内容:互联网+地质、互联网+地震、互联网+勘探、互联网+空间、互联网+减灾、互联网+海洋及互联网+观测仪器设计等。主要体现在如下几个方面:
      1.互联网+地球物理模式的提出与应用:蔡晋安等“互联网+地球物理顶层设计与智能地球物理研究思考”提出了互联网+地球物理顶层设计和智慧地球物理新思维。陈会忠的“互联网+地震应急”报告中详述了地震大数据的产生,提出了地震大数据思维的新概念,展现了在互联网+大数据时代给地球物理创新带来的新模式;
      2.信息技术的理论、方法及应用:信息技术理论和方法在地球物理中得到广泛应用,并取得可喜成果。赵爱华的“三维复杂介质地震定位中震源轨迹的计算”,是基于射线追踪技术提出的计算三维复杂介质定位中震源轨迹的方法,该方法的提出使得利用震源轨迹进行精确定位称为可能。冯玮从非稳态地面地震记录中提取Q值,通过子波谱比法和子波谱匹配法,在低信噪比数据中均得到可靠的品质因子估计结果。吕雪梅通过近似矩阵代替求解奇异矩阵的逆矩阵,实现高精度的近地表速度建模,具有非常节省内存和计算量的优势,并有效处理了三维实际地震资料。常丁月针对地震勘探资料动校正的三参数多聚焦方法,优化成双参数交互拾取,有效应用于模拟和实际二维地震资料处理。孙一男的“互联网+人工地震深部探测”,也在人工地震测深中应用了互联网技术;
      3.数据库技术及应用:汤克礼的“山东省工程地质信息查询系统研究及初步应用结果”展示了工程地质信息数据库的架构及调用,引起与会者的极大兴趣,邹立晔的“国家地震台网中心速报--震中快速查询系统研发”介绍了该系统震中位置的直观显示和测距、操作图形化和后台的扩展;
      4.地球物理观测仪器研发:胡星星的“磁通门磁力仪高精度信号检测电路设计”,采用非线性负反馈相敏检波解调电路,保证了输出的稳定性,提高了系统检测精度;
      5.互联网+应用于地震减灾:张晁军的“互联网+与防震减灾事业发展浅谈”从理论上讨论了互联网+技术与防震减灾事业的关系、实现步骤、存在的问题及前景展望,朱新周的“华浩超算平台在地震应急救灾中的应用”,通过构建的超算平台在大地震发生后快速实现灾情制图、发布及共享,蔡寅的“面向互联网的地震预警发布系统研制”,介绍了采用互联网技术实现对地震预警的发布,黄建平的“云中的卫星数据”也将互联网技术用于遥感卫星数据处理和分析中。
      通过本专题的设置与交流,充分体现了互联网+技术在地球物理的各个方面的应用,推动了地球物理研究和应用与互联网+技术的融合。
二.新的学术观点、学术增长点和科技动向
      提出了构建互联网+地球物理的顶层设计和智慧地球物理新模式。特别是强调了地球物理大数据思维,指出它将突破传统的地球物理研究和应用模式,推动地球物理的跨界创新,使地球物理从传统的自身判断(依靠计算模型)模式到依靠数据的新业态的转变,进而推进大数据云计算在地球物理基础研究和应用技术的创新,使地球物理学进入互联网+大数据时代。

油气田与煤田地球物理勘探

召集人:詹仕凡 刘 洋 邓志文
      提交论文61篇;到会交流50人,其中口头报告28人,张贴报告22人。
一.论文涉及的主要内容和主要成果
      主要涉及资料采集、资料处理、反演及解释应用等方面的内容,具体主要成果为:
      1.在资料采集方面,研究了组合激发接收在复杂山地中的应用;研究了三维地震勘探采集配套技术,以及基于地质模型观测系统参数优化的方法。
      2.在地震资料处理方面,研究了3D 快速高阶抛物Radon 变换地震数据保幅重建方法;对不同时频变换谱比法估算品质因子Q 的效果进行了对比分析;推导并提出了一种改进的各向异性扩散地震去噪处理方法;研究了基于L2 模和复曲波变换的多次波压制方法;研究了基于图像增强的结构性目标精细刻画方法;研究了二维和三维线性相干噪音衰减方法;研究了基于对数谱的低频信号检测方法;研究了基于压缩感知理论的提高薄互层地震资料分辨率方法;研究了双吸收边界条件在三维声波方程数值正演中的应用;研究了基于对数谱模拟的地震记录Q 值估算方法;对平均谱比法反演品质因子进行了研究;研究了频域和曲波域联合的面波压制方法;对基于反褶积广义S 变换的地震频谱成像方法进行了研究。
      3.在油气储层地震特征方面,研究了叠前地震信号中瞬时子波的能量衰减随偏移距的变化规律,提出了叠前瞬时子波吸收估计方法;研究了多波地震勘探技术在碳酸盐岩储层预测中的应用;研究了天然气藏的地球物理检测技术与应用。
      4.在地球物理反演、属性分析和解释方面,研究了转换波处理技术和转换波和纵波的联合解释方法;研究了Canny 边缘检测算子在地质体边界刻画中的应用;研究了基于OVT 域处理叠前五维道集解释方法;对基于属性分析的裂缝型储层AVAZ 反演方法进行了研究;对基于介观尺度的频变AVO 进行了分析;研究了纵波、转换波AVO 联合反演Russell 流体因子的方法;研究了基于稀疏表示的地震多属性融合方法;研究了地震包络反演在低频建模中的应用;研究了考虑横纵波速度比的参数替换AVAZ 反演方法。
      5.在井筒地球物理方面,对射频段岩心介电频散特性进行了实验分析;研究了VSP 数据相对保真动校正处理方法;研究了基于频散模型的电磁波测井响应模型;对GSO 最优化测井解释方法进行了研究;对电成像测井裂缝识别中的多种图像分割方法及其应用效果进行了对比;对随钻电磁波电阻率测井仪的探测特性进行了研究;研究了一种通过测量储层复电阻率频谱来评价储层油气饱和度的电法测井新方法。
二.新的学术观点、学术增长点和科技动向
      新的地震资料采集、处理和解释方法主要包括:基于OVT 域处理叠前五维道集解释方法、3D 快速高阶抛物Radon 变换地震数据保幅重建、基于压缩感知理论的提高地震资料分辨率方法、基于稀疏表示的地震多属性融合技术、基于对数谱模拟的Q值估算方法、复电阻率频谱测井新方法等。
      新的学生生长点和科技动向:基于OVT 域处理叠前五维道集解释方法;多波联合反演技术。

环境地球物理方法技术与研究进展

召集人:杨 进 田 舍
      提交论文9篇;张贴报告9人。
一.论文涉及的主要内容和主要成果
      论文来自全国6家单位,有4所大学(中国地质大学(北京)、中国地质大学(武汉)、中国石油大学(华东)、中国矿业大学),2所研究单位(中国国土资源航空物探遥感中心、中国地质大学(北京)科学研究院)。报告内容包括了环境、地下水、地质灾害、重金属污染等各个应用领域。涉及到的环境地球物理方法有重力、地震、瞬变电磁、地面核磁共振、磁法、航空物探等。
      报告主要有重力数据多层次反演、山体滑坡事件于宽带地震网的分析与研究、利用地震波形反演研究大型高速滑坡中的滑体运动特征、利用地震波形反演研究滑坡动力学机制的新方法、页岩油气开发对水资源的影响研究、航空物探在环境勘查领域的应用、基于电场总场矢量有限元法的SNMR三维正演、基于图片比较的量化结构来论证环境磁学用于重金属污染评估的可行性。
      报告充分展示了环境与工程地球物理方法与技术在环境污染、工程建设、地下水保护、地质灾害、公共安全等领域的良好的应用效果和巨大的发展前景。
二.新的学术观点、学术增长点和科技动向
      1.重力数据多层次反演:经典的光滑约束反演能够获取地下地质体的几何参数和物性参数,但是反演结果垂向分辨率较低,同时由于光滑效应导致物性幅值偏小。为改善这种状况,我们将光滑反演(SI)和增强型光滑反演(ESI)结合,提出多层次反演并应用于模型实验。
      2.将地震反演技术应用于大型高速滑坡研究,深入揭示地震信号与高速滑坡机制之间的联系。通过地震波形反演还原滑源区和滑坡体的受力状况,推导滑坡体动力学特征并与地质分析数据进行比较。
      3.提出了利用地震波形反演研究滑坡动力学机制的新方法,对远程了解滑坡受灾情况以及灾后抢险工作有帮助和促进作用。
      4.对页岩油气开发过程对水资源的影响进行研究,包括页岩开发过程中的水资源消耗量、是否污染地下含水层,以及返排液的影响。得出三点结论:(1)页岩开发需要消耗大量淡水作为压裂液的主要成分,如果水力压裂在世界范围内进行,将是一个重要的全球性问题,尤其对干旱地区而言更是一个严重挑战;(2)页岩开发的水力压裂引起的裂缝延伸范围不足以影响到浅层地下水,但由于其他原因如固井完井设计不科学等导致的水力压裂污染地下水却真实存在;(3)返排液量大且成分有毒,具有挥发性,需要在排放前做好充分的处理工作,避免造成对地表水体或空气的污染。
      5.航空物探作为一种现代化的勘查方法,
在生态环境保护和建设中可以发挥重要作用。
      6.进行地面核磁共振技术(SNMR)3D正演模拟研究,拓展了地面核磁共振技术的应用范围,推动SNMR找水技术在复杂水文地质环境下实现3D地下水探测。
      7.用数学图片比较的方法,论证了磁预信息对化学采样的有效性。并且自主研发的比较三角平面向量模的方法对3D图进行空间分布评估,完善了目前较为流行的图片比较方法﹝卡波统计法(Kappa statistics)和模糊集合论(Fuzzy set theory)﹞针对于小范围、有限采样点的缺陷。研究论证了磁学参数用于评估环境污染的可行性,并且对这种方法提供了定量分析结果。
      8.三分量巷-孔瞬变电磁法的应用探究,将发射回线布置在隧道中,用接收探头在钻孔中测量,研究含水构造异常体的瞬变电磁场响应。

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