Введение к работе
|
Ашщдышат_работы: Рифтовые бассейны составляют обширный и важный подкласс осадочных бассейнов. Многие из них содержат значительные запасы углеводородов. Численное моделирование механизмов возникновения рифтовых бассейнов и их развития представляет значительный исследовательский и практический интерес.
При исследовательском моделировании осадочное заполнение рифтовой долины рассматривается как хронологически последовательная запись эволюции рифтового бассейна (стратиграфическая запись), т.е. запись реакции литосферы на инициирующий тектонический процесс. Располагая такой записью и доступной информацией о реакции литосферы на то или иное тектоническое воздействие, можно восстановить характеристики исходного тектонического воздействия. Некоторым аспектам этой задачи и посвящена настоящая работа.
При практическом моделировании для исследуемого бассейна восстанавливаются (в рамках принятой модели) палеотермобарические режимы осадконакопления и катагенеза осадков. Конечной целью при этом является прогноз нефтегазоперспективности пластов на основе прогноза потенциала нефтегазогенерации. Последний обычно основывается на РТ-условиях, в которых пласт находится сегодня. Предлагаемый способ дает возможность реконструировать РТ-условия на всем протяжении истории любого осадочного пласта моделируемого бассейна.
Цель-рлбопш заключается в разработке и реализации способа решения обратной задачи численного двумерного моделирования процессов риф-тинга на основе анализа стратиграфического разреза, пригодного как для исследовательского, так и для практического моделирования. Для достижения цели исследования были решены следующие задачи:
проанализированы существующие алгоритмы решения прямой задачи моделирования тектонической эволюции рифтовых бассейнов, позволяющие рассчитать стратиграфический разрез бассейна;
сконструирована общая схема решения обратной задачи моделирования;
реализована и опробована итерационная схема одновременной многопараметрической минимизации глобальной целевой функции;
выделен и формализован (с использованием принципа коллокации по областям) набор взвешенных целевых функций на основе анализа физического смысла поставленной задачи;
разработаны и реализованы эффективные алгоритмы индивидуальной минимизации взвешенных целевых функций;
разработан и реализован технологичный программный комплекс, пригодный для решения как исследовательских, так и практических задач;
разработанный подход опробован при моделировании реального геологического объекта.
Наунтилавитя^рабати заключается в том, что впервые предложен и реализован способ решения обратной задачи численного двумерного моделирования тектонической эволюции рифтового бассейна на основе анализа стратиграфического разреза. Способ заключается в минимизации взвешенных целевых функций, с использованием которых сконструированы быстро и устойчиво сходящиеся алгоритмы минимизации для подбираемых параметров. Эффективность алгоритмов позволила уменьшить вычислительные затраты до уровня, приемлемого не только для исследовательского, но и для практического моделирования. При применении разработанного способа к реальному материалу были получены новые геологические результаты.
П]щкіша&сте-^итт^е^м^алитмм&^щлтшпое-исследовашж. При исследовательском моделировании предлагаемый способ предоставляет возможность проанализировать влияние вариаций многочисленных входных параметров алгоритма прямой задачи. При этом исследователь легко сохраняет контроль над реализациями модели. Это превращает предлагаемый способ в эффективный инструмент исследования как реализаций модели, так и самих модельных представлений, позволяя анализировать пределы эквивалентности решений. Эффективность и управляемость открывают возможность дальнейшего развития алгоритмов прямой задачи в направлении подключения тектонических процессов, ранее игнорировавшихся. При ручном моделировании этот путь развития был практически исчерпан, так как оператор прямой задачи с ростом числа параметров быстро становится неконтролируемым для интерпретатора. При практическом моделировании применение способа решения обратной задачи позволяет с оптимальными трудозатратами получить распределение палеотемператур на протяжении всей истории рифта. На основании рассчитанного поля палеотемператур, расчетной истории осадконакопления и погружения бассейна легко восстановить срезы поля палеотермобарических условий для любого момента времени и любой точки разреза, служащие основой для прогноза нефтегазогенерационного потенциала осадочных толщ. Такая процедура часто используется исследовательскими подразделениями нефтегазоразведочных предприятий для обоснования прогноза перспективности отдельных участков и интервалов разреза. Применение предлагаемого способа позволит повысить детальность и надежность прогноза степени катагенеза осадков. Детальность повышается за счет использования двумерного теплового поля. Этот же фактор в совокупности с возможностью эффективного анализа множества реализаций модели позволяет повысить надежность результатов. Надежность прогноза повышается также за счет возможности определения степени катагенеза осадков на основании РТ-условий не только на сегодняшний день, но и на протяжении всей истории формирования данного осадочного пласта.
Псяавныелащищаемые^научньшюложетт.
-
Разработанный и реализованный способ решения обратной задачи моделирования тектонической эволюции рифтовьгх бассейнов позволяет более эффективно и надежно выполнять рехтизацию модельных представлений интерпретатора.
-
Защищаемый способ предостаатяет интерпретатору эффективный инструмент исследования модельных представлений.
-
Использование способа, предложенного в настоящей работе, позволяет интерпретатору сохранить контроль за реализациями моделей, что расширяет потенциальные возможности моделирования при добавлении новых факторов и процессов.
-
Применение способа решения обратной задачи к реальным моделям Днепровско-Донецкой впадины привело к получению новой информации, свидетельствующей в пользу гипотезы перехода от пассивного к активному рифтингу и могущей служить дополнительными подтверждениями гипотезе о "шарнирном" характере раскрытия ДДВ.
Апробация работы: Основные положения работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:
-
EUROPROBE Workshop, Ворзель, Украина, октябрь 1994 г.
-
EAUG-8 annual meeting, Strasbourg, France, April 1995.
-
EUROPROBE Workshop, Leeds, United Kingdom, My 1995.
-
AUG 1995 fall meeting, San Francisco, USA, December 1995.
-
Structural geology and tectonics seminar, Institute of Earth Sciences, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, September 1995.
Программы, написанные при выполнения настоящей работы, используются:
в исследованиях, проводимых в отделе глубинных процессов Земли и гравиметрии Института геофизики им. С. И. Субботина НАН Украины.
в работах, проводимых на кафедре тектоники и структурной геологии Свободного Университета (Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands).
Пуйлтщипх По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Объем и структура работы: Диссертация состоит из ВВЕДЕНИЯ, глав СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ, СПОСОБ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ, ПРИМЕР И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ, ЗАКЛЮЧЕНИЯ и ПРИЛОЖЕНИЯ,
