Содержание к диссертации
Введение
1 Развитие интерпретационного геофизического обеспечения 6
1.1 Развитие теории интерпретации геофизических данных 6
1.2 Развитие информационно-статистической теории 10
1.3 Эволюция задач, стоящих перед геофизическими методами 12
1.4 Комплексная(интегрированная) интерпретация геофизических данных 21
1.5 Эволюционно-дипамические подходы интегрированного анализа геофизических данных 23
2 Геодинамика и нефтегазоносность 29
2.1 Задачи и методы геодинамического анализа 29
2.2 Применение геодинамического анализа на различных этапах ГРР 34
2.3 Нефтегазогеологическое районирование па основе геодинамики 38
3 Геодинамические модели развития регионов 48
3.1 Модели геодинамического развития ТПП 48
3.2 Геодинамическая история развития ТПП 50
3.3 Характеристика и эволюция разломных структур ТПП 58
3.4 Структура формирования гряды Чернышева 64
3.5 Геодинамические модели Балтийского щита 71
3.6 Использование идей фрактальности в геологии при формировании модельных представлений и систематизации материала 79
4 Программно-методическое обеспечение инверсии с использованием эволюционно-динамических принципов 83
4.1 Характеристика программного обеспечения эволюционно-динамического подхода и выбор параметров управляющих моделированием 83
4.2 Автоматизированная система GSIS 88
4.3 Система VIP 89
4.4 Программный комплекс SIGGRA 90
4.5 Формирование типовых динамических моделей 92
5 Примеры использования технологий, основанных на эволюционно-динамических принципах для изучения нефтяных и газовых месторождений 95
5.1 Геофизическое нефтегазовое месторождение 95
5.2 Хамботейско-Бухаринский участок 107
5.3 Юньяхинская площадь 118
Заключение 124
Список литературы
- Развитие информационно-статистической теории
- Применение геодинамического анализа на различных этапах ГРР
- Геодинамическая история развития ТПП
- Автоматизированная система GSIS
Введение к работе
Актуальность работы
Повышение эффективности геофизических работ, прежде всего работ на нефть и газ, составляет главную компоненту, обеспечивающую перспективы развития ресурсной базы. Это ключевое направление развития научного обеспечения рационального природопользования, и ему уделяется большое внимание в работах отечественных и зарубежных исследователей. Оно имеет целью решение трех основных задач:
1. контроль и повышение достоверности геологических построений с целью снижения объемов бурения скважин (за счет рационального размещения точек бурения);
2. снижение стоимости работ (за счет более полного извлечения информации из геофизических данных и использования новых математических методов и информационных технологий анализа данных);
3. повышение экологической безопасности и снижение техногенных нагрузок на окружающую среду (за счет более широкого привлечения легких модификаций геофизических методов).
Их решение лежит в сфере создания и развития новых информационных технологий для методов разведки месторождений полезных ископаемых.
Центральной проблемой на пути повышения эффективности геофизических работ во всех перечисленных компонентах служит контроль достоверности (снижение рисков) и повышение достоверности нахождения распределенных параметров внутреннего строения геологических объектов по комплексу геофизических данных. Это соответствует постановке и решению обратных задач геофизики (для монометодов) и обратных задач для системы геофизических полей для сложных моделей сред, заведомо находящихся «за горизонтом эквивалентности». Создание научных основ решения этой задачи и развитие соответствующих математических моделей — актуальное и перспективное направление. Следует отчетливо понимать, что в условиях использования сложных моделей сред, характеризующихся высокоразмериой параметризацией, лежащей в области эквивалентности, попытки «выжать» невозможное из данных одного геофизического метода приводят чаще всего к некорректным с точки зрения геологии результатам. Отсюда следует необходимость развития информационных технологий анализа комплекса геолого-геофизических данных, максимально близко моделирующих технику включения разнородной геологической информации в процесс интерпретации геофизических данных. И здесь на первое место выходят принципы такого включения в процедуры решения обратных задач. Это задачи учета одних данных при решении обратных задач для других. Это задачи нахождения совместного решения обратных задач для разных данных со всеми вытекающими отсюда проблемами согласованности размерностей разных данных. Это, наконец, принципы включения представлений о генезисе и эволюции изучаемого объекта в процесс решения обратных задач для параметров, характеризующих его по имеющимся геофизическим данным.
Цель работы
Состоит в повышении достоверности построения геолого-геофизических моделей сложно-построенных сред на основе развития теории, методов и технологий эволюцион-но-динамического интегрированного анализа гравиметрических данных.
Основные задачи исследований
1. анализ методов инверсии, направленных на реконструкцию сложно- построенных моделей сред;
2. создание компьютерных технологий, обеспечивающих возможность решения обратной задачи гравиметрии для сложно-построенных сред;
3. анализ и классификация типовых тектоно-физических элементов Тимано-Печорской провинции (ТПП) в форме и содержании, обеспечивающих их включение в автоматизированную интерпретационную систему;
4. выполнение вычислительных экспериментов для типовых (эталонных) геолого-геофизических моделей;
5. анализ работоспособности развитой методики при решении типовых геолого-геофизических задач.
Научная новизна проведенных исследований:
1. выполнено обобщение методов решения обратных задач, основанных на эволю-ционно-динамических подходах;
2. сформулированы и обоснованы принципы гравитационной балансировки сложно-построенных геологических сред;
3. обоснованы возможности, разработаны и реализованы принципы включения тектоно-физических характеристик развития регионов в модели интегрированного анализа гравиметрических данных.
Основные защищаемые положения состоят в утверждениях, что: 1. итерационные процессы решения обратных задач в рамках критериального подхода с динамически меняющимися параметрами критерия оптимальности обеспечивают возможность решения задач гравитационной балансировки модели на принципах эволюционно-динамического продолжения;
2. критерий оптимальности постановки обратных задач позволяет включать информацию о типовых тектоно-физических характеристиках региона в процесс реконструкции плотностных моделей геологических сред;
3. включение принципов эволюционно-динамического моделирования в процесс инверсии повышает достоверность построенных моделей.
Практическая ценность
В результате выполнения работы развита технология и выработаны методические рекомендации, позволяющие осуществлять интегрированную интерпретацию сейс-могравиметрических данных, обеспечивая эффективное включение эволюционно-динамических данных в процесс сейсмогравитационного моделирования и решения обратных задач. Технологические решения позволили оценить согласованность сейсмогра-витациониых моделей для регионов Тимано-Печорской провинции и шельфа Карского моря, обеспечить их балансировку и на этой основе уточнить модели строения.
Реализация результатов работы
Разработанные и развитые автором методики и технологии интегрированного анализа сейсмо-гравиметрических данных на основе эволюционно-динамических принципов применялись для изучения перспективных площадей Тимано-Печорской провинции, шельфа Карского моря и других территорий.
Привлечение информации эволюционно-динамического характера к интерпретации геофизических данных позволило получить более достоверные геолого-геофизические модели изучаемых объектов.
Разработанные компьютерные технологии интегрированной интерпретации на основе эволюционно-динамических принципов позволили уточнить геологическое строение исследуемых регионов и осуществить прогноз их нефтегазоносное™.
Результаты исследований нашли своё отражение и представлены в научно-исследовательских отчётах по госбюджетной и хоздоговорной тематике УГТУ и КРО РАЕН, выполнены в т. ч. по заявкам ОАО «Газпром», ОАО «Газфлот» и других газо- и нефтедобывающих предприятий. Результаты, полученные при выполнении работы, использованы в учебном процессе при подготовке специалистов и магистров но полевой нефтегазовой геофизике и геологии нефти и газа.
Апробация работы
Основные положения диссертации докладывались па Международном семинаре им. Д. Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» (Москва, 2007 г., Ухта 2008 г.), Международной научно-практической конференции-выставке «Санкт-Петербург-2008» (Санкт-Петербург, 2008 г.), Межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (Воркута, 2006 г.), Международной научно-практической конференции «Геомодель-2006» (Геленджик, 2006 г.), Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех» (Ухта, 2006 г), научно-технической конференции УГТУ (Ухта, 2006 г., 2007 г.), научной конференции «Перспективы нефтсгазоносности малоизученных территорий севера и северо-востока европейской части России» (Сыктывкар, 2007 г.), Региональной научно-практической конференции «Проблемы управления в XXI веке» (Ухта, 2007 г), научных семинарах Ухтинского государственного технического университета и КРО РАЕН. По теме диссертации опубликовано 14 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 185 наименований, содержит 141 страницу текста, включая 57 рисунков.
Благодарности:
Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю, доктору физико-математических наук, профессору, академику Российской академии естественных наук А. И. Кобрунову за постановку задачи, оказание огромной помощи и постоянный контроль на всех этапах научно-исследовательской работы, а также кандидату технических наук, доценту С. В. Шиловой за внимание и помощь в практической реализации научных исследований.
Автор признателен ректору УГТУ, профессору, доктору технических наук Н. Д. Цхадая и зав. кафедрой геологии нефти и газа, доценту А. Н. Смирнову за создание оптимальных условий, понимание и постоянное внимание к работе.
Автор благодарен к. т. н. И. И. Волковой, к. г.-м. н. Н. П. Демченко, к. г.-м. н. В. А. Зыкову, доценту М. Б. Шмарёвой за заложение основ научно-исследовательской работы, атак же д. г.-м. н. А. И. Дьяконову, д. г.-м. н. Л. В. Пармузипой, к. г.-м. н. Л. П. Шилову и к. г.-м. н. А. М. Плякину за консультации и советы.
Развитие информационно-статистической теории
В различных источниках приведено множество классификаций развития информационного геофизического обеспечения и теории интерпретации геофизических данных. В работе [23] Ф. М. Гольцман выделил четыре периода развития информационно-статистической теории геодаииых.
Период до 1940 года назван периодом эвристического использования статистических характеристик, среди которых среднее для выделения главной части явлений, дисперсия для оценки погрешностей, коэффициенты корреляции для оценки степени сходства, метод наименьших квадратов и др.
Период с 1940 но 1952 г.г. связан с появлением теории информации и пониманием сущности сигналов, помех и свойствах объекта, а так же с развитием статистического анализа и, как частного случая, теории оценивания неизвестных параметров и распознавания дискретных состояний. Период с 1952 по 1975 г.г. характеризовался вводом быстродействующих для того времени вычислительных машин и прочих вспомогательных устройств, что способствовало «мощному толчку» развития теории и практики интерпретации геодаииых с использованием статистических методов. Параллельно развивались следующие направления: - использование анализа Фурье и линейных интерференционных методов выделения сигналов на фоне помех [21, 29, 133]; - статистического оценивания неизвестных параметров объектов в сейсмике и «лёгких» геофизических методах [25, 30, 84,103, 144]; - эвристического использования дискриминантного анализа и методов распознавания для оценки дискретных состояний геофизических объектов; - развитие информационно статистических теории и методов решения обратных задач на основе оптимальных критериев Бейеса и максимального правдоподобия [25]. Период после 1975 года характеризуется внедрением персональных компьютеров и достижениями в области статистических постановок и методов решения обратных задач. В развитии информационно-статистических методов решения обратных задач в гравиразведке и магниторазведке в XX веке в работе [41] Т. Б. Калинина и Ф. М. Гольцман выделяют три периода: 1. Период до 1955 года, когда происходило развитие теории и методологии ре шений прямых и обратных задач. Статистические характеристики использовались как вспомогательные, к примеру, вычисление дисперсии и коэффициентов корреляции для оценки погрешностей и взаимосвязей. Решениие обратных задач оценки параметров источников разделилось па: - минимизацию расхождения измеренных и модельных полей в точках наблюдений, т.е чем меньше различаются поля, тем точнее определены параметры источников независимо от физической сущности последних и от свойств помех [112]; - аналитическое обращение прямых задач без учета вероятностных характеристик сигналов и помех с последующей заменой значений теоретических полей реальными осложненными экспериментальными значениями. 2. Период с 1955 года по 1980 год. Реализованы автоматизированные системы и пакеты программ оценивания неизвестных параметров геофизических разрезов. Большинство систем основывались на использовании различных комбинаций извест ных математических процедур обработки данных [2, 3, 10, 18, 36, 42, 106, 108]. Из-за отсутствия прогнозирования эффективности решений строились неоправданно де тальные разрезы по гладким малоинформативным полям наблюдений, содержащие ложную информацию. В этот же период разработаны методы информационно-статистической интерпретации физических наблюдений и, в частности, гравитационных и магнитных полей [24]. 3. Период с 1980 года. Теория и методология решений количественных обрат ных задач стабилизировались вместе с появлением прогнозирования эффективности решений и методов комплексирования.
В рассматриваемом периоде активно начали развиваться задачи распознавания альтернативных состояний источников. Распознавание дискретных состояний объекта представляет собой обратную задачу оценивания одиночного неизвестного параметра по дискретной шкале пронумерованных альтернативных состояний объекта, назначенных при постановке задачи. Решающее правило алгоритма распознавания состоит из двух элементов: выбора функции отклика, реагирующей на значение признака по-разному для различных альтернативных состояний объекта, и выбора критерия принятия решения о состоянии объекта по значениям функции отклика.
Результатами развития статистических теории и методов оптимизированного распознавания по комплексу континуальных и дискретных признаков, включая гра-вимагнитные наблюдения, являются разработанные в конце 90-х годов XX века пакеты программ COMPLEX (двухальтернативное распознавание) и MULTALT (много-альтернативное распознавание) [30-32].
Применение геодинамического анализа на различных этапах ГРР
Геодинамический анализ позволиляет решать задачи на всех этапах геологоразведочного процесса - региональном, поисковом и разведочном. На региональном уровне геолого-разведочного процесса строятся карты нефте-газогеологического содержания, такие как карты плитотектонического и нефтегазо-геологического районирования России и сопредельных стран масштаба 1:5 000 000 [177], а также карты плитотектонического нефтегазогеологического районирования регионов. На картах плитотектонического районирования отображены иаибо лее важные плитотектонические структуры, сыгравшую решающую роль в формировании НГБ, такие как рифты, иадрифтовые депрессии, пассивные континентальные палеоокраины, орогены столкновения, швы столкновения плит и др. Например, на карте плитотектонического районирования доюрских структур Западной Сибири [48] выделены палеоконтиненты, палеомикроконтиненты, пассивные континентальные окраины, внутриконтипентальные рифты, орогены столкновения плит, фрагменты поглощенных палеоокеанов и др. Это позволило прогнозировать развитие под осадочным чехлом разных по своему генезису тектонических комплексов: континентального кристаллического фундамента в палеомикрокоитинентах, складчатого основания, развитого в пределах орогенов столкновения плит и на краях палеоконтинентов, океанического фундамента в Обском межконтинентальном рифте, переходного комплекса во внутрикоитинентальных рифтах. Все это позволило определить разные типы доюрских возможно нефтегазоносных бассейнов, обусловленных указанными плитотектоиическими структурами. Для каждого типа бассейнов характерны те или иные типы ловушек нефти и газа. Например, для бассейнов пассивных окраин палеоконтинентов предполагаются субплатформенные ловушки, а для бассейнов орогенов столкновений будут характерны сложпопостроенные резервуары нефти и газа (антиклинали-чешуи, антиформы, резервуары, обусловленные дилатансисй и др.). В соответствии с указанными построениями предложена концепция дальнейшего изучения доюрских пород Западной Сибири, на основе которой рекомендованы к разработке нестандартные методические подходы геолого-геофизического прогноза и поисков нефти и газа [16].
На карте нефтегазогеологического районирования России и сопредельных стран масштаба 1: 5 000 000 показаны бассейны разных типов (рисунок 2.1). Например, Прикаспийский бассейн состоит из разновозрастных пассивных, трансформных континентальных палеоокраин, развитых по периферии бассейна, и океанского рифта в центре бассейна. С учетом этого составлена карта нефтегазогеологического районирования. На ней выделены суббассейны, соответствующие Центрально-Прикаспийскому океанскому рифту, пассивным и трансформным континентальным окраинам - Карачаганакской, Астраханской, Приуральской и др. Практическим результатом использования указанных карт, а также карт более мелкого масштаба для отдельных регионов — арктических акваторий, европейской части России, Западной Сибири, Восточной Сибири, Дальнего Востока России и др. является «Программа региональных работ на нефть и газ в пределах территорий и акваторий России» (Клещев К. А., 1997), где обоснованы предлагаемые задачи и объемы геофизических работ и бурения в основных бассейнах России.
Карта нефтегазогеологического районирования России и сопредельных территорий [48] На поисковом этапе геологоразведочного процесса используются геодинамические модели НГБ. Они позволяют выделить новые пефтеперспективные стратиграфические комплексы и объекты поисков УВ. Например, в пределах Прикаспийского бассейна рекомендованы к дальнейшему опоискованию в подсолевом палеозойском комплексе структуры в приразломных зонах юго-запада Соль-Илецкого свода (Севере-Линевская, Дивнопольская и др.), в Западно-Сибирском бассейне - юрские отложения Средневасюганского, Пудинского районов; в бассейнах Восточной Сибири первоочередные объекты выделены в районах организации новых центров нефте газодобычи в окрестностях Ковыктинского месторождения, где перспективны зоны в рифейских, нижнекембрийских отложениях. На Дальнем Востоке России рекомендованы к опоискованию миоценовые отложения Восточно-Одоптинского, Шмидтовско-го районов. В пределах арктических акваторий намечено продолжение региональных работ с бурением параметрических скважин (Клещев К. А., 1997).
На этапе разведки месторождений использованы модели строения резервуара нефти и газа. Их построение осуществляется с помощью технологии моделирования напряженно-деформационного состояния пород и седимеитационно-емкостиого моделирования (Петров А. И.). Первый способ основывается на анализе современной геодинамики. Например, в пределах Астраханского газоконденсатного месторождения выделены зоны разуплотнений и уплотнений, т. е. коллектор или неколлектор [46]. Выделяются участки непродуктивные, высокодебитные и переходные по газопродуктивности зоны. Этот подход используется также и для прогноза зон нефтегазо-продуктивности разреза на поисковых площадях и известных месторождениях, например, Карачаганакском, Салымском, Тепгизском, Приобском.
Трехмерное седиментационно-емкостное моделирование осадочных комплексов (Шеин В. С, 1993; Фортунатова Н. К. и др., 2000) основано на использовании формул, стандартных седиментационо-емкостпых моделей, описывающих в количественном выражении формирование внутренней структуры осадочных тел, начиная с отдельного пласта, пачки до формации. Классификация формаций служит основой как для регионального седиментационно-емкостного моделирования, так и для прогнозирования фильтрационно-емкостных свойств резервуаров, нефтегазонасыщенных мощностей, эффективных толщин пород-коллекторов. Анализ результатов бурения и сейсморазведки позволяет построить карты строения и состава определенных частей разреза осадочного чехла.
В то же время многие задачи регионального, поискового и разведочного этапов геолого-разведочного процесса находятся на ранней стадии их решения. Например, уточнение принципов пересчета промышленных запасов УВ с учетом современной геодинамики, выяснение влияния современного напряженно-деформационного поля па геофизические параметры, в первую очередь, на сейсмические; недостаточно используются геодинамические критерии при нефтегазогеологическом районировании при оценке перспектив нефтегазоносное. К. А. Клещев и В. С. Шеин считают, что наиболее перспективным направлением применения теории тектоники плит в нефтегазовой геологии являются анализ геодинамической эволюции и составление карт нового поколения, начиная от карт регионального уровня и заканчивая разработкой модели строения резервуара для нефти и газа.
Определение направлений геолого-разведочных работ на нефть и газ базируется на знании геологических моделей строения региона, нефтегазогеологическом районировании. Цель нефтегазогеологического районирования - выявление геологических условий размещения прогнозируемых ресурсов УВ в различных частях изучаемой территории и на этой основе определение оптимальных направлений ГРР. Выявление геологических условий размещения прогнозируемых ресурсов УВ осуществлялось на базе учения о геосинклиналях и платформах, что позволяло долгие десятилетия наращивать запасы нефти и газа. Однако в последние десятилетия ситуация изменилась. Большая часть нефтегазоносных регионов и ловушек простого строения разведана. Новые открытия часто связаны с нетрадиционными резервуарами, природа которых во многих случаях неясна. Изменилась и геологическая парадигма. Учение о геосинклиналях и платформах сменилось теорией тектоники плит. В то же время традиционное нефтегазогеологическое районирование сохранилось и используется для определения направлений ГРР, что не в полной мере обеспечивает достоверность прогноза нефтегазоносности и эффективность поисков залежей УВ, т.е. новые теоретические достижения в геологии практически не используются [48].
Геодинамическая история развития ТПП
При реконструкциях байкальских комплексов использовались данные интерпретации региональных и детальных геофизических полей. Последние увязывались с материалами бурения и непосредственного изучения байкалид в зонах их выхода на дневную поверхность на Урале и Тимане. Мощность фаперозойского осадочного чехла плиты отражает вертикальную составляющую тектонических движений [14].
В результате коллизии в конце палеозоя - начале мезозоя на Урале сформировалась аккреционная мозаика, в которой смяты и надвинуты друг на друга разнорс-жимпые и разновозрастные комплексы. Их истинное положение можно представить лишь после малинспастичсских реконструкций уралид. Согласно таким реконструкциям, сокращение зоны палеозойского осадконакоплсния па Северном Урале оценивается в 2.4 - 3 раза. Ширина относительно глубоководной части шельфа в пределах Западного Урала в палеозое составляла от 100 до 150 км, а континентального склона — более 70 км. В составе Лемвинского аллохтона Косыо-Роговской впадины, надвинутого на 40-50 км к западу, под коллизионной флишевой формацией расположен батиальный комплекс континентального склона, под которым залегает автохтон, сложенный шельфовым комплексом формаций. Такое взаимное положение комплексов подтверждается геологическими и геофизическими данными.
Эволюция земной коры Печорской плиты с фрагментами на протерозойском и фанерозойском этапах рассматривается с учетом актуалистической модели развития земной коры (рисунок 3.5).
На рубеже 1650 ±50 млн. лет с раннего рифея кратон - фундамент будущей Восточно-Европейской платформы - испытал по периферии деструкцию земной коры, интенсивный рифогенез с новообразованием впоследствии молодой океанической коры. Как компенсационную реакцию на эти процессы окраинного прогибания, центральная часть кратона испытала региональное поднятие с заложением в своде системы раннерифейских рифтов — будущих рифейских авлакогеиов. Первоначально (1650 ± 50-Н050 ± 50 млн. лет) сочленение Восточно-Европейской литосферной плиты с Уральским океаном было относительно стабильным. В сформировавшейся пассивной окраине происходило на западе накопление достаточно мощной (до 3 км) толщи тер-ригенных шельфовых осадков (чстласская серия, пезская свита и др.), обогащенных сапропелевым ОВ, а на востоке - толщ континентального склона и его подножья (ми-кулкинская, барминская, тархаиовская серии), содержащих высокий процент гумусово-сапропелевого органического вещества.
Проявление островодужных комплексов, судя по разрезам рифея Приполярного и Полярного Урала, отмечается в конце среднего -начале позднего рифея (В. Н. Пучков, 1997). Для них характерны вулканогенно-осадочпые серии с основными и кислыми эффузивами, туфами, граувакками, кремнистыми сланцами и др. (пуйвин-ская, хобеипская свиты) с содержанием пород-коллекторов до 35-40%. Наиболее отчетливо это проявлялось в позднем рифее (маньинская, мороииская, соблегорская, ен-ганепейская, бедамельская свиты). Распространение этих вулкаиогеипо-осадочных комплексов с количеством ОВ смешанного типа не менее 0,8% предполагается на востоке и северо-востоке Печорской плиты вплоть до Припечорской системы разломов. С 1050 ± 50 млн. лет пассивная окраина древнего кратона активизировалась с формированием здесь периокеанического НГБ. Появилась полная ассоциация осадочных нефтегазоносных формаций: окраинно-морских-шельфовых, континентального склона и рифтогенных. В позднем рифее более отчетливо обозначилась восточная граница перикратонного опускания, вдоль которой сформировалась специфическая биостромовая рифовая формация резервуарных пород быстрииской серии (павъюг-ская, лудоватая и другие свиты)..
К востоку, вплоть до Припечорской системы разломов, в окраинном прогибе отлагались флишеподобные сланцевые комплексы табуевской и кислоручейской серий, современный генерационный потенциал глинистых образований которых достигает 500-550 г/см3 автохтонных УВ. К ним можно отнести молассоидиые комплексы вымской серии, седуяхинскую, сандивейскую, лаптапайскую, хойдышорскую свиты и их возрастные аналоги.
Процессы частичной коллизии сопровождались региональным метаморфизмом до зеленосланцевой (эпидот-амфиболитовой на Тимане) и амфиболитовой фаций (па Урале и, возможно, в пределах рифейского комплекса восточной части Печорской плиты). Эти образования отличаются интенсивным кливажом, рассланцеванисм и внедрением натриево-калиевых и розовых калиевых гранитоидов. Радиологические данные свидетельствуют, что коллизионная стадия продолжалась в течение всего венда (670 ± 20 + 600 ± 20 млн. лет). С постколлизионпыми посторогенными движениями во внутренних зонах.Северного Тимана связаны щелочные габброиды лайковой серии, а во внешних (Средний Тиман) — щелочно-ультраосновные массивы с сопутствующими карбоиатитами. Их появление свидетельствует о прекращении активных движений и окончании длительного (более 1 млрд. лет) тектономагматического и соответствующего геодинамического байкальского цикла формирования континентальной коры. Рубеж в 600-500 млн. лет являлся эпохой кратонизации и стабилизации Тимано-Печорского геоблока коры (В. В. Юдин, В. А. Дедеев, 1987 г.).
В позднем кембрии -раннем ордовике произошел раскол позднсксмбрий-ского Европейско-Сибирского континента, и сформировалась глобальная Урало-Монгольская рифтовая система с крупнейшими осадочными нефтегазоносными бассейнами на пассивных окраинах океанических плит, заполнявшимися мощными гру-бообломочньтми осадочными и вулканогенными комплексами. С этого времени начинается развитие эпибайкальской Печорской микроплиты, которая нарастила внешний северо-восточный «угол» Европейской платформы (рисунок 3.5). В дальнейшем па этой территории процессы деструкции земной коры не регенерировались, за исключением глубоких мезозойско-кайнозойских впадин современного Баренцева моря. Модели развития Тимано-Печорской провинции в рифее, венде и кембрии приведены на рисунке 3.6.
В среднеордовикско-раннссилурийское время спрединг, активно развивающийся за восточным краем Печорской плиты, привел к раскрытию Уральского палеоокеана, образованию офиолитовой коры и пассивной окраины Восточно-Европейского континента. В пределах последней активно формировался Тимано-Печорский осадочный бассейн, где отлагались осадки шельфа и континентального склона, обогащенные ОВ (до 1,5-2% и более). К западу на территории современной Печорской си-неклизы накапливались платформенные осадки плитного режима. На дальнейшую геодинамическую эволюцию Тимано-Печорского региона и особенно его восточный пригеосинклинальный край существенное влияние в течение пяти этапов формирования, известных на Южном Урале, оказали островные дуги (В. В. Юдин, В. А. Дедеев, 1987 г.).
Со среднего девона и особенно активно с карбона па восточной окраине плиты произошло коренное изменение режимов, и в результате субдукционно-обдукционного режима возникла Магнитогорская островная дуга с западным направлением субдукции, что определило постепенное превращение пассивной окраины континента в активную с формированием преддужного краевого моря. На начальных стадиях развития этой системы в глубоководной части краевого моря продолжали накапливаться осадки, близкие по составу к батиальным, с высоким содержанием сапропелевого органического вещества (до 2-2.5%, а в доманиковом разрезе от 12 до 20%); с этой перестройкой в среднедевоиско-раннекаменноугольное время связано заложение Печоро-Колвинского авлакогеиа, где в условиях шельфа формировались рифогенпые и нефтегазоматеринские толщи. К востоку от островной дуги частично продолжался спрединг с внедрением офиолитовых образований. По аналогии с Южным Уралом глубина океана над осью спрединга составляла около 3.5-4 км, скорость спрединга 5 см/год, а ширина океана достигала 2000 м.
Автоматизированная система GSIS
Структурно-плотностная модель геологической среды должна соответствовать гравитационному полю «(g). Таких моделей много, и они образуют множество fi(w(g)). Структурно-скоростная - волновому/(g). Таких моделей тоже много. Это множество обозначим Q(u(s)) (рисунок 4.2). Поскольку как структурно-плотностная, так и структурно-скоростная модели - это разные изображения одной и той же структурной геологической модели, можно считать, что истинная пара моделей если и не совпадает, то, по крайней мере, близка друг к другу. Существование остальных возможных пар связано с неединственностью решения обратных задач и должно быть исключено из рассмотрений. Теперь задача комплексной интерпретации может быть поставлена так: среди множеств fi(«(g)) и Q(«( )) следует выбрать такую пару элементов, которая максимально близка друг к другу. Она и называется решением. Итерационный процесс
Если существует единая структурная модель одновременно служащая каркасом и для структурно-скоростной, и для структурно плотностной модели, то расстояние между ними окажется нулевым, и результат такой постановки приведет к этой общей модели. Если единой модели нет, будет получена лучшая из допустимых пар. Способ решения этой задачи лучше всего продемонстрировать графически (рисунок 4.2). На рисунке изображены эквивалентные модели, соответствующие: гравитационному полю - левая часть рисунка, волновому полю - правая часть. Каждый из этих элементов полностью соответствует своему полю, однако они не совпадают между собой. Сущность итерационного процесса состоит в следующем: начиная с некоторого начального приближения осуществить движение к ближайшему из класса эквивалентных по гравитационному полю. Далее от найденного - к ближайшему из эквивалентных по волновому полю. Так происходит до тех пор, пока не найдется пара, являющаяся взаимно ближайшей друг другу (рисунок 4.2). Этот факт свидетельствует об окончании итерационного процесса и завершении поиска решения. Полученная пара моделей принимается за окончательный результат.
Эволюцион но- динамический подход и подход, рассмотренный выше в настоящей главе, нашли своё применение в программных продуктах GCIS, SIGGRA (включает в себя два независимых модуля SIGGRA(s) и SIGGRA (g)), и VIP. Совокупность и стыковка программ в единую технологию интегрированной интерпретации обеспечивается по средствам форматов ввода-вывода (рисунок 4.3). В главе сделан акцент на методическом аспекте получения, корректировки и балансировки моделей различного строения.
Автоматизированная система GCIS [99] (Geophysical Complex Interpretation System - система комплексной интерпретации геофизических данных, авторы А. П. Петровский, А. И. Кобрунов и др.) 1) обеспечивает: решение задач прогнозирования геологического разреза на основе количественной комплексной интерпретации сейсмогравитационных данных; построение структурно-плотностных моделей геологических сред и выявления в них локальных неоднородностей; построение структурно-скоростных моделей и уточнение строения геологического разреза в условиях низкой информативности данных сейсморазведки; построение согласованных сейсмо-гравиметрических моделей. 2) включает в себя процедуры: решение эффективной кинематической задачи сейсморазведки на оптимизационных принципах; построения оптимальных структурно-плотностных моделей; построения локальных плотностных неоднородностей по некомпенсированной структурной модели компоненты гравитационного поля; согласования скоростных и плотностных моделей.
