СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КРУПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК G01C11/04 G01V9/00 

Изобретение относится к преобразованию и расшифровке картографических изображений и может быть использовано для прогнозирования месторождений нефти и газа до начала геологоразведочных работ.

Известен способ исследования рельефа поверхности земной коры, основанный на автоматическом определении рельефа по оптической плотности снимков стереопары (авт. св. N 462077, кл. G 01 C 11/04, 1973).

Недостатком способа является относительно узкая оабласть применения, не позволяющая использовать его для прогнозирования месторождений полезных ископаемых.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, включающий преобразование изображений дискретных графических распределений в непрерывную полутоновую форму с дальнейшим их представлением в форме изолиний эксиденсит, при этом цифровые значения признака в заданной точке отображаются оптическими символами равновеликими пятнами с оптической плотностью, пропорциональной величине признака (авт. св. N 6400113, кл. G 01 C 11/04, 1975).

Недостатком способа является относительно узкая область применения, обусловленная невозможностью его использования для прогнозирования крупных месторождений нефти и газа до начала геологоразведочных работ.

Требуемый результат заключается в расширении области применения.

Анализ научно=технической литературы показал, что до даты подачи заявки отсутствовали способы с указанной выше совокупностью признаков, следовательно, предложение отвечает требованию новизны.

Кроме того, требуемый результат достигается всей вновь введенной совокупностью признаков, которая именно в таком сочетании в известной научной и технической литературе не была обнаружена, следовательно, предложение отвечает требованию изобретательского уровня.

При этом ниже раскрываются все вновь введенные операции способа через элементарные приемы, известные до даты подачи заявки. Следовательно, предложение отвечает требованию практической применимости.

На чертеже представлен пример картографического отображения блоков структуры земной коры, которое положено в основу способа прогнозирования месторождений нефти и газа.

Пример картографического отображения блоковой структуры земной коры содержит территориальные единицы морфоструктурного районирования первого 1, второго 2 и третьего рангов, морфоструктурные линеаменты первого 3, второго 4 и третьего 5 рангов, морфоструктурные узлы 6 радиусом 20 км и морфоструктурные узлы 7 радиусом 10 км.

Операции предложенного способа реализуются следующим образом.

1. Формируют изображение рельефа заданного района земной поверхности путем нанесения на основание носителя информации с плотностью, пропорциональной высоте местности в каждой точке заданного района.

В простейшем случае в качестве основания может быть использован лист белой бумаги, а в качестве носителя краска черного цвета с переменной плотностью, пропорциональной высоте местности в точке ее нанесения на лист белой бумаги в соответствии с географической картой, отображающей высоту местности.

2. Проводят пространственное дифференцирование изображения заданного района земной поверхности.

При автоматическом дифференцировании сканируют изображение рельефа заданного района земной поверхности двумя близко расположенными фоточувствительными элементами, например, фотодетекторами, сигналы с выходов которых подают на дифференциальный усилитель. Уровень этого сигнала пропорционален разности высот местности близко расположенных точек заданного района земной поверхности, т.е. представляет собой дифференциал, который может быть развернут по закону сканирования изображения рельефа местности и преобразован в продифференцированное изображение рельефа заданного района земной поверхности.

3. Формируют изображение границ участков с постоянной высотой местности носителем информации единичной плотности путем индикаторного преобразования модуля пространственно продифференцированного изображения рельефа по уровню K_р•H_ср, где K_р коэффициент различимости участков с постоянной высотой местности, H_ср средняя высота местности заданного района земной поверхности.

Для проведения этой операции можно сигнала с выхода дифференциального усилителя выпрямить (сформировать модуль сигнала) и подать на пороговое устройство, в котором этот сигнал сравнивается с порогом, уровень которого задается величиной коэффициента K_ср. Обычно порог выбирается из условия выделения участков с постоянной высотой местности в пределах которых высота меняется не более чем на 10% средней высоты местности. Тогда сигнал с уровнем логической единицы на выходе порогового блока, что соответствует резкому изменению высоты местности и исходном изображении рельефа, может быть преобразован в световое локальное излучение путем его подачи на светодиод, которым сканирую лист бумаги по закону сканирования фотодетекторов, тогда при нанесении на места освещения бумаги краски, выбранной (единичной) плотности, на ней формируются границы участков с постоянной высотой местности.

4. Формируют изображение русел рек путем нанесения на основание носителя информации единичной плотности в местах, соответствующих руслам рек.

Эта операции сводится к переносу русел рек (для широких рек это соответствует серединам русел рек) с карты на основание путем нанесения на него краски единичной плотности.

5. Выделяют в продифференцированном изображении рельефа заданного района земной поверхности линейные элементы, у которых длина A и ширина B соотносятся, как A>K_п•B, где K_п коэффициент протяженности, обычно K_п=10-20.

6. Формируют изображение границ участков, господствующих простираний линейных элементов и участков сходного простирания русел рек путем соответственно преобразования изображения линейных элементов и изображения русел рек носителем информации единичной плотности в метки резкого изменения их простирания путем индикаторного преобразования модуля производной изображений границ линейных элементов и изображений русел рек по уровню K_н, где K_н показатель морфоструктурной неоднородности.

Проведение этой операции сводится к следующему.

Пространственное изменение направлений русел рек и границ линейных элементов можно представить как изменения некоторых функций, представляемых графиками в соответствующей системе координат. Это позволяет провести дифференцирование этих функций по принципу сканирования, описанного выше, и выделить участки, в пределах которых значение дифференциала превышает некоторый порог (обычно это соответствует пространственному изменению направления порядка 30^o). В этих местах на основании наносятся метки носителем единичной плотности.

После проведения указанных операций на основании носителей информации единичной плотности будут нанесены границы участков с постоянной высотой местности, а также границы (в виде меток) участков господствующих простираний линейных элементов и сходного простирания русел рек.

7. Формируют линеаменты третьего ранга. В качестве их принимают изображение границ блоков, образованных участками с постоянной высотой местности, участков господствующих простираний линейных элементов и участков сходного простирания русел рек, если каждый из этих участков занимает независимую территорию в заданном районе земной поверхности. Если эти участки накладываются в какой-либо сочетании друг на друга, то в качестве блоков принимают совместно занимаемые этими участками площади.

8. Формируют линеаменты второго ранга. В качестве их принимают изображения границ мезаблоков, которые образуются объединением блоков с закономерным изменением информативных признаков соседних блоков. За информативные признаки принимаются повышение или понижение средней высоты местности в одну сторону или в противоположные, изменение ориентации линейных элементов от блока к блоку в определенной закономерности и т.п.

9. Формируют линеаменты первого ранга. В качестве их принимают изображение границ макроблоков, которые образуются объединением соседних мезаблоков с единым обликом рельефа или общей историей формирования рельефа.

10. В местах пересечений линеаментов наносят на носитель метки, обозначающие морфоструктурные узлы, окружность в несколько километров вокруг которых (5-20 км) определяется как окрестность морфоструктурного узла.

11. Окрестность каждого из морфологических узлов характеризуется набором признаков
количеством пересекаемых линеаментов в узле,
абсолютной высотой местности в морфологическом узле,
высшим рангом линеамента в узле,
разностью между максимальной и минимальной высотами в окрестности морфологического узла,
расстоянием до ближайшей D широты, каждая из которых расположена через 5,625^o от земного экватора,
толщиной осадочных пород.

12. Признаки, перечисленные в п. 11, используются для выбора перспективных морфологических узлов, в окрестности которого с большой степенью достоверности имеются залежи нефти и газа.

Этот выбор производится при наличии двух обязательных условий:
толщина осадочных пород должна быть не менее двух километров,
максимальный ранг линеаментов в морфологическом узле должен быть не менее второго.

Кроме того, должно выполняться хотя бы два из четырех следующих условий:
высота местности морфологического узла находится в пределах трети меньших из высот морфологических узлов в заданном районе земной поверхности в их проранжированном ряду,
разность между максимальной и минимальными высотами в окрестности морфологического узла находится в пределах трети больших разностей в их проранжированном ряду,
широта морфологического узла находится на расстоянии от ближайшей D - широты не далее 1^o или более 12,3^o:
число линеаментов, пересекающихся в морфологическом узле, более трех.

Исследования, проведенные авторами на примере преобразования картографических изображений районов крупных месторождений нефти и газа, подтвердили высокую достоверность предложенного способа.

Использование: для прогнозирования месторождений нефти и газа до начала геологоразведочных работ. Сущность изобретения: из исходного изображения заданного района земной поверхности формируют изображение границ участков с постоянной высотой местности, границ господствующих простираний линейных элементов в пространственно продифференцированной изображении заданного района, а также границ участков с господствующим направлением русел рек. По изображениям участков формируют блоки, мезаблоки и макроблоки, в изображении границ между которыми помечают морфологические узлы, по характеристикам которых определяют подмножество перспективных узлов, в окрестностях которых с высокой степенью достоверности прогнозируют районы крупных месторождений нефти и газа. 1 ил.

Способ прогнозирования крупных месторождений нефти и газа, включающий формирование изображения рельефа заданного района земной поверхности путем нанесения на основание носителя информации с плотностью, пропорциональной высоте местности в каждой точке заданного района, отличающийся тем, что проводят пространственное дифференцирование изображения рельефа и формируют изображение границ участков с постоянной высотой местности носителем информации единичной плотности путем индикаторного преобразования модуля пространственно продифференцированного изображения рельефа по уровню К_р • Н_с р, где К_р коэффициент различимости участков с постоянной высотой местности, Н_с р средняя высота местности заданного района земной поверхности, формируют изображение русел рек путем нанесения на основание носителя информации единичной плотности в местах, соответствующим руслам рек, выделяют в продифференцированном изображении рельефа линейные элементы, у которых длина A и ширина B соотносятся как A > K_п • B, где K_п коэффициент протяженности, формируют изображения границ участков господствующих простираний линейных элементов и границ участков сходного простирания русел рек путем преобразования соответственно линейных элементов и изображений русел рек носителем информации единичной плотности в метки резкого изменения их простирания путем индикаторного преобразования модуля производной границ линейных элементов и изображений русел рек по уровню K_н, где К_н показатель морфоструктурной неоднородности, формируют линеаменты третьего ранга, в качестве которых принимают изображение границ блоков, образованных отдельно расположенными участками с постоянной высотой местности, участками господствующих проcтираний линейных элементов и участками сходного простирания русел рек или образованных областями совместно занимаемых площадей при наложении изображений этих участков, формируют линеаменты второго ранга, в качестве которых принимают изображение границ мезаблоков, образованных объединением блоков с закономерным изменением информативных признаков рельефа в соседних блоках, формируют линеаменты первого ранга, в качестве которых принимают изображение границ макроблоков, образованных объединением мезаблоков с единым обликом рельефа, и выделяют в заданном районе земной поверхности окрестности морфоструктурных узлов, за которые принимают окрестности в точках пересечения линеаментов и каждую из которых характеризуют абсолютной высотой местности в точке пересечения линеаментов, количеством и высшим рангом линеаментов в точке их пересечения, разностью максимальной и минимальной высот в окрестности, расстоянием до ближайшей из D-широт, расположенных через 5,625^o от экватора, и толщиной осадочных пород, при этом окрестности морфоструктурных узлов, для которых соблюдается два обязательных условия, - толщина осадочных пород не менее 2 км и высший ранг линеаментов в точке пересечения не менее второго, и хотя бы два из четырех взаимозаменяемых условий абсолютная высота в точке пересечения линеаментов относится к трети минимальных высот в проранжированном ряду абсолютных высот для морфоструктурных узлов в заданном районе земной поверхности, расстояние точки пересечения линеаментов до ближайшей D-широты не более 1^o или больше 2,3^o, число пересекаемых линеаментов больше трех, а разность максимальной и минимальной высот в окрестности относится к трети максимальных разностей в проранжированном ряду разностей для морфоструктурных узлов в заданном районе земной поверхности, принимаются за районы достоверного залегания крупных месторождений нефти и газа.