發(fā)布時間：2018-02-27 15:32

  本文關鍵詞： 重力梯度張量 重力插值 均衡梯度 密度界面 插件開發(fā) 地學軟件 Sino Probe　出處：《吉林大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著對石油、金屬礦產(chǎn)地不斷開采與大量浪費,我國的能源供應問題已經(jīng)制約著社會與經(jīng)濟的發(fā)展。開辟能源、尋找礦產(chǎn)資源已成為國家資源戰(zhàn)略的主要方向。由國家開展的深部探測技術與實驗專項(英文簡稱:Sino Probe)意在揭示地球深部結構,向深層開辟能源與礦產(chǎn)資源的深部戰(zhàn)略基地。項目通過多種地學勘探方法和手段,聯(lián)合地質(zhì)和地球物理各領域?qū)＜?建立地質(zhì)-地球物理模型,完成對探測對象的推斷解釋分析,了解地殼深部構造和物質(zhì)成分及分布規(guī)律,為油氣能源和礦產(chǎn)資源開采以及地質(zhì)災害的預測提供可靠依據(jù)。為了提高深部探測的準確性,需要對地球物理數(shù)據(jù)處理解釋方法進行改進與研發(fā)。通過重力梯度全張量(Full Tensor Gravity Gradiometry,FTG)儀器,我們可以對所有的重力總場二階梯度數(shù)據(jù)進行測量。由于多分量測量中每個梯度分量包含的信息不盡相同,綜合考慮不同分量的信息可以有效的提高處理解釋準確性。傳統(tǒng)的重力勘探方法是針對單分量的重力數(shù)據(jù)進行解釋的,要想充分利用重力梯度數(shù)據(jù)帶來的優(yōu)勢,就需要研發(fā)與數(shù)據(jù)相對應的新方法和新技術。網(wǎng)格化插值處理是進行重力以及重力張量數(shù)據(jù)反演與解釋的基礎,插值方法的好壞會直接影響網(wǎng)格化后數(shù)據(jù)的可信度,進而會影響數(shù)據(jù)解釋結果的準確性。本文利用波數(shù)域轉(zhuǎn)化技術,提出了一種可根據(jù)不同重力張量信息特性加權的增強重力插值方法,改善普通重力插值方法的效果。邊界識別技術是位場數(shù)據(jù)解釋的重要任務之一,通過邊界識別技術可以讓我們對地層之間的邊界以及地下地質(zhì)體的分布特點得到清晰的認識。均衡梯度技術是進行邊界檢測的常用方法,由于它利用了各梯度數(shù)據(jù)的特性,可以更好的刻畫異常體。本文提出一種基于不同梯度分量比值的均衡梯度方法來對重力張量數(shù)據(jù)進行解釋,均衡梯度的最大值可以用來識別異常源的邊界,文中也建立了關于均衡梯度和場源信息的線性關系式,并對如何求解能得到更準確的場源相關位置信息的方法進行了討論。密度界面反演是重力勘探中的一個經(jīng)典問題,地下介質(zhì)的密度分界面往往與儲油構造和區(qū)域構造有著密切關系,計算密度分界面的起伏在石油勘探中具有重要意義。本文根據(jù)重力數(shù)據(jù)與重力張量數(shù)據(jù)的關系,利用位場轉(zhuǎn)換技術,將重力張量數(shù)據(jù)應用于傳統(tǒng)的Parker-Oldenburg密度界面反演算法中。并通過模型試驗,說明了利用重力張量數(shù)據(jù)進行密度界面反演可有效地提高結果的分辨率。由于地球物理探測采集的數(shù)據(jù)量通常非常龐大,而且對其進行處理解釋也涉及到復雜的數(shù)學運算,必須使用軟件對其進行質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理、地質(zhì)解釋。本文針對Sino Probe面臨的地質(zhì)問題,對深部探測過程中所采用的地震勘探、大地電磁勘探,重磁勘探等地球物理勘探技術以及大范圍測量所使用的移動平臺探測技術進行了介紹。針對深部探測信息多,專業(yè)跨度大等特點,分析了深部探測計劃軟件開發(fā)中所面臨的問題。在深部探測的軟件研發(fā)上,Sino Probe采用了“紅藍軍”兩條路線,來構建“處理-解釋-建�！币惑w化的地學軟件平臺�！八{軍”路線通過引進國際高端軟件平臺,將針對深部探測所需要的處理解釋技術以模塊插件的方式集成到高端軟件中,實現(xiàn)軟件跨代研發(fā),迅速縮短與國外軟件研發(fā)技術水平的差距。本文在分析“藍軍”路線所引進的斯倫貝謝公司的Petrel與Geosoft公司的Oasis montaj兩款地學軟件平臺的二次開發(fā)軟件架構基礎上,以層狀介質(zhì)反演解釋技術為例,詳細介紹了如何在這兩個地學軟件平臺上進行重力以及梯度數(shù)據(jù)交互操作,為同類地球物理算法的快速移植提供了解決方案�！凹t軍”路線以研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的適用于大地深部探測的數(shù)據(jù)解釋與分析軟件平臺為目標,建立基于地震、非地震數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、地學數(shù)據(jù)可視化分析的移動平臺數(shù)據(jù)處理與解釋軟件系統(tǒng),擺脫對國外高端軟件的依賴。本文也對“紅軍”路線所研發(fā)的相關軟件進行了介紹。本文以“重力及梯度數(shù)據(jù)綜合解釋跨平臺操作軟件系統(tǒng)研究”為題,在地球物理勘探技術的算法相關研究上,利用重力梯度數(shù)據(jù)對傳統(tǒng)方法進行改進,提高了重力勘探解釋的精確度。在地球物理處理算法的軟件研發(fā)上,將綜合重磁以及梯度數(shù)據(jù)解釋技術的改進Parker-Oldenburg算法,集成到斯倫貝謝公司的Petrel軟件與Geosoft公司的Oasis montaj軟件兩個地學平臺中。本文從重力梯度數(shù)據(jù)算法研究到重力及梯度數(shù)據(jù)綜合解釋跨平臺實現(xiàn)形成了一套完整的程序研發(fā)過程,具有較高的實用價值。
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【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.52

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本文編號：1543255