Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Автоматизированная интерпретация потенциальных полей при изучении платформенных областей

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Трусов, Алексей Андреевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ К ИНТЕРПРЕТАЦИИ

ГРАВИТАЦИОННЫХ И МАГНИТНЫХ АНОМАЛИЙ ПРИ

ИЗУЧЕНИИ ПЛАТФОРМЕННЫХ ОБЛАСТЕЙ.

1.1. Основные задачи интерпретации гравитационных и магнитных аномалий.

1.2. Современное состояние методов интерпретации.

1.3. Обзор систем интерпретации потенциальных полей.

1.4. Технология интерпретации гравитационных и магнитных полей в рамках пакета программ CHTMA-3D.

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА ПО ДАННЫМ МАГНИТОРАЗВЕДКИ.

2.1. Проблема картирования кровли кристаллического фундамента.

2.2. Сведения из теории особых точек потенциальных полей.

2.3. Основы метода локализации особых точек по спектру аномальных полей.

2.4. Алгоритм и работа программы ROMGAS.

2.5. Результаты интерпретации.

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОСНОВАНИЯ ПЛАТФОРМЕННЫХ ОБЛАСТЕЙ ПО ДАННЫМ МАГНИТОРАЗВЕДКИ И ГРАВИРАЗВЕДКИ.

3.1. Петрофизическое моделирование погребенного фундамента.

3.1.1. Основные возможности технологии REIST.

3.1.2. Интерпретационная модель.

3.1.3. Алгоритм и работа программы REIST.

3.1.4. Примеры несоответствия модели реальной геологической среде.

3.1.5. Редуцирование.

3.1.6. Дополнительные возможности.

3.2. Картирование структурно-вещественных комплексов.

3.2.1. Алгоритм и работа программы CLASS2.

3.2.2. Карты структурно-вещественных комплексов.

3.2.3. Особенности классификации.

3.2.4. Дополнительные возможности.

3.3. Результаты интерпретации.

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЕ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА.

4.1. Картирование опорных горизонтов в осадочном чехле.

4.2. Мультипольный анализ магнитных и гравитационных аномалий.

4.2.1. Магнитные аномалии квадрупольного типа.

4.2.2. Гравитационные аномалии дипольного типа.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Автоматизированная интерпретация потенциальных полей при изучении платформенных областей"

Актуальность темы

Последние десятилетия XX века ознаменованы заметным прогрессом в технологиях полевых геофизических работ. Это связано с широким внедрением в практику приборостроения новой элементной базы и микропроцессорных технологий, разработкой и внедрением новых принципов регистрации физических полей. В полной мере этот процесс коснулся и потенциальных геофизических методов. Появились прецизионные гравиметры с чувствительностью 0.01 мГал, чувствительность применяемых магнитометров превышает в серийных приборах 1 пТл (10"3 нТл). В аэрогеофизике повышению качества полевых данных способствовало также возрастание точности плановой и высотной привязки точек наблюдения, благодаря внедрению в практику современных спутниковых методов навигационного обеспечения, созданию значительно более совершенных средств проводки летательного аппарата, обработки и увязки маршрутов.

Что касается интерпретации потенциальных полей, то российскими и зарубежными учеными активно развивались теоретические основы геофизических, в т.ч. потенциальных методов. Однако реализовывались и доводились до уровня производственных технологий лишь единичные идеи.

В результате возник определенный разрыв между характеристиками исходных данных и методами их истолкования: качество и объем полевых материалов значительно возросли, но методы их интерпретации, в большинстве случаев, остаются прежними. Необходимость повышения эффективности интерпретации современных данных магниторазведки и гравиразведки определяет актуальность данной работы.

Цель и задачи работы

Целью работы является разработка эффективных автоматизированных и интерактивных методов интерпретации гравитационных и магнитных аномалий при изучении платформенных областей, ориентированных на большие объемы исходной информации и неравномерные трехмерные сети наблюдений.

В соответствии с поставленной целью автором решается ряд конкретных задач, основными из которых являются:

1. Разработка технологии картирования верхней части разреза кристаллического основания древних платформ.

2. Упрощение и унификация геологической интерпретации магнитных и гравитационных аномалий при изучении строения кристаллического основания платформенных областей.

3. Разработка способов изучения структур осадочного чехла, позволяющих максимально полно извлечь информацию, которая содержится в материалах современных высокоточных съемок.

4. Программная реализация системы автоматизированной интерпретации данных гравиразведки и магниторазведки.

Научная новизна

1. Разработана технология оценки глубины кровли фундамента с помощью расчета в скользящем окне двумерных спектров Фурье по гравитационным и магнитным данным с учетом неравномерности исходных сетей наблюдения и высот точек наблюдения над поверхностью геоида.

2. Реализован новый подход к содержательной истокообразной аппроксимации потенциальных полей, обеспечивающий переход от анализа полей AT или Дg к анализу распределения физических свойств при решении различных геологических задач.

3. Создана система автоматического объемного экспресс-моделирования кристаллического фундамента по данным гравиразведки и магниторазведки, которая, в том числе, позволяет эффективно исключить влияние кристаллического фундамента из аномального поля и содержательно интерпретировать остаточное поле.

4. Разработан способ изучения пликативных и дизъюнктивных структур осадочного чехла путем аппроксимации остаточного магнитного (гравитационного) поля совокупностью квадруполей (диполей).

Практическая значимость

Практическая значимость исследования заключается в программной реализации разработанных научных подходов анализа и интерпретации потенциальных геофизических полей в условиях минимума априорной информации. Соответствующие технологии реализованы в виде программ системы CHTMA-3D.

Защищаемые положения

1. Анализ спектра Фурье аномального магнитного поля в скользящих окнах, с учетом высот точек наблюдения над геоидом и нерегулярности сети, позволяет изучать морфологию главной магнитоактивной поверхности, которая является верхней огибающей совокупности особых точек и обычно представляет собой оценку рельефа поверхности кровли кристаллического фундамента.

2. Предложенная система экспресс-моделирования кристаллического фундамента позволяет эффективно осуществлять геологическое картирование, используя распределение эффективных петрофизических параметров (плотности и намагниченности), что исключает из рассмотрения особенности морфологии поля, связанные с нерегулярностью и разновысотностью сети наблюдения исходных полей, а также осложняющие экстремумы индукционного типа.

3. Мультипольный анализ остаточного поля, полученного в результате геологического редуцирования влияния кристаллического фундамента, помогает выявлять структуры осадочного чехла, выполненные субгоризонтальными магнитными пластами и инверсно-слоистыми толщами.

Реализация и апробация работы

Разработанная технология СИГМА-ЗБ внедрена в производственный

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Трусов, Алексей Андреевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы заключается в следующем:

1. Реализовано, опробовано и внедрено в практику интерпретации программно-алгоритмическое обеспечение количественной интерпретации потенциальных полей в виде пакета программ СИГМА-ЗБ, позволяющее повысить уровень извлечения геологической информации из данных магнитных и гравитационных съемок и изучать как строение кристаллического фундамента, так и осадочного чехла платформенных областей.Технология построения модели главной магнитоактивной поверхности является эффективным средством интерполяции данных глубокого бурения, сейсморазведки и позволяет уверенно картировать рельеф кровли кристаллического фундамента.

3. С помощью методики совместной компьютерной обработки гравимагнитных и геологических данных были впервые на современном уровне построены геологические карты погребенного кристаллического фундамента в пределах Московской синеклизы масштабов 1:200 000 -1:2 500 000. Полученные результаты могут служить основой для региональных геологических исследований и минерагенических прогнозов.

4. Благодаря новой технологии разделения полей, основанной на содержательной истообразной аппроксимации, появилась возможность оценки локальных структур и поднятий в осадочном чехле по данным современной магниторазведки и прецизионной гравиразведки - важных признаков и критериев нефтегазоносноти территории.