Геоинформационные технологии
Картирование является важнейшим инструментом изучения свойств геологических объектов. При этом значимая роль задач картопостроения определяется не только необходимостью удобного картографического представления имеющейся информации, но и осуществления анализа пространственных закономерностей изменения комплекса различных показателей, а также сопоставления модельных представлений с фактическими данными. Широкий круг геологических вопросов, в которых используется построение карт, определяет множественность и разнообразие задач, связанных с картопостроением. Развитие вычислительной техники и компьютерных геоинформационных методов определяет постоянное увеличение числа содержательных геологических задач, связанных с обработкой пространственной информации, их постоянное усложнение и повышение комплексности.
Наибольшие возможности в решении широкого круга задач геологического картирования обеспечивают методы, отличающиеся общностью математической постановки и возможностью реализации глубоких модельных представлений о свойствах картируемых объектов. В полной мере это относится к сплайн-аппроксимационному подходу решения задач геокартирования, развитие осуществляется с середины 1970-х годов.
Задачи исследований:
- Анализ современных задач картирования свойств геологических объектов с использованием компьютерных технологий, сравнение подходов к их решению в рамках различных методов, определение перспективных направлений развития сплайн-аппроксимационных методов в решении задач геокартирования.
- Разработка методов оценки достоверности выполненных построений, в том числе для участков карт, слабо охарактеризованных фактическими данными, и методов анализа приемлемости модельных условий, задаваемых для описания пространственных закономерностей изменения картируемого параметра.
- Разработка программных средств, реализующих разработанные методы картирования свойств геологических объектов в рамках сплайн-аппроксимационного подхода, и обеспечивающих построение и автоматизацию гибких технологий решения комплексных геологических задач, связанных с картопостроением.
- Применение разработанных методов и программных средств в решении практических задач картирования, анализа и моделирования свойств геологических объектов Западной Сибири.
Основные научные результаты:
- Выполнено обобщение накопленного опыта постановки и решения вопросов картирования свойств геологических объектов на основе сплайн-аппроксимационного подхода.
- Разработаны методы алгоритмизации технологии решения задач, связанных с картопостроением, позволяющие создавать, настраивать, протоколировать и редактировать последовательность выполняемых работ и осуществлять автоматическое перестроение необходимых объектов при изменении исходных данных или модельных представлений.
- Обоснованы методы оценки устойчивости результатов построения карт, при исключении имеющихся или добавлении новых данных, с возможностью определения этого показателя во всех точках области картирования, в том числе в зонах с низкой плотностью расположения данных.
- Разработаны методы расчета дисперсий возможных отклонений в результатах картирования, обусловленных погрешностями в исходных данных или в модельных представлениях.
- Предложены новые методы, обеспечивающие необходимую детальность и точность построения карт при существенной неоднородности размещения фактических данных и ограниченности ресурсов вычислительной техники. Решена задача моделирования поверхностей с разрывными нарушениями с использованием сплайнов на регулярных прямоугольных сетках, на основе их разномасштабной композиции в окрестности разломов.
- Обоснован метод, обеспечивающий высокую скорость и точность определения и учета интегральных показателей в областях, имеющих сложную геометрию границ.
- Разработан метод районирования геологических объектов по комплексу многопараметрических данных, который сочетает в себе элементы использования статистического аппарата главных компонент и возможность согласования с имеющейся косвенной информацией о свойствах рассматриваемых геологических объектов.
Разрабатываемые алгоритмы и подходы являются составной частью программного комплекса GST, который используется во многих геологических и нефтяных организациях и компаниях Тюменской области, некоторых других регионов России и зарубежом. С его помощью проводится оценка запасов месторождений нефти и газа, выполняется построение структурных карт как региональных, так и по отдельным площадям. Программный комплекс активно используется в решении задач оценки потенциальных ресурсов углеводородов и гидроминеральных полезных ископаемых, при оценке запасов подземных вод апт-альб-сеноманского комплекса, использующихся в системе поддержания пластового давления нефтяных месторождений, а также для обоснования возможных объемов утилизации излишков подтоварных вод.