本文關(guān)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(xué)軟件 Sino Probe　出處：《吉林大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著對(duì)石油、金屬礦產(chǎn)地不斷開采與大量浪費(fèi),我國的能源供應(yīng)問題已經(jīng)制約著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)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(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)(英文簡(jiǎn)稱:Sino Probe)意在揭示地球深部結(jié)構(gòu),向深層開辟能源與礦產(chǎn)資源的深部戰(zhàn)略基地。項(xiàng)目通過多種地學(xué)勘探方法和手段,聯(lián)合地質(zhì)和地球物理各領(lǐng)域?qū)＜?建立地質(zhì)-地球物理模型,完成對(duì)探測(cè)對(duì)象的推斷解釋分析,了解地殼深部構(gòu)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(zāi)害的預(yù)測(cè)提供可靠依據(jù)。為了提高深部探測(cè)的準(zhǔn)確性,需要對(duì)地球物理數(shù)據(jù)處理解釋方法進(jìn)行改進(jìn)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(duì)所有的重力總場(chǎng)二階梯度數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。由于多分量測(cè)量中每個(gè)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(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的重力勘探方法是針對(duì)單分量的重力數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋的,要想充分利用重力梯度數(shù)據(jù)帶來的優(yōu)勢(shì),就需要研發(fā)與數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的新方法和新技術(shù)。網(wǎng)格化插值處理是進(jìn)行重力以及重力張量數(shù)據(jù)反演與解釋的基礎(chǔ),插值方法的好壞會(huì)直接影響網(wǎng)格化后數(shù)據(jù)的可信度,進(jìn)而會(huì)影響數(shù)據(jù)解釋結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文利用波數(shù)域轉(zhuǎn)化技術(shù),提出了一種可根據(jù)不同重力張量信息特性加權(quán)的增強(qiáng)重力插值方法,改善普通重力插值方法的效果。邊界識(shí)別技術(shù)是位場(chǎng)數(shù)據(jù)解釋的重要任務(wù)之一,通過邊界識(shí)別技術(shù)可以讓我們對(duì)地層之間的邊界以及地下地質(zhì)體的分布特點(diǎn)得到清晰的認(rèn)識(shí)。均衡梯度技術(shù)是進(jìn)行邊界檢測(cè)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(duì)重力張量數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋,均衡梯度的最大值可以用來識(shí)別異常源的邊界,文中也建立了關(guān)于均衡梯度和場(chǎng)源信息的線性關(guān)系式,并對(duì)如何求解能得到更準(zhǔn)確的場(chǎng)源相關(guān)位置信息的方法進(jìn)行了討論。密度界面反演是重力勘探中的一個(gè)經(jīng)典問題,地下介質(zhì)的密度分界面往往與儲(chǔ)油構(gòu)造和區(qū)域構(gòu)造有著密切關(guān)系,計(jì)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(guān)系,利用位場(chǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù),將重力張量數(shù)據(jù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的Parker-Oldenburg密度界面反演算法中。并通過模型試驗(yàn),說明了利用重力張量數(shù)據(jù)進(jìn)行密度界面反演可有效地提高結(jié)果的分辨率。由于地球物理探測(cè)采集的數(shù)據(jù)量通常非常龐大,而且對(duì)其進(jìn)行處理解釋也涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算,必須使用軟件對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理、地質(zhì)解釋。本文針對(duì)Sino Probe面臨的地質(zhì)問題,對(duì)深部探測(cè)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(shù)以及大范圍測(cè)量所使用的移動(dòng)平臺(tái)探測(cè)技術(shù)進(jìn)行了介紹。針對(duì)深部探測(cè)信息多,專業(yè)跨度大等特點(diǎn),分析了深部探測(cè)計(jì)劃軟件開發(fā)中所面臨的問題。在深部探測(cè)的軟件研發(fā)上,Sino Probe采用了“紅藍(lán)軍”兩條路線,來構(gòu)建“處理-解釋-建�！币惑w化的地學(xué)軟件平臺(tái)�！八{(lán)軍”路線通過引進(jìn)國際高端軟件平臺(tái),將針對(duì)深部探測(cè)所需要的處理解釋技術(shù)以模塊插件的方式集成到高端軟件中,實(shí)現(xiàn)軟件跨代研發(fā),迅速縮短與國外軟件研發(fā)技術(shù)水平的差距。本文在分析“藍(lán)軍”路線所引進(jìn)的斯倫貝謝公司的Petrel與Geosoft公司的Oasis montaj兩款地學(xué)軟件平臺(tái)的二次開發(fā)軟件架構(gòu)基礎(chǔ)上,以層狀介質(zhì)反演解釋技術(shù)為例,詳細(xì)介紹了如何在這兩個(gè)地學(xué)軟件平臺(tái)上進(jìn)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(shí)產(chǎn)權(quán)的適用于大地深部探測(cè)的數(shù)據(jù)解釋與分析軟件平臺(tái)為目標(biāo),建立基于地震、非地震數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、地學(xué)數(shù)據(jù)可視化分析的移動(dòng)平臺(tái)數(shù)據(jù)處理與解釋軟件系統(tǒng),擺脫對(duì)國外高端軟件的依賴。本文也對(duì)“紅軍”路線所研發(fā)的相關(guān)軟件進(jìn)行了介紹。本文以“重力及梯度數(shù)據(jù)綜合解釋跨平臺(tái)操作軟件系統(tǒng)研究”為題,在地球物理勘探技術(shù)的算法相關(guān)研究上,利用重力梯度數(shù)據(jù)對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn),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(shù)的改進(jìn)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(gè)地學(xué)平臺(tái)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(tái)實(shí)現(xiàn)形成了一套完整的程序研發(fā)過程,具有較高的實(shí)用價(jià)值。
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【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP311.52

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