Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Технология автоматизированного картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушений

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Технология автоматизированного картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушений"

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ГЕОЛОГИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕДР

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РАЗВЕДКИ (ВНИИГеофгоика)

На правах рукописи

2 4 Ш 1397

ЛАТФУЛЛИН Монир Гумерович

ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КАРТИРОВАНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ С УЧЕТОМ ДИЗЪЮНКТИВНЫХ НАРУШЕНИЙ

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1997

Работа выполнена в Западно-Сибирском научно-исследовательском институте геофизических методов разведки (ЗапСибНИИГеофизика)

Научный руководитель : доктор физико-математических наук,

профессор Г.М. Голошубин

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Г.А. Шехтман

доктор геолого-минералогических наук Е.А. Копилевич

Ведущая организация: Западно-Сибирский геологический

научно-аналитический центр (г.Тюмень)

.защита состоится " Л _ 199 г.

в /у часов на заседании диссертационного совета Д 071.06.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте геофизических методов разведки (ВНИИГеофизика) по адресу: 101000, г.Москва, ул. Покровка, д. 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института ВНИИГеофизика

Автореферат разослан 199 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к. г.-м. н.

В.А. Ерхов

общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Карты - одна из основных форм представления и хранения информации в науках об исследовании недр. Используя их, можно изучать пространственные закономерности локального и регионального характера. Важным свойством карты является ее однозначность, заключающаяся в установлении соответствия между точкой, лежащей в области картирования, и значением картируемого параметра, что позволяет рассматривать последний как функцию от координат точки. В связи с этим представляется возможным использовать формальный математический аппарат для автоматизированного картировать геофизических параметров, абстрагируясь при этом от малосуществешшх деталей, аппроксимируя сложные неизвестные функциональные зависимости более простыми известными.

В настоящее время известно большое количество алгоритмов и программ, позволяющих выполнять автоматизированное картирование с использованием средств вычислительной техники. Однако ощущается дефицит в программно-алгоритмическом обеспечении, предназначенном для автоматизированного картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушений. Важной задачей является задача построения региональных карт, когда число пунктов наблюдений измеряется тысячами и даже десятками тысяч.

Быстрый рост производительности современных средств вычислительной техники и их широкое распространение в геофизике, способствовали развитию компьютерных технологий обработки геоданных. Однако существующее различие в типах компьютеров, для которых разрабатываются эти технологии, ограничивает их широкое р аспростр анение.

Таким образом, создание машинно-независимой технологии

картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивны: нарушений, представляется актуальной в практическом отпошсиш задачей.

Целью работы является разработка способов восстановлеши двумерных полей геофизических параметров, позволяющих осуществлять картирование с учетом дизъюнктивных нарушений, обеспечи вающих получешге региональных карт, а также создание машинно независимой технологии картирования геофизических параметров.

Основные задачи исследований.

1. Анализ современного состояния методов восстановлени) двумерных полей геопараметров.

2. Разработка алгоритмов восстановления детальных двумер ных полей геофизических параметров с учетом дизъюнктивных пару шений.

3. Разработка алгоритмов оперирования числовыми моделям! двумерных полей геофизических параметров.

4. Реализация разработанных алгоритмов в виде технологиче ски эффективных программных модулей, являющихся основой техно логин картирования геофизических параметров с учетом дизътоик тивных нарушений.

5. Опробование разработанной программной технологии н; модельном и реальном материале.

Научная новизна.

1. Предложен способ учета дизъюнктивных нарушений н; основе введения сегментов, лежащих внутри области картирования.

2. Разработаны новые алгоритмы быстрого восстановлени двумерного поля и восстановления поля с заданной точностью, позво ляющие учитывать дизъюнктивные нарушения при формироваган регулярной модели поля геопараметра. При этом выполнена оптнми

зация вычислительного процесса, что позволяет существенно ускорить получение результата и выполнять обработку больших объемов данных.

3. Разработан новый алгоритм уточнения регулярной модели поля по данным бурения.

4. Предложена машинно-независимая технология автоматизированного картирования полей геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушений.

Практическая ценность работы заключается в том, что применение предложенных алгоритмов н их программных реализаций позволяет расширить круг решаемых на этапе картопостроения задач, повысить достоверность и точность получаемых результатов, сократить календарные сроки обработки и интерпретации геоданных.

Защищаемые положения.

1. Разработанные алгоритмы картирования с учетом дизъюнктивных нарушений позволяют повысить уровень автоматизации обработки геоданных на этапе картопостроения, а также обеспечивают повышение точности и доступности результата.

2. Разработанное программное обеспечение расширяет круг решаемых задач, отличается технологическими преимуществами: экономичностью, компактностью, машинной независимостью, что позволяет рекомендовать его к использованию для автоматизированного картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушений.

Реализация работы в производстве. Разработанные алгоритмы были реализованы в виде проблемно-ориентированного пакета прикладных программ ИНТЕРКАРТ-ЕС в рамках интегрированной системы автоматизированной интерпретации данных сейсморазведки ИНТЕРСЕЙС, созданной в ЗапСибНИИГеофизике творческим кол-

лективом под руководством к.т.н. В.В.Ждановича. Производственно* внедрение проведено в ЗапСибГеоНАЦ (г.Тюмень), Томском геофизическом тресте (г.Колпашево), ПГО "Печорагеофизика"(г.Ухта) НВНИИГГ (г.Саратов), Тюменнефтегеофизике, Якутской геофизической экспедиции, Казахстанской опытно-методической экспедиции Новосибирской опытно-методической экспедиции.

В дальнейшем, в связи с техническим переоснащением отрасли персональными компьютерами и рабочими станциями, была проведена модификация разработанных алгоритмов и программных модулей ( целью обеспечения их функционирования на персональных компьютерах, типа IBM PC/AT в операционной системе MS-DOS, и на рабочих станциях SUN SPARC в операционной системе UNIX. Отдельные модули в составе системы ИНТЕРСЕЙС-РС были внедрены в Киевской опытно-методической экспедиции, ПО Ноябрьскнефтегаз, ПО Татнеф-тегеофизика (г.Бугульма), АО Хантымансийскгеофизгаса, ГПП Пур-нефтегазгеология (г.Тарко-Сале).

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на семинарах ЗапСнбНИИГеофизики, научно-технических конференциях ЗапСибНИГНИ(Тюмень, 1981, 1983), научно-практических конференциях "Развитие геофизических исследований на нефть и газ в Западной Сибири" (Тюмень, 1985) и "Проблемы локального прогноза и разведки залежей нефти и газа в Западной Сибири" (Тюмень, 1987), Всесоюзной школе-семинаре Института Геологии и Геофизики СО АН СССР (Новосибирск, 1987), Всесоюзном семинаре "Проблемы внедрения автоматизированной системы интерпретирования данных сейсморазведки MOB ОГТ "ИНТЕРСЕЙС" в организациях отрасли" (Тюмень, 1989), 33-м Международном геофизическом симпозиуме (г.Прага, Чехословакия, 1988).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения, содержит 137 страниц машинописного текста, 28 рисунков, 2 таблицы; список литературы включает 89 наименований.

В основу работы положены результаты, полученные автором в период с 1984 по 1996 годы за время работы в ЗапО!бНИИГеофтикБ и обучения в аспирантуре Тюменского государственного нефтегазового университета.

Диссертационная работа выполнена под руководством д.ф.-м.н., профессора Г.М. Голошубнна.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю Г.М. Голошубину за всестороннюю помощь, поддержку и ценные замечания, к.т.н. В.В. Ждановичу, под чьим руководством осуществлялась разработка и внедрение программных средств, за внимание, советы и интерес, привитый автору работы к проблемам автоматизированного картирования, сотрудтгкам ЗапСибНИИГеофизики -к.ф.-м.н. В.М. Вингалову за ряд ценных советов, П.Г. Ласкину за полезные рекомендации при разработке программного обеспечения и H.H. Сальниковой за большую помощь, оказанную при оформлении данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, раскрываются научная новизна, практическая ценность и защищаемые положения. Приведены сведения о внедрении разработок автора в научных и производственных организациях.

В первой главе приведен анализ существующих методов математического моделирования двумерных полей геопараметров. По-

скольку функциональным ядром любой программной технологии автоматизированного картирования является алгоритм пересчета с хаотической сети наблюдений на модельную регулярную, то при проведении анализа большое внимание уделено свойствам существующих ал горитмов пересчета. Решение задачи формирования регулярной сета сильно зависит от выбора модели, требований предъявляемых к алгоритму и свойств самого алгоритма.

Сформулирована общая задача восстановления двумерногс поля. Указывается, что характер картируемых полей, структура cert наблюдений, потребность в дальнейших вычислениях определяют тре бования к алгоритмам восстановления, сформулированные в работа? В.И.Аронова (1977,1990), А.М.Волкова (1980), В.В.Веселова Д.П.Гонтова, Л.М.Пустыльникова (1983), Дж.У.Харбуха Дж.Х.Давтона, Дж.К.Дэвиса (1981), А.М.Берлянта (1986).

Известно, что при восстановлении полей геопараметров воз можны два подхода: глобальный и локальный. Среди глобальных ме тодов наибольшее распространение получили методы приближешн алгебраическими полиномами. Однако их использование связано < рядом существенных трудностей, так как при сложном характере полз необходимо применять полиномы высоких степеней. Методы глобаль ной полиномиальной аппроксимации в задачах картирования нании применение для восстановления сравнительно простых записимосга или для выделения тренда - региональной составляющей поля. Суще ствеиным шагом вперед явился метод, предложенный В.И.Ароновыл (1973), основанный на применении потенциальных функций, которьн успешно применялся для восстановления детальных геолого геофизических полей.

Дальнейшее развитие методы восстановления нашли в локаль ном подходе. Локальные методы более универсальны и дают лучшие

оценки восстанавливаемых полей, нежели глобальные. Отмечается, что локальные методы могут быть поделены на методы дистанционного взвешивания и кусочно-полиномиальной аппроксимации. В методах первой группы весовая функция вводится как функция, обратная расстоянию от центра аппроксимации до текущей точки наблюдения. Результат восстановления существенно зависит от выбора весовой функции. Исследования, связанные с методами данного направления приведены в работах 1.К.Сгат, В.К.ВЬаШасЬагууа (1967), О.БЬерагс! (1968), А.И.Передерий (1979), И.И.Ломтадзе (1984).

В методах второй группы дискретная функция внутри локальной области приближается полиномом низкой степени. Первоначально такой подход был предложен М.ЬаРоЛе (1962). Дальнейшее развитие подход получил в работах П.А.Беспрозванного, А.А.Чернова (1973), где реализована возможность учета неравноточности замеров, а в качестве весов выступают оценки достоверности наблюдений.

Большинство методов восстановления не учитывают структуру сети исходных данных. Попытка учесть линейную упорядоченность точек, принадлежащих сейсмическому профилю, сделана в работах М.М.Ильвицкого, А.И.Передерия, Ю.А.Трахтмана (1983), Е.С.КаИсаш (1975). Однако использование линейной интепроляции при восстановлении существенно ограничивает применение данного подхода.

Особое место среди локальных методов занимают методы, основанные на триангулировании данных - В.И.Старостенко, Р.Г.Бас, Г.С.Бутаков, В.А.Дядюра (1972), В.М.Ильман (1985), 1.К.Сгаш (1970), Н.К.Ьее, В.Зсйа^ег (1980), С.Ме^оп (1980). Основной сложностью в таком подходе является гладкая склейка порций поверхности, заданных на треугольниках. Решение проблемы склейки предложено В.А.Волковым (1976) путем введения специальных условий на ребрах треугольников. Другое решение проблемы склейки предложено

М.Э.Агиштейном и А.А.Мигдалом (1987), заключающееся в построении в каждой вершине треугольника гладко сшиваемых "шапочек". Методы, основанные на триангулировании данных могут использоваться для восстановления полей, осложненных дизъюнктивными нарушениями, однако весьма остро стоит проблема генерации оптимальной треугольной сети.

Широкое распространение при восстановлении двумерных полей получили сплайны. Ф.А.Ципорин и Г.А.Григорьев (1978) использовали фундаментальные сплайны, построенные в каждом узле сети, индуцированной исходным точками. При таком подходе матрица системы линейных уравнений имеет большую размерность и при большом числе исходных точек задача становится трудноразрешимой.

Существенным шагом вперед в преодолении трудностей сплайн-аппроксимации явился подход, предложенный А.М.Волковым (1980) и развитый в дальнейшем А.Н. Сидоровым, В.И. Пятковым, C.B. Тороповым и др. В данном подходе базис строится не в исходных точках, а в узлах требуемой регулярной сети. Это существенно упрощает проблему склейки соседних полигонов, а существование базиса никак не связано с исходными точками. При практической реализации метода был применен полезный прием - последовательное приближение с постепенным сокращением ячейки регулярной сети на каждом шаге, при этом поверхность, полученная на предыдущем шаге, выступает в качестве априорной, что позволило существенно ослабить влияние краевого эффекта.

Общий подход к решению задачи восстановления геолого-геофизических полей с учетом дизъюнктивных нарушений рассмотрен В.И.Ароновым (1990). Предлагается два возможных варианта построений:

1) модель нарушений задана ( известно не только положение

нарушений в плане, но и их параметры - амплитуда, угол наклона поверхности сбрасывателя и т.п.);

2) модель нарушений не задана или задана не полностью.

В первом варианте предлагается построение карт по отдельным блокам (если количество точек наблюдений позволяет это), либо выполнить предварительное восстановление строения поля до существования дизъюнктивных нарушений. Сложность такого подхода связана с необходимостью разбиения области картирования на замкнутые блоки, что не всегда можно сделать однозначно.

Второй вариант заключается в построении модели нарушений путем анализа данных гравиметрии, магнитометрии, сейсморазведки, информации о разрезе в скважинах и т.п. Формализация решения этой задачи в полном объеме представляется затруднительной и в такой постановке задача автоматизированного восстановления геолого-геофизических полей пока не решена.

В начале 80-х годов стала очевидной необходимость создания интегрированных систем, обеспечивающих автоматизацию процесса обработки и интерпретации геоданных на единой технологической основе. В связи с новым подходом к автоматизированным технологиям стало возможным выделение двух видов программного обеспечения: специализированное (соответствующее некоторой предметной области) и базовое или общее (не зависящее от конкретной предметной области). Учитывая общий характер задач, решаемых с помощью аппарата аппроксимации двумерных полей, можно отнести его к базовому программному обеспечению.

Возникшая потребность в разработке интегрированных систем привела к формулированию новых требований к базовому программному обеспечению. Основными требованиями являются: машинная независимость, легкая адаптируемость к окружению конкретной инте-

грированной системы, компактность, ориентация на универсальные многопользовательские операционные системы, модульность.

Проведенный анализ подходов к автоматизированному карто-построешпо позволяет сделать вывод о необходимости разработки соответствующего программно-алгоритмического обеспечения, носящего базовый характер и отвечающего современным требованиям. При этом программный продукт должен обеспечивать решение следующих задач: картирование региональной составляющей, разделение поля на локальную и региональную составляющие, картирование малоамплитудных малоразмерных аномалий поля, учет дизъюнктивных нарушений, выполнять восстановление поля с заданной точностью, корректировку поля по данным бурения и оперирование регулярными моделями полей.

Во второй главе рассматриваются алгоритмы, представляющие функцональное ядро технолопш автоматизированного картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушений.

Для выделения региональной компоненты поля применяется алгоритм, основанный на использовании алгебраических полиномов первого, второго и третьего порядков. Региональная составляющая восстанавливается глобальным полиномом заданной степени, коэффициенты которого определяются путем минимизации функционала

¡=1

где N - число исходных пунктов наблюдений, Р(х1,у0 - значение картируемого параметра в ьой точке, Рт - полипом заданной степени п: (т=1,2,3). Для оптимизации вычислений и обеспечения устойчивости решения выполняется преобразование координат заключающееся I переносе начала координат в центр области картирования и прореживание исходных данных.

Для обработки дизъюнктивных нарушений разработаны вспомогательные алгоритмы, предназначенные для оптимизированного учета линий нарушений. Под линией нарушений понимается совокупность примыкающих друг к другу сегментов разломов, вдоль которых происходит скачкоообразное изменение картируемого параметра. Допустимо замыкание линий нарушений в полигоны. Для быстрого отбора и анализа сегментов, составляющих линию разлома, осуществляется их предварительная подготовка, заключающаяся в следующем:

1) выполняется отсечение сегментов по границам области картирования;

2) все отобранные сегменты сортируются в порядке возрастания абсциссы левого конца сегмента;

3) для каждого сегмента определяются коэффициенты общего уравнения прямой, которой принадлежит данный сегмент.

После выполнения предложенных преобразований каждый сегмент линии разлома описывается семью числами: (Х1,у1) - координаты левого конца сегмента, (хг.уг) - координаты правого конца сегмента, а, Ь, с - коэффициенты соответствующего уравнения прямой. Такое представление сегментов линии разлома позволяет быстро осуществлять учет их влияния при восстановлении поля с учетом дизъюнктивных нарушений. Задача учета влияния линии разлома в данном случае сводится к анализу взаимного расположения двух отрезков, при этом в качестве одного отрезка выступает сегмент линии разлома, а в качестве другого - отрезок, соединяющий исходную точку с центром аппроксимации. Если такие отрезки пресекаются, то точки разделены разломом, при этом предполагается, что они не влияют друг на друга.

Для быстрого восстановления поля разработан алгоритм локально-весовой аппроксимации с учетом дизъюнктивных нарушений.

В качестве весовой функции используется функция вида

Wi(x,y) = .

i ^(х-Х;)2+(у-у;)2

R

О, в противном случае

>ПРИ |x-xj| <R, |y-yi|<R, (Xi,yi)^(x,y)

где И - параметр, задающий область влияния исходных точек, символ означает, что точки (хл.уО и (х,у) не разделены линией дизъюнктивного нарушения. Сглаживающее приближение определяется пс формуле

f =

E^i

izb_

К

Ewi i=k,

ki, кг - диапазон номеров точек, удовлетворяющих условию локальной близости, fl - значение параметра в i-ой точке наблюдения. В программной реализации данного алгоритма производится автоматический выбор параметров вычислительной схемы.

Для восстановления полей с высокой степенью детализации используется эвристический метод построения приближения с заданной на входе погрешностью приближения, предложенный В.А. Цецохо A.C. Белоносовым, A.B. Белоносовой (1974). Метод был модифициро ван для учета дизъюнктивных нарушений. В основу рассматриваемого подхода положен принцип последовательной минимизации невязки i каждой исходной точке. Обладая хорошими адаптивными свойствами метод может применяться для восстановления полей, характеризующихся резкой изменчивостью при сильной неоднородности исходной

сети. Поскольку для получения решения применен итеративный подход, то результат, полученный на первой итеравдш, может использоваться для оценки двумерного тренда. Результаты последующих итераций могут рассматриваться как промежуточные уточнения и детализация двумерного тренда с выходом на детальную поверхность.

Актуальной задачей при получении окончательных карт является уточнение регулярной модели поля по данным бурения. Эта задача возникает при приведении структурных карт, полученных по данным сейсморазведки, в соответствие с данными по скважинам. Для корректировки поверхности, определенной в узлах регулярной сети, разработан алгоритм, позволяющий локально деформировать поверхность в соответствии с данными бурения без пересчета всей поверхности заново. Смысл алгоритма заключается в следующем: из априорной поверхности, полученной по данным сейсморазведки, удаляются узлы, не удовлетворяющие критерию плавного изменения ее в окрестности уточняющих скважин; к оставшимся после удаления узлам добавляются значения в скважинах. По этой квазирегулярной сети строится поверхность, которая должна в точках скважин проходить через заданные отметки глубин, а при удалении от них плавно переходить к виду априорной поверхности.

Важной задачей является задача определения значении восстановленного поля параметра в произвольной точке. Подобная задача возникает, например, при определении значений поля в контрольных точках для оценки качества карты, формировании модельных профилей, трассировании изолинии. Для решения таких задач с учетом дизъюнктивных нарушений разработан композитный шггерпо-лятор, состоящий из двух частей. Первая часть предназначена для выполнения интерполяции в подобластях области картирования, где линии разлома не оказывают влияния. В этом случае для получения зна-

чения поля в точке применяется локальный интерполятор B.C. Рябень кого (1956), предназначенный для интерполяции непрерывных фуга ций. Вторая часть алгоритма используется для определения интерпо ляционного значения вблизи линии дизъюнктивного нарушения, гд интерполятор B.C. Рябенького не работает. Значение поля при это! определяется с помощью локально-весовой интерполяции с ueconoi функцией, значение которой обратно пропорционально квадрату рас стоящи от точки интерполирования до текущего узла регулярной сети Одним из преимуществ автоматизированного картировани является возможность длительного хранешм результатов восстановле ния поля и выполнения с ними математических операций. Предлагает ся алгоритм оперирования регулярными моделями полей. Предусмот рено два типа выполняемых операций: операции с одной поверл ностью; операции с несколькими поверхностями. К операциям nqmor типа относятся: четыре арифметических действия с константой и пс верхностыо, тригонометрические функции, обратные тригономстричс ские функции, логарифмические функции, общие математически функции ( модуль, квадратшлй корень, среднее и т.п.), специальны функции (смена шага регулярной сети, формирование поверхности подобласти к исходной области картирования, определение объем тела ограниченного поверхностью, лежащей выше заданного уровня : т.п.). При этом в качестве аргумента функции используется заданна поверхность-операнд. Для операций второго типа предусмотрены ч< тыре арифметических действия, причем к каждой поверхности операнду может применяться любая из указанных выше функций специальные операции. Под специальными операциями понимаютс операция дифференцирования поля по направлению и операция пол} чения поля градиента, где в качестве операндов выступают произво; ные поля по двум взаимно ортогональным направлениям

——1— н — . Кроме того, реализован ряд логических операции, дх ду

позволяющих задавать условия, по которым можно гибко формировать результирующую поверхность из нескольких поверхностей-операндов.

Все разработанные алгоритмы реализованы в виде исполняемых программных модулей. Для обеспечения машинной независимости используются в качестве входных и выходных наборов данных оперативные файлы в текстовом виде (ASCII-формат), имеющие простую структуру. Отказ от использования базы данных в этом случае не является недостатком, т.к. современные системы управления базами данных позволяют достаточно легко сформировать запрос на создание файла требуемой структуры с необходимой информацией из базы. Разработанное программное обеспечение состоит из пяти машинно-независимых программных модулей, предназначенных для функционирования на различных компьютерных платформах под различными операционными системами. Существуют версии, работающие под ОС MS-DOS на компьютерах класса IBM PC/AT и выше, а также под ОС UNIX на компьютерах класса БЕСТА-88 и SUN SPARC. Разработка программного обеспечения выполнялась в стандарте современного языка программирования Си с использованием средств динамического распределения памяти. Отказ от использования статической модели памяти позволил создать компактные экономичные модули, не имеющие ограничений на объем обрабатываемой информации. Возможные ограничения связаны лишь с физическими ограничениями модели компьютера, на котором эксплуатируется программное обеспечение. Общая схема взаимодействия модулей технологии автоматизированного картирования геофизических параметров с учетом дизыон-

ктивных нарушений приведена на рис. 1.

В третьей главе приводятся примеры применения разработаг ных программных средств при решении практических задач.

На материалах Межозерной площади (Западная Сибирь) покг зано как с помощью программных модулей восстановления детальног поля, построения региональной компоненты поля и оперирования пс лями можно решить задачу выделения локальных аномалий. Для эти целей строится остаточное поле, получаемое путем вычитания из Д( тального поля его региональной составляющей. На модельном мат( риале показано решение задачи корректировки поверхности по да! ным бурения. В качестве модельного поля использована двумерна функция Franke R. (1977), значения которой были пересчитаны в точк профилен.

Приводится описание модели, осложненной дизъюнктивным нарушениями и результаты восстановления поля, соответствующег этой модели. Дан сравнительный анализ результатов, полученных с и< пользованием быстрого алгоритма и алгоритма восстановления с з! данной точностью. Для сравнения представлен результат восстанови ння поля без учета дизъюнктивных нарушений. Приведен вариаи структурной карты по горизонту А Севсро-Бованенковской площад осложненной дизъюнктивными нарушениями.

Разработанное программно-алгоритмическое обеспечение п< зволяет решать ряд допошштельных задач. В этих задачах не прису: ствуют в явном виде дизъюнктивные нарушения, но используетс "барьерный эффект", заключающийся в ограничении области влияш исходных точек путем введения фиктивных линий разломов. Тако прием может применяться для выделения зон интереса исследовани или подавления отрицательных эффектов присутствующих на карт Обычно на карте дается непрерывное изображение поля параметра по

база •

данных;

нерегулярный xyz-файл

г

Полиноми-N альный тренд (Trend_3)

Быстрый грнддинг (Grid_fast)

Высокоточ-пын гриддинг (Gridjflt)

Корректировка поля по скважинам < (Grid well) J

НЕРЕГУЛЯРНЫЙ XYZ-ФАЙЛ (скважшш)

регулярный xyz-файл

I

Сеточные операции

(+, -,/,*) (Grid_op)

регулярный xyz-файл

база данных

Устройство вывода

Рис.1. Схема взаимодействия модулей технологии автоматизированного картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивных

нарушений.

всей области картирования. Однако, непрерывное изображение може скрывать различия в изученности, обеспечении фактическими данны ми. Для того, чтобы избежать распространения информации по scei области картирования предлагается ввести барьеры, препятствующи распространению влияния исходных точек. Приведен пример исполь зования данного методического приема при картировании продук тивных мощностей по Пырейной площади (Западная Сибирь).

В связи с потребностями в проведении переобработки стары материалов стала актуальной задача построения регулярной модел: поля по картам в изолиниях, имеющихся на бумажных носителя (регридщшг). Технология решения этой задачи выглядит следующи! образом: первоначально выполняется оцифровка карты с помощы дигитайзера, затем полученный набор данных подастся в модуль вое становления для получения регулярной модели поля. В работе привс дятся результаты решения задачи регриддинга для карты аномальног магнитного поля ДТа по Ай-Хетгинскому участку (Западная Сибирь Для полного совпадения восстанавливаемого поля с исходной карто были введены барьеры (фиктивные разломы), препятствующие ш оправданному распространению изолинии. Дан сравнительный анали результатов, полученных с помощью разработанных алгоритмов, результатами, полученными с использованием широко распространи ного пакета программ SURFER (Golden Software, США).

Еще более сложной является задача регриддинга с учето; дизъюнктивных нарушений. Приводится результат восстановленн регулярной модели поля с учетом дизъюнктивных нарушений по о ни с] рованной карте в изолиниях. В качестве исходной информации и< пользовалась тестовая модель, предоставленная разработчиками « стемы комплексной интерпретации геофизических данных ПАНГЕ. (АО ПАНГЕЯ, г.Москва). В результате восстановления получена регу

лярная модель поля, изолинии которого полностью согласуются с изолиниями исходной карты.

Представлен результат построения региональной структурной карты с использованием алгоритма восстановления с заданной точностью по опорному отражающему горизонту Б (кровля Баженовскон свиты) (ЗапСнбГеоНАЦ, г.Тюмень). Для картирования привлекались профильные и скважинные данные. Общее число точек, лежащих на профилях, при этом составило 88000, количество скважин - 418, количество узлов модельной регулярной сети составило 450 х 250.

заключение

Основные результаты выполненных исследоватгй заключаются в следующем.

1. Анализ методов автоматизированного картирования показал перспективность разработки способов и алгоритмов, предназначенных для картирования геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушений.

2. Разработан алгоритм формирования массивов дизъюнктивных нарушений, позволяющий достаточно просто учитывать их влияние в процессе автоматизированного картопостроения.

3. Предложены два способа восстановления двумерных полей с учетом дизъюнктивных нарушений. Первый способ, отличающийся высокой скоростью, удобен для получения экспресс-карт. Второй способ, позволяющий получить приближение с заданной точностью, может найти применение при картировании полей геофизических параметров, характеризующихся высокой степенью изменчивости.

4. Разработан алгоритм корректировки регулярной модели поля по данным бурения, позволяющий локально изменять модель поля в

окрестности скважин без пересчета всей модели.

5. Предложены алгоритмы интерполяции функции, определи ной в узлах регулярной сети, осложненной разрывами и оперировани регулярными моделями, позволяющие получать новые регулярные мс дели полей.

6. Показано, что учет дизъюнктивных нарушений позволяс существенно повысить достоверность и надежность получаемых карт.

7. Разработана технология автоматизированного картировг ння геофизических параметров с учетом дизъюнктивных нарушеши не имеющая каких-либо программных ограничений на объем обрабг тываемых данных, что позволяет использовать ее как для картиров; ния локальных участков, так и для получения региональных карт. Ра: работанная программная технология отличается машинной незавиа мостью и может использоваться на различных компьютерных пла формах.

8. Предложенная программная технология обеспечивает реш ние ряда сложных задач, возникающих на этапе восстановления дв; мерных полей геофизических параметров и последующем их картир< вании, что позволяет повысить качество результатов, получаемых пр обработке и интерпретации геофизических данных.

Основные положения диссертационной работы изложены следующих опубликованных работах:

I. Вариант локальной аппроксимации полиномом второго № рядка // Тезисы докладов V научно-технической конференции молодь ученых и специалистов. Тюмень, ЗапСибНИГНИ, 1981, С.78-79. 2. Регуляризованная локальная аппроксимация функции одной пер менной полиномом второго порядка // Проблемы нефти и газа Тюм ни. Тюмень, 1984. №62. С.61-64 (совместно с В.А. Кочневым).

3. Пакет программ площадкой интерпретации кинематических параметров отраженных воли для ЕС ЭВМ //Алгоритмы и программы: Инф. бюллетень. М.,1985. №2, 51с. (совместно с В.В. Ждановичем, Б.В. Монастыревым и др.).

4. Площадная интерпретация динамических параметров отраженных волн для ЕС ЭВМ II Алгоритмы и программы: Инф. бюллетень. М., 1985. №12, 46с. (совместно с В.В. Ждановичем, А.П. Ковалевым и др.).

5. Автоматизированное картопостроаше на ЭВМ - новые возможности в системе площадной интерпретации данных сейсморазведки ИНТЕРСЕЙС // Тезисы докладов областной научно-практической конференции "Развитие геофизических исследований на нефть и газ в Западной Сибири", Тюмень, 1985, С.137-138. (совместно с С.Н. Щеки-пым).

6. Реализация методики комбинированного картопостроення в системе ИНТЕРСЕЙС // Тезисы докладов областной научно-практической конференции "Проблемы локального прогноза и разведки залежей нефти и газа Западной Сибири", Тюмень, 1987, С.185. (совместно с Б.В. Монастыревым, Козаком В.Б., Щекиным С.Н.).

7. Интегрированная система комплексной шггерпретацни данных сейсморазведки и ГИС на ЭВМ // Труды 33 Международного геофизического симпозиума. Прага, 1988, С.139-147. (совместно с В.В. Ждановичем, Г.М. Голошубиным и др.).

8. Средства автоматизированного построения карт в системе ИНТЕРСЕЙС // Сб. трудов ЗапСибНИИГеофизика. Интегрированная система автоматизированной комплексной интерпретации данных сейсморазведки и геофизических исследований скважин. Тюмень, 1989,

С. 18-23.