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

.

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.