Введение к работе
Актуальность темы. Оценка перспектив нефтегазоносности требует надежной геологической основы, отражающей строение осадочных бассейнов на региональном, зональном и локальном уровнях. Для создания такой основы необходимо решить задачу реконструкции объемных структурно-плотностных моделей строения нефтегазоносных бассейнов на основе имеющихся данных по сети региональных профилей. При этом возникает ряд проблем. Объекты, попавшие в зоны между профилями, чаще всего остаются необнаруженными. За счет такого рода эффектов может бьпь искажена генерализованная схема строения с далеко идущими технико-экономическими последствиями. В этой связи при объемном моделировании нефтегазоносных бассейнов необходимо активное использование гравиметрических данных, так как гравитационное влияние локальных объектов, частично либо полностью оказавшихся между профилями, присутствует в результатах измерения гравитационного поля всей области, в том числе и на тех же сейсмических профилях. В условиях фрагментарности данных осадочных бассейнов формально-математическую интерполяцию проводить нельзя, так как в этом случае невозможно максимально учитывать имеющуюся геолого-геофизическую информацию. Используемые сегодня технологии и методики для построения моделей среды в большинстве своем основаны на корреляционном анализе сейсмогравиметрических данных. Выявлено несоответствие построенной по данной методике модели наблюдаемому полю, что связано с тем, что корреляционно-статистические связи между гравитационным полем и геологической границей (плотностью) не отражают физической природы геологической среды.
В связи с вышесказанным необходимо проводить структурно-плотностное моделирование осадочных бассейнов с использованием специализированных методик и технологий, сконцентрированных на использовании максимального объема априорной информации и обеспечивающих реконструкцию объемных плотностных моделей по сети относительно редких опорных профилей. При решении этой задачи большое значение имеет выбор модельных представлений и интерполирующих схем. Для построения модели, соответствующей реальному гравитационному полю необходимо также введение критерия оптимальности, имеющего смысл априорной оценки погрешности построения нулевого приближения.
Цель работы. Создание специализированных теории, методов и технологий построения пространственных моделей сложнопостроенных
«ЮС. НАЦИОНАЛЬНА* ЬИМИОТМА
геологических сред на основе имеющихся по относительно редкой сети наблюдений данных, учитывающих наблюдаемое гравитационное поле. Основные задачи исследований
-
Выработка типовых модельных представлений и постановок интерпретационных задач, характерных для условий слабой изученности осадочных бассейнов.
-
Разработка алгоритмов и вычислительных схем преобразования профильных данных в объемные модели для осадочных бассейнов.
-
Исследование сходимости алгоритмов и вычислительных схем построения объемной структурно-плотностной модели геологической среды.
-
Исследование зависимости погрешности гравитационного влияния от выбора аппроксимации геологического объекта.
-
Разработка теории, методов, вычислительных схем и алгоритмов расчета пространственного гравитационного эффекта, обеспечивающих объемное решение прямых задач для крупных осадочных бассейнов.
-
Исследование точности алгоритмов вычисления объемных гравитационных аномалий.
-
Создание методики объемного структурно-плотностного моделирования, позволяющей уточнять границы и плотностные характеристики литолого-стратиграфических комплексов (ЛСК) выделенных геологических объектов.
Эти задачи решаются с помощью автоматизированной системы комплексной интерпретации грависейсмических данных (GCIS) и программного комплекса (GRAST), разработанного автором совместно с преподавателем кафедры высшей математики УГТУ Мужиковой А.В.
Научная новизна
-
Впервые поставлена и решена задача реконструкции объемных структурно-плотностных моделей по системе фрагментарных данных для осадочных бассейнов.
-
Разработаны принципы объемного структурно-плотностного моделирования геологической среды в условиях слабой изученности и сложного строения.
-
Обоснована сходимость алгоритмов восстановления объемной структурно-плотностной модели геологической среды по системе региональных профилей.
Защищаемые положения
-
Методика объемного структурно-плотностного моделирования геологической среды, позволяющая эффективно осуществлять реконструкцию плотностных моделей сложнопостроенных геологических объектов различного тектонического строения.
-
Алгоритмы и вычислительные схемы интерполяции геологической среды по системе профилей, максимально учитывающие априорную информацию и используемые для объемного моделирования осадочных бассейнов.
-
Методика определения оптимальных параметров аппроксимации геологической среды.
4) Алгоритмы вычисления объемных гравитационных аномалий.
Практическая ценность. В результате проведенных исследований
создана методика объемного структурно-плотностного моделирования геологической среды, позволяющая:
-
осуществлять построение объемных плотностных моделей в условиях слабой изученности;
-
проводить вычисление пространственного гравитационного эффекта как от объемной модели среды, так и по профилям;
-
уточнять форму структурно-плотностных границ исследуемого геологического объекта;
-
выявлять локальные аномалии по рассогласованию наблюденного и рассчитанного гравитационных полей.
Реализация исследований. Полученные результаты исследований используются в практике научно — исследовательских работ УГТУ, КРО РАЕН и обучения студентов геолого-геофизических специальностей УГТУ.
Апробация работы. Основные результаты докладывались на Второй Всероссийской конференции «Геофизика и математика» (г.Пермь, 2001 г), на Всероссийской конференции Большая нефть: реалии, проблемы, перспективы «Нефть и газ Европейского Северо-востока» (г. Ухта, 2003г.), на Всесоюзном семинаре им. Д. Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» (г.Москва, 2004г.), на XIV геологическом съезде Республики Коми (г. Сыктывкар, 2004), а также на научно-технических конференциях УГТУ (2002г.,2003г.,2004г.), на IV Межрегиональной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2003».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав,
заключения, содержит 149 страниц, в том числе 77 рисунков и списка литературы из 170 наименования.
Автор выражает благодарность научному руководителю
диссертационной работы доктору физико-математических наук, профессору ЛИ. Кобрунову за постановку задачи, оказание помощи при теоретических исследованиях и всестороннюю поддержку. Автор глубоко признателен доктору геолого-минералогических наук Малышеву НА, кандидату физико-математических наук Петровскому А. П., кандидату геолого-минералогических наук Богацкому В.И., кандидату геолого-минералогических наук Моисеенковой СВ., доктору геолого-минералогических наук, профессору Дьяконову А.И. кандидату технических наук Овчаровой ТА. .за полезные советы и замечания, сделанные в ходе работы над диссертацией. Кроме того, за помощь и участие в рассмотрении диссертационной работы автор благодарен профессорско-преподавательскому составу кафедр высшей математики, геофизических методов, геоинформационных технологий и систем и прикладной математики и информатики. Преподавателю кафедры высшей математики Мужиковой А.В. автор выражает особую благодарность за оказанную помощь на всех этапах работы.
