新疆大学学报(自然科学版)(中英文)

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  • 从储层物性到叠前叠后地震数据的分步正演模拟方法与油气识别

    李胜阁;张季;耶合亚·扎依尔;刘桂萍;程远锋;

    地震数据的正演模拟方法对揭示地下地层岩性和含流体特征至关重要,但将微观储层物理特性与宏观地震数据直接关联仍面临挑战.通过引入弹性参数作为桥梁,结合岩石物理理论,成功连接了微观储层参数与宏观地震数据.基于此,利用Python脚本建立了从储层物性到地震AVO数据的分步正演模拟方法.通过叠后楔形体模型算例和叠前3层蛋糕模型算例,分析了薄层调谐效应及AVO道集的褶积结果与精确Zoeppritz方程理论结果的差异.结果显示:高孔隙度储层在叠前AVO道集上的响应比低孔隙度储层更显著,AVO截距高4.1倍,斜率高4.6倍,利于油水识别;天然气储层的振幅响应比液态石油强烈,AVO截距高32.9%,斜率高8.3%,因此天然气识别更加准确.

    2025年03期 v.42;No.187 257-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 3197K]
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  • 准噶尔盆地中部3区块白垩系清水河组多元耦合油气运移模式研究

    赵文硕;姚宗全;汪勇;张学才;王浩懿;韩海波;黄钰;母豫黔;

    准噶尔盆地中部3区块白垩系清水河组油气富集与差异分布主要依赖于断裂系统-风化淋滤带-砂体-不整合面复合输导体系的三维空间配置,其中:断裂系统与风化淋滤带主导垂向运移与多层位调整,砂体与不整合面控制侧向运移优势路径.通过对底砾岩、不整合面、风化淋滤带以及断裂等输导体系的刻画及其空间配置组合研究,明确仓储层(底砾岩-不整合面-风化淋滤带)与成藏要素的空间耦合关系.建立清水河组3种油气运移模式,具体包括A型断裂辅助式高位仓储(断裂辅助、横向逸散、高位成藏),B型毯砂仓储(横向封闭、毯砂成藏),C型断裂辅助式毯砂仓储(断裂辅助、横向封闭、毯砂成藏).系统阐明运移模式对油气的控制作用与空间演化规律.

    2025年03期 v.42;No.187 269-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 4531K]
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  • 遗传算法在瞬变电磁深度学习反演中的优化策略

    吴文宇;张莹莹;吴新宇;谢斌;

    瞬变电磁一维反演技术已在地质工程中得到了广泛应用,但是该方法较为依赖初始模型,抗噪能力较差,难以实现实时反演.针对上述问题,采用卷积长短期记忆(CNN-LSTM)混合神经网络,利用回线源瞬变电磁一维正演程序得到的采样时间-衰减电压作为网络输入数据,同时采用Adam优化器与ReduceLROnPlateau学习率调度器相结合的优化策略自适应调整学习率.针对网络结构超参数设置依赖经验值、缺乏科学性导致的算力以及时间浪费问题,在模型训练阶段采用遗传算法(GA)对神经网络结构进行超参数寻优,提高模型性能.最终,在输出层得到与输入的电磁响应数据对应的深度-电阻率数据,实现瞬变电磁数据深度学习反演.利用训练后的GA-CNN-LSTM网络对随机生成的3层模型以及5层模型进行实时预测,测试集评价指标R~2>0.9,验证了所提算法的可靠性.进一步对加噪数据进行反演,完成训练的神经网络对4种常见模型的平均反演用时为0.13 s,平均反演结构相似度达90.138%,两项指标均优于Occam以及LSTM反演方法.进一步对三维正演模型进行数据反演,验证了所提算法的泛化能力.最后,对实测数据分别进行了Occam反演和神经网络反演,在保证反演精度的同时,完成训练的神经网络仅用时0.73 s,表明所提算法具有实用性.

    2025年03期 v.42;No.187 280-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 4033K]
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  • 基于小波变换的卷积神经网络岩相预测

    黄勇波;韩长城;魏亚涛;周彦旭;蒋鑫;李佳璇;张裕奇;

    岩相分析是寻找优质储层的基础,但对于无井区域或受限于井间复杂的地质条件,传统技术难以快速、准确识别岩相类型及其空间展布.故通过深度学习实现对岩相的高效识别,提出一种加入连续小波变换(CWT)的卷积神经网络(CNN)岩相识别方法.将该方法应用于准噶尔盆地征沙村地区克拉玛依组,主要步骤包括:依据岩心和测井特征划分典型岩相,基于合成记录的井震匹配对测井岩相与叠后地震资料进行匹配,利用Morlet小波变换将匹配的地震波转化为时频谱图,生成不同岩相的时频谱图数据集,并构建CNN模型进行训练、测试与验证.在层位约束条件下,研究不同岩相的平面展布.结果表明:Morlet小波结合CNN的模型可实现较高识别精度,X2盲井的4种岩相识别率均超过85%,显著提升了岩相识别的效率和精度.

    2025年03期 v.42;No.187 300-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K]
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  • 三塘湖盆地条湖凹陷八道湾组煤焦油产率及富油性预测

    武鸿飞;李鑫;王兴刚;焦立新;曹志雄;李斌;韦波;冯烁;

    富油煤集煤、油、气属性为一体,促进其勘探开发对保障我国油气资源供应、实现煤炭清洁高效利用具有重要战略价值.为此,以三塘湖盆地条湖凹陷煤样焦油产率、工业组分、元素分析、煤岩分析数据为基础,结合测井响应,建立了富油煤焦油产率测井预测模型,预测研究区八道湾组富油煤资源量.结果表明:煤焦油产率与挥发分产率、氢元素含量、镜质组含量呈正相关关系,与灰分产率、惰质组含量呈负相关关系;挥发分产率、氢元素含量、镜质组含量与声波时差、补偿密度测井值呈较好的负相关关系,与自然伽马测井值相关性较差.此外,建立了基于机器学习的煤焦油产率预测模型,预测值与实际值的相关系数为0.92,90%煤样的焦油产率预测结果相对误差小于20%,75%煤样的相对误差小于15%.

    2025年03期 v.42;No.187 312-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K]
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  • 临空煤田火区地表温度变化特征及驱动机制

    刘阳;张志义;李成;姜维;管伟明;

    为探究煤田火区煤层自燃对矿区及周围环境地表温度的影响,以七泉湖矿区为研究区,以覆盖研究区的Landsat7/8影像为数据源,采用辐射传输方程法反演得到5期地表温度数据.将计算结果与MODIS LST观测数据进行对比,研究2012―2022年七泉湖矿区及周边环境的地表温度变化特征,使用地理探测器将地表温度变化数据与各因素的数据进行空间匹配和统计分析.结果表明:七泉湖矿区及周围环境地表温度在2012―2022年呈现动态分布,温度较高的区域集中在矿区采坑部位,周边地区地表温度随距采坑区距离的增加而缓慢下降;土地利用、地表反照率、植被指数对地表温度影响程度高,坡度、坡向影响程度较小.

    2025年03期 v.42;No.187 323-334页 [查看摘要][在线阅读][下载 2397K]
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  • 新疆阜康白杨河矿区煤层气-煤炭地下气化协调开发地质选区评价

    张亚斌;杨曙光;李鑫;韦波;苏红梅;贾超;胡振鹏;王博;赵琛;

    我国已开展了煤炭地下气化项目和煤层气开发项目,但均存在经济效益偏低问题.新疆倾斜煤层发育良好,具备煤层气-煤炭地下气化协调开发的有利地质条件.以新疆阜康白杨河矿区为例,在综合考虑煤层气开采和煤炭地下气化主控地质条件的基础上,构建了煤层气-煤炭地下气化协调开发地质选区评价指标体系并开展了地质选区评价,结果如下:1)构建了煤层气资源条件、煤岩煤质条件、煤储层条件、围岩条件、协调开发关键地质条件等9大类一级指标和33小类二级指标的煤层气-煤炭地下气化协调开发地质选区评价指标体系;2)基于层次分析-CRITIC法计算了各级选区评价指标权重,认为含气量、煤层厚度、渗透率等是关键指标;3)研究区煤层气-煤炭地下气化协调开发有利区与较有利区面积总和达4.82 km~2,建议在示范区的西部、中部部分区域以及东南部开展工程部署.

    2025年03期 v.42;No.187 335-348页 [查看摘要][在线阅读][下载 1547K]
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  • 热作用下泥岩与砂岩孔隙结构演化及其对封闭性的影响

    冷万利;韩长城;王艺霏;李立果;

    探讨煤地下气化热作用下盖层岩石(泥岩、砂岩)微观结构与孔渗、封闭性的演化特征.选取准噶尔盆地百口泉地区西山窑组泥岩与砂岩样品,采用扫描电子显微镜观测不同温度下(25~1 200℃)岩石微观结构变化;结合覆压孔渗和突破压力数据,分析热作用对岩石孔渗及封闭能力的影响.结果表明:(1)泥岩富含黏土矿物,其热响应主要表现为黏土矿物脱水、裂解及熔融,导致泥岩微裂隙扩展、新生裂隙增长;砂岩富含石英、长石,受热后以膨胀和矿物熔融为主,裂隙扩展,连通性增加.(2)覆压孔渗实验表明,泥岩孔隙度、渗透率在1~12 MPa范围内迅速下降,随后趋于稳定;砂岩的对应区间为1~16 MPa和16~36 MPa.900~1 200℃时,两类岩石孔隙度、渗透率均达到峰值,随后因矿物熔融堵塞而下降.(3)25~300℃时,泥岩突破压力因黏土矿物脱水骤降,砂岩因石英热膨胀适度增大;300~1 200℃时,两者随温度的升高突破压力剧降;温度高于600℃后,盖层岩石完全丧失封闭能力.

    2025年03期 v.42;No.187 349-361页 [查看摘要][在线阅读][下载 3291K]
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  • 高氯高碱煤煤质特性与热转化特性对比研究

    陈丽娟;李天佑;王建江;魏博;王珊;杨涛;刘坤朋;刘啸天;

    煤质特性的全面分析是煤种清洁高效利用的前提,选取3种高氯高碱沙尔湖煤(A、B、C)和3种准东高碱煤(准东、宜化、红沙泉),系统分析6种煤样的基础特性和热重特性.结果表明:沙尔湖煤灰中Na_2O含量(约4.00%)显著低于准东煤(8.98%)、宜化煤(6.47%)和红沙泉煤(9.23%),但其Cl含量(0.262%~0.491%)远高于其他煤样(0.044%~0.084%),其中沙尔湖A中Cl含量最高(0.491%).沙尔湖煤可磨性指数(129~150)较高,但热稳定性(TS+6=47.0%~66.4%)偏低,属于低-中热稳定煤.煤的黏温特性表明沙尔湖A、沙尔湖B、沙尔湖C、准东、宜化5种煤样均属于结晶渣,而红沙泉煤属于塑性渣.沙尔湖煤制水煤浆稳定性和成浆性均较差,难以达到水煤浆工业标准.沙尔湖煤着火点(349~361℃)较准东煤低100℃以上,沙尔湖煤的热解开始温度更低,但其焦炭更易与CO_2发生反应.

    2025年03期 v.42;No.187 362-373页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K]
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  • 阳泉矿区8#煤层微量元素地球化学特征及地质意义

    王晓霞;翟志伟;武志高;任伊苏;李志杰;李川麒;田政;王垚科;

    选取沁水煤田阳泉矿区8#煤层为研究对象,对微量元素组成进行系统分析.根据稀土元素(REE)富集特征,将该区8#煤分为富集REE的Ⅰ类煤和亏损REE的Ⅱ类煤.Ⅰ类煤表现为LREE、Li、Zr、Hf等元素富集的特征,灰化率与微量元素存在较好的正相关性.这表明无机矿物的输入可能是导致微量元素富集的主要原因,Ⅰ类煤可能形成于受海水影响较大的酸性还原环境.相比Ⅰ类煤,Ⅱ类煤更富集Zr、Hf元素,亏损Sr、Ba元素,这一特征指示Ⅱ类煤沉积阶段海水影响作用减弱,即对应一次海退过程,阴山古陆隆起可能是导致海退的主要动力学机制.海退导致大范围表壳岩石岀露地表,其风化产物的输入较大程度影响其沉积地层微量元素组成.该煤系沉积地层中Li元素富集行为可能受控于无机物的输入.沁水煤田8#煤层中Ⅰ类煤金属元素Li的富集伴随着REE的富集,具有良好的成矿潜力.

    2025年03期 v.42;No.187 374-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K]
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