3D Salt Model Tutorial - agtsys.ru · Если вы работаете с Oasis montaj версии 5.1.8 или более ранней версией, выберите в меню

GMSYS-3D Трехмерная прямая и обратная задача гравиразведки и магниторазведки

Модель соляного купола

ОБУЧАЮЩИЙ КУРС

w w w . g e o s o f t . c o m

Программное обеспечение, описанное в этом руководстве, поставляется по лицензии и может использоваться или копироваться только в соответствии с условиями лицензионного соглашения GMS3D.t.2009.06. Дата выпуска: 22/11/2009. Авторы: Том Поповски (Tom Popowski), Джерри Коннард (Gerry Connard) и Роланд Френч (Rowland French). Комментарии и вопросы присылайте, пожалуйста, на адрес электронной почты [email protected] Copyright © 2009 Geosoft Inc. Все права защищены. Geosoft является зарегестрированной торговой маркой. Oasis montaj является торгововой маркой компании Geosoft Inc. Все другие торговые марки и названия продуктов, упомянутые здесь, являются торговыми марками соответствующих владельцев. Никакая часть данного руководства не может быть воспроизведена, сохранена в системах хранения данных, или перенесена в какой бы то ни было форме или какими-то ни было средствами, электронными, механическими, фотокопирующими или записывающими, без предварительного разрешения корпорации Geosoft.

Windows® и Windows NT™ являются зарегистрированными торговыми марками Корпорации Microsoft. Geosoft Inc. Queens Quay Terminal 207 Queens Quay West Suite 810, PO Box 131 Toronto, ON Canada M5J 1A7 Tel: (416) 369-0111 Fax: (416) 369-9599 Web Site: www.geosoft.com E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

GMSYS-3D Обучающий курс

Содержание

Введение 1

Глава 1: Начало работы 3

Глава 2: Прямая задача 12

Глава 3: Визуализация модели 14

Глава 4: Обратная структурная задача 15

Глава 5: Извлечение двумерной модели GM-SYS 17

Глава 6: Изменение плотности по глубине 18

Глава 7: Интерактирование редактирование грида 20

Глава 8: Изменение плотности по латерали 24

Глава 9: Построение геоплотностного разреза 25

Обучающий курс GMSYS-3D 1

Обучающий курс GMSYS-3D

ВВЕДЕНИЕ

Общий обзор программы GMSYS-3D GMSYS-3D представляет собой программный пакет трехмерного моделирования гравитационных и магнитных аномалий, предназначенный для модели слоистой среды. Модель формируется из имеющегося набора сеточных моделей структурных горизонтов (грид-файлов, совместимых со средой Geosoft), разделяющих слои с заданными физическими параметрами (плотности и магнитной восприимчивости). В нашем учебнике, а также в диалоговых окнах и справочной системе GMSYS-3D они могут называться горизонтами (horizons) или структурными горизонтами (structure grids). Термины “горизонт” (horizon), структурный горизонт (structure grid), или рельеф поверхности (surface grid) взаимозаменяемы, но их смысл один и тот же – это границы раздела слоев.

В процессе решения обратной структурной задачи (structural inversion) программа может деформировать и двигать вверх или вниз структурный горизонт (не изменяя при этом значения плотности вышележащего и нижележащего слоев) для наилучшего подбора формы поверхности для данной модели.

Вычисления выполняются в области волновых чисел и основаны на реализации алгоритма Паркера (R. L. Parker 1972) д-ром Биллом Пирсоном (Bill Pearson). Программа разработана для совместного использования в среде “Oasis montaj”, что позволяет помимо специальных алгоритмов использовать также все знакомые способы преобразований и визуализации грид-файлов.

Требования к программной оболочке Oasis montaj Для эффективной работы программы требуется программная оболочка Oasis montaj версии 7.0 или выше. Если вы работаете с более ранними версиями Oasis montaj, вам потребуются лицензии 10000 (MAPS), 10105 (MAGMAP) и10523 (GMSYS-3D).

В Oasis montaj 6.0 и более поздних версиях кнопка “Автоматическое обновление” (“Auto Redraw”) включена по умолчанию. Если у вас эта функция выключена, программа не будет отображать автоматически выполняемые изменения и результаты решения обратной задачи. Функция “Автообновление” является общей программной настройкой и распространяется на все программные приложения.


Файлы для выполнения упражнений Для выполнения упражнений уроков создайте у себя на диске новую директорию (например, c:\temp\3d_salt_tut\). Скопируйте в нее все файлы из программной директории. Если вы работаете с Oasis montaj версии 5.1.8, папка с файлами уроков находится на c:\Oasismontaj\data\gmsys-3d\salt\. Если у вас установлена версия 6.0 или выше, папка с файлами лежит на c:\Program Files\Geosoft\Oasis Montaj\data\gmsys-3d\salt_model\. Для Oasis montaj версии 7.0 и выше – папка с файлами находится на c:\Program Files\Geosoft\Oasis Montaj\data\gmsys-3d\salt\.

В директории находятся 8 файлов:

Пять грид-файлов поверхностей:

sealevel.grd Плоская поверхность на уровне 0 м (уровень моря).

bathy.grd Батиметрическая карта, полученная по данным сейсморазведки.

top_salt.grd Верхняя граница соляного купола по результатам интерпретации сейсмических данных.

bottom_salt.grd Нижняя граница соляного купола.

basement.grd Поверхность фундамента по результатам интерпретации данных магниторазведки.

Грид-файл аномального поля:

salt_obsgrav.grd Наблюденное поле силы тяжести в редукции Буге.

Файл полигона:

basement_dike.ply Прямоугольный полигон, использующийся для редактирования грида плотности.

Файл цветовых зон:

density4a.zon Файл раскраски, использующийся для изменения плотности слоя по латерали.


Глава 1: Начало работы Модель GMSYS-3D Модель GMSYS-3D состоит из одного или нескольких слоев, представленными “горизонтами” (гридами), занимающими нижнее полупространство (“half-space”). Для каждого слоя модели задаются параметры плотности, магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности. Программа может использовать грид-файл наблюденного гравитационного и (или) магнитного полей и создает грид-файлы вычисленного (подобранного) поля и грид ошибки. Для простой одногоризонтной модели с данными гравитационного и магнитного полей программа будет использовать как минимум 7 грид-файлов: один структурный горизонт и шесть грид-файлов аномальных полей (2 файла наблюденных гравитационного и магнитного полей, 2 файла модельного поля и 2 файла расхождений наблюденных и модельных полей).

В нашей учебной модели горизонтальные расстояния и глубины заданы в метрах. В программе GMSYS-3D, координаты по вертикали задаются в виде абсолютных отметок (положительные - вверх), что противоположно условно выбранному обозначению в программе двумерного моделирования GM-SYS Profile Modeling, где положительные значения Z направлены вниз.

Как создать новую модель Откройте программу Oasis montaj и создайте новый проект "salt.gpf" в вашей директории, в которую вы скопировали учебные файлы (c:\temp\3d_salt_tut\). Загрузите меню GMSYS-3D, выполнив команду GX/Load menu… и выбрав файл меню gmsys-3d.omn.

Панель инструментов Наиболее часто используемые функции меню также доступны на вашей панели инструментов GMSYS-3D. В нашем учебнике, рядом с названием команды меню мы будем указывать также значок соответствующей кнопки на панели инструментов.

При загрузке меню GMSYS-3D в программе Oasis montaj версии 6.0 и более поздних версиях панель инструментов выводится на экран автоматически. Если вы не видите этой панели инструментов на экране, щелкните на кнопке “Tools” (Инструменты), расположенной в нижней части окна Project Explorer. Войдите в раздел “Toolbars” (Панели инструментов) и щелкните дважды мышью на “GMSYS-3D Toolbar”.

Если вы работаете с Oasis montaj версии 5.1.8 или более ранней версией, выберите в меню команду "Load Toolbar" ("Загрузить панель инструментов"). Панель инструментов появится в левой части вашего рабочего пространства. Вы можете переместить панель инструментов в любое другое удобное место экрана, перетащив ее с помощью мыши. Если вы работаете с Oasis montaj версии 5.1.8, вам нужно загружать панель инструментов при каждом запуске программы. В нашем учебнике


рядом с названием команды меню мы также будем указывать значок соответствующей кнопки на панели инструментов.

Щелкните на кнопке New Model (Новая модель), расположенной на панели инструментов или выберите соответствующую команду в подменю Model Definition в меню GMSYS-3D. Укажите имя для новой модели, например, "salt_model". Программа присвоит файлу модели расширение ".g3d". В этом ASCII-файле будут храниться все параметры модели.

Примечание: Ваш проект может содержать несколько моделей GMSYS-3D, но одновременно в нем может быть открыта только одна модель.

Параметры отображения Щелкнув на кнопке “OK”, вы перейдете в диалоговое окно "Set Display Parameters" (Настройка параметров отображения), где вы можете указать таблицы цветов и методы раскраски, которые будут использоваться для отображения гридов аномальных полей, грида расхождения и структурных горизонтов. Вы сможете изменить эти настройки позже, но установив их сейчас, вы позволите многим функциям отображения модели работать автоматически. Использование разных цветовых схем для грид-файлов структурных горизонтов и аномальных полей позволяет вам легко отобразить на экране нужную карту. Чтобы не загромождать рабочую область, программа по умолчанию отображает гриды аномальных полей в левой части экрана, а гриды поверхностей – в центре экрана.

Ввод 3D модели Щелкните на кнопке “OK”, чтобы перейти в следующее диалоговое окно, в котором вы можете задать основные параметры модели. Диалоговое окно содержит четыре вкладки: Common (Общие параметры), Gravity (Гравитационное поле), Magnetics (Магнитное поле) и Seismic (Сейсмические данные). Помимо известных вам кнопок “OK”, “Cancel” (Отмена) и “Apply” (Применить), на каждой вкладке имеются также кнопки “Edit Layers” (Редактировать слои) и “Help” (Помощь). Кнопка “Depth/Density” (Глубина/Плотность) доступна только на вкладке Gravity.

ВКЛАДКА COMMON (ОБЩИЕ ПАРАМЕТРЫ)

Index Grid

Индекс-грид

Все грид-файлы должны иметь одинаковые параметры: размер грида, размер ячейки грида, единицы измерения, начало координат и проекцию. Грид-файл, выбранный в качестве индекс-грида, служит эталоном, с которым сравниваются все остальные грид-файлы. Выберите файл "sealevel.grd."

Horizontal Distance units

Единицы расстояния по горизонтали

Вы должны использовать для всех грид-файлов одинаковые единицы расстояния по горизонтали. Обычно они указаны в проекции грид-файла. В нашей модели должны быть выбраны метры (“meters”).


Vertical Distance units

Единицы расстояния по вертикали

По умолчанию используются те же единицы, что и для расстояний по горизонтали. (В будущих версиях программы их можно будет изменить.)

Halfspace Bottom (+UP)

Нижняя граница полупространства

(+вверх)

Глубина нижней поверхности вашей модели. Эта граница должна быть выбрана ниже всех структурных горизонтов модели, а также ниже любых других горизонтов, которые могут быть добавлены позже. Если какие-то горизонты находятся ниже заданной границы, то в процессе проверки модели программа выдаст вам ошибку. Для нашей модели введите “-20000” метров.

Number of layers

Количество слоев

Общее количество слоев модели. При изменении модели это значение будет автоматически обновляться.

Model Type

Тип модели

Программа позволяет вам выбрать тип модели:

Depth -глубинная модель для решения обратной задачи гравиразведки и магниторазведки или

Time - временная модель при использовании сейсмических данных.

Auto Check Model

Автоматическая проверка модели

Установленный флажок означает, что при выходе из диалогового окна программа автоматически будет запускать проверку “правильности” модели (ниже приводится описание). Убедитесь, что этот флажок установлен.

Grids are Pre-expanded

Увеличение размера гридов

При установленном флажке программа увеличит размер всех гридов для оптимизации вычислений.


ВКЛАДКА GRAVITY (ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ)

Gravity Component

Компонента гравитационного поля

Вы можете выбрать в списке вертикальную составляющую (z-компоненту) или любой из шести градиентов гравитационного поля. Для нашего упражнения выберите Gravity (вертикальная составляющая).

Observed Gravity

Наблюденное гравитационное поле

Опционально. Укажите грид-файл имеющегося наблюденного поля или оставьте это поле пустым. Выберите файл "salt_obsgrav.grd."

Calculated Gravity

Вычисленное поле

Введите имя для грид-файла вычисленного эффекта от модели, например, "salt_calcgrav.grd.".

Calculated misfit

Вычисленное расхождение

Введите имя для грид-файла расхождения (ошибки) с наблюденным полем, например, "salt_errgrav.grd."

DD Reference Surface

Относительная поверхность для распределения плотности по вертикали

Относительный уровень, к которому вы хотите “привести” зависимость плотности от глубины (Опционально). Оставьте это поле пустым, если вы не используете зависимость плотности от глубины.

Observation Elevation

Высота наблюдений

Высота, на которой проводились гравиметрические наблюдения, и будет вычислен эффект от модели (Z + вверх). В данный момент вы можете использовать только горизонтальную поверхность, но в следующих версиях программы можно будет использовать криволинейную поверхность. Введите 0.0 (уровень моря)

Background Density

Плотность промежуточного слоя

При работе с аномалиями Буге используется плотность промежуточного слоя (г/см3), для аномалий Фая используется ноль. Соответствует плотности воздушного полупространства ("Air Block") в двумерных моделях GM-SYS. Для нашей модели оставьте 0.0.

DC-shift

Систематическое расхождение модельного поля с данными

Эта величина (в мГал) будет добавлена к вычисленному эффекту от модели для удобства визуализации результатов. Изначально оставьте 0.


Изменение плотности с глубиной При нажатии кнопки “Depth/Density” открывается таблица распределения плотности по вертикали (Vertical Density Distribution Table), которая позволяет вам задать до 30 интервалов глубин и соответствующих им значениям плотности. Глубины границ интервалов должны задаваться последовательно (в убывающем порядке),

например: -750, -1000, -1320,...

ВКЛАДКА MAGNETICS (МАГНИТНОЕ ПОЛЕ)

Observed Magnetic Grid

Наблюденное магнитное поле

Опционально. Укажите грид-файл наблюденного поля или оставьте поле пустым.

Calculated Magnetic Grid

Вычисленное магнитное поле

Укажите имя для грид-файла вычисленного поля от модели, например, "salt_calcmag.grd."

Calculated misfit Grid

Невязка подбора

Введите имя для грид-файла расхождения (ошибки) с наблюденным полем, например, "salt_errmag.grd."

Observation Elevation

Высота наблюдения

Высота, на которой проводились наблюдения магнитного поля и будет вычислен эффект от модели (Z + вверх). В данный момент вы можете ввести только горизонтальную поверхность, но в следующих версиях программы можно будет использовать криволинейную поверхность. Введите 0.0 (уровень моря).

Background Susceptibility

Магнитная восприимчивость

Соответствует магнитной восприимчивости воздушного полупространства ("Air Block") в двумерных моделях GM-SYS. Для нашей модели используйте 0.0 (*10-6 единиц СГС.)

DC-shift

Систематическое расхождение модельного поля с данными

Эта величина (в нТл) будет добавлена к вычисленному эффекту от модели. Изначально можно оставить 0.


Earth's Field (Нормальное геомагнитное поле): Компоненты нормального геомагнитного поля могут быть рассчитаны с использованием утилиты Geosoft NGRF, модуля Oasis IGRF или получены по картам или данным из других источников.

Field Strength (nT)

Напряженность магнитного поля,

в нТл

Напряженность геомагнитного поля в точке наблюдений (в нТл). Для нашей модели используйте 48956.

Field Inclination

Магнитное наклонение

Магнитное наклонение в точке наблюдения (в градусах). Введите 60.23

Field Declination

Магнитное склонение

Магнитное склонение в точке наблюдения (в градусах). Введите 0.63.

ВКЛАДКА SEISMIC (СЕЙСМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ)

Datum

Линия приведения

Абсолютная отметка базисного уровня для временной модели.

(Z+ вверх)

Max Time (TWTT)

Максимальное время 2t

Максимальное двойное время пробега волны

(единицы измерения задаются в следующем поле).

Time Units

Единицы измерения времени

Единицы измерения: секунды (seconds), миллисекунды (milli-seconds) или микросекунды (micro-seconds)

Velocity (Vo)

Скорость Vо

Скорость в слое от линии приведения до первой отражающей границы.

(единицы измерения вводятся в следующем поле).

Velocity Units

Единицы измерения скорости

Единицы измерения скоростей, которые используются для данной модели. (В данный момент вы можете использовать только м/cек).


Вы можете выполнить преобразование временной модели скоростей в глубинную модель, нажав кнопку “Convert to Depth Model”, расположенную в нижней части вкладки.

Кнопка “Edit Layers” (Редактировать слои) отображается на всех четырех вкладках диалогового окна.

Редактирование слоев Следующие диалоговые окна позволят вам ввести параметры слоев модели. В нашей модели будем вводить постоянную плотность для каждого слоя. Если вы хотите задать изменение плотности по глубине, перейдите на вкладку Gravity, укажите поверхность относимости в поле DD Reference surface, а затем щелкните на кнопке “Depth/Density”, чтобы ввести интервалы глубин и соответствующие значения плотности.

Щелкните на кнопке “Edit Layers” (Редактировать слои), чтобы ввести параметры первого слоя в окне “Layer 1 of 1”. Заполните поля диалогового окна, используя значения для слоя 1 из таблицы “Параметры слоев модели”. Нажмите на кнопку “Next” (Далее), чтобы добавить следующий слой и ввести его параметры.

Введите параметры для всех пяти слоев модели. По окончании ввода параметров пятого слоя щелкните на кнопке “OK”, чтобы закрыть диалоговое окно и сохранить изменения. На экране появится маленькое окошко со списком всех пяти слоев. Используя этот список, вы можете сразу перейти к нужному слою, чтобы не пролистывать все слои. Щелкните снова на кнопке “OK”, чтобы закрыть окно редактирования слоев.

Параметры слоев модели

Layer

Слой

Top of Layer

Верхняя граница слоя

Density

Плотность

Density Source

Распределение плотности

Mag.

Намагни-ченность

Susc.

Восприим-чивость

Inc.

Накло-нение

Dec.

Скло-нение

1 sealevel.grd 1.03 Constant

(постоянная)

0 0 0 0

2 bathy.grd 1.90 Constant 0 0 0 0

3 top_salt.grd 2.2 Constant 0 0 0 0

4 bottom_salt.grd 2.4 Constant 0 0 0 0

5 basement.grd 2.7 Constant 0 0 0 0


Программа вернет вас в диалоговое окно “GMSYS-3D Model Setup”, в котором вы можете внести дополнительные изменения в вашу модель. Щелкните на кнопке “OK”, чтобы закрыть диалоговое окно "GMSYS-3D Model Setup". На экране появится диалоговое окно“Save Model Definition”.

Если вы нажмете на кнопке “Save” (Сохранить), программа сохранит файл модели под тем же именем (salt.g3d). Кнопка “Save As…” (Сохранить как…) позволяет сохранить файл модели под другим именем. Кнопка “Don’t Save” (Не сохранять) означает, что все текущие параметры модели будут храниться в памяти рабочего пространства до того момента, пока вы не закроете текущую модель или не откроете новую. Если вы сохраните свой проект, перед тем как выйти из программы Oasis montaj, то в следующий раз, когда вы снова откроете этот проект, программа восстановит все параметры модели. На данном этапе сохраните модель (кнопка “Save”)! Вы можете вернуться в это диалоговое окно позже, чтобы сохранить вашу модель, щелкнув на кнопке “Edit Model” (Редактировать модель). Вы также можете сохранить модель позже, выполнив команду GMSYS-3D | Model Definition | Close Model. Если вы изменяли вашу модель, то при выполнении команды “Close Model” (Закрыть модель) программа спросит вас, не хотите ли вы сейчас сохранить модель.

Нажатие на кнопку “Cancel” (“Отмена”) означает то же самое, что и “Не сохранять”.

Проверка “правильности” модели После того как вы создадите начальную модель, вы должны убедиться, что все грид-файлы соответствуют индекс-гриду, и что никакие поверхности слоев не пересекаются. При установленном флажке “Auto Check Model” программа автоматически запускает проверку модели, как только вы закончите редактирование. Вы можете в любое время запустить проверку модели, щелкнув на кнопке “Check Model” (Проверка модели) или выбрав соответсвующую команду в подменю Model Definition. Если программа обнаружит какие-то ошибки, она предложит способы автоматического исправления этих ошибок:

• Пересчитать грид в другую проекцию или изменить размер ячейки

и (или)

• Обрезать одну из пересекающихся поверхностей (грид) по линии пересечения со второй поверхностью

Процесс будет повторяться до тех пор, пока не будут исправлены все ошибки. Программа не должна обнаружить никаких проблем в нашей демонстрационной модели. Однако если программа найдет ошибку, на экран выскочит окошко с предложением отобразить журнал ошибок (Error Log). Щелкните на кнопке “yes” (да), чтобы отобразить журнал ошибок (gms3check.log) в вашем текстовом редакторе. Программа не может автоматически исправить распространенную ошибку: “?????.grd crosses model bottom plane”, которая означает, что данная поверхность (грид ????.grd) пересекает нижнюю плоскую границу модели. Такое может произойти, если вы не указали нижнюю границу модели (параметр “Half-Space


Bottom”) или забыли поставить знак минус перед введенным значением. Если программа вывела такую ошибку, выполните в меню команду Model Definition | Edit Model и введите в поле “Half-Space Bottom” значение “-20000”.


Глава 2: Прямая задача Подготовка для БПФ Для вычисления прямого эффекта от модели в программе GMSYS-3D используется алгоритм Быстрого Преобразования Фурье (БПФ). Для исключения краевых эффектов все гриды модели должны быть увеличены в размере и "заполнены" значениями, характеризующимися периодичностью. Пользователю предлагаются на выбор два способа подготовки грид-файлов для БПФ. Более простой из них – это автоматическая подготовка (команда меню Setup Automatic FFT Preparation). При использовании этого способа программа каждый раз увеличивает размер всех гридов в ходе процесса вычислений, а затем, по окончании вычислений, восстанавливает их первоначальный "маскируя" увеличенные области гридов. Второй способ позволяет выполнить подготовку каждого грида отдельно перед построением модели, используя процедуры в подменю Manual FFT Preparation (Ручная подготовка для БПФ). Данный способ предоставляет больше возможностей для управления и позволяет сэкономить время в процессе вычислений.

Для выполнения учебных упражнений нам вполне подойдет способ автоматической подготовки. В меню GMSYS-3D щелкните на Automatic FFT Preparation (Автоматическая подготовка к БПФ). В поле Minimum % to Expand Grids (минимальный % увеличения) оставьте по умолчанию “50%”. В поле Shape of Output Grids (форма выходных гридов) выберите “RECTANGLE” (прямоугольник).

Вычисление прямого гравитационного эффекта Чтобы рассчитать прямой гравитационный эффект от модели, выберите команду Forward Gravity Calculation в подменю Calculate и щелкните на "OK". Программа вычисляет прямой эффект от модели на горизонтальной поверхности на заданной высоте (reference elevation), которую вы указали при вводе модели. В нашем примере прямой эффект будет вычислен на поверхности уровня моря.

Обратите внимание, что при вычислении прямого эффекта программа создает новую базу данных, которая содержит краткую статистику грида вычисленного расхождения наблюденного и модельного полей. Выберите команду Edit Model (Редактировать модель) в подменю Model Definition.


Перейдите на вкладку Gravity и введите в поле DC-Shift среднее значение расхождения из столбца "Mean". Нажмите на “OK” и сохраните вашу модель.

Для ввода среднего значения расхождения проще всего использовать функцию “копировать и вставить”. Щелкните правой кнопкой мыши по ячейке со значением в столбце Mean и выберите команду Copy (Копировать). Перейдите в диалоговое окно, щелкните правой кнопкой в поле DC-Shift и щелкните на Paste (Вставить).

Запустите снова функцию расчета прямого эффекта, выполнив команду Forward Gravity Calculation , чтобы ввести систематическое расхождение модельного поля с данными.


Глава 3: Визуализация модели Цветовые зоны Выберите команду Create a Color Zone File for the Model (Создать файл цветовых зон для модели) в подменю Display. Программа создаст файл раскраски для отображения всех поверхностей модели в согласованной цветовой схеме. В поле Output color zone file введите имя выходного файла "Structure.zon". Это диалоговое окно уже должно содержать названия грид-файлов поверхностей. Вы можете использовать разные таблицы цветов или способы раскраски, но на данном этапе просто щелкните на “OK”.

Визуализация трехмерной модели Чтобы отобразить на экране вашу трехмерную модель, выберите команду Display Model as a 3D Stack в подменю Display. Откроется диалоговое окно, в котором уже автоматически будут указаны названия грид-файлов поверхностей и файла раскраски. Все остальные параметры оставьте по умолчанию и щелкните на кнопке “OK”. Вы можете изменить вертикальный и горизонтальный масштаб модели, выполнив команду Settings/Rendering…в окне 3D Viewer (Oasis montaj версии 7.0 и выше). Увеличьте вертикальный масштаб в 3 раза.

Как только вы построите карту, вы можете использовать любые стандартные инструменты Oasis montaj для выполнения зуммирования и панорамирования изображения карты. Для того чтобы повернуть модель, изменить угол просмотра или прозрачность слоев, вам нужно открыть 3D Вьюер. Для этого щелкните на кнопке “Open 3D Viewer” (“Открыть 3D Вьюер”) , расположенной на панели инструментов Map Tools Bar (В Oasis montaj версии 6, щелкните на кнопке “Select or change current view” на панели инструментов Map Tools Bar. Затем дважды щелкните левой кнопкой мыши по карте с изображением трехмерной модели.

Гриды аномальных полей Чтобы отобразить гриды аномальных гравитационных полей (наблюденного, модельного и расхождения) на двумерных картах, выберите команду Display Grav Anomaly Grids as 2D Maps в подменю Display. Щелкните на кнопке “OK”, чтобы выстроить все три карты в ряд вдоль левого края экрана.

Отображение поверхностей модели на двумерных картах Для отображения гридов поверхностей выберите команду Display Structural Grids as 2D Maps в подменю Display. Откроется диалоговое окно, которое уже содержит всю необходимую информацию (названия грид-файлов и файла раскраски). Пропустите сейчас этот шаг, чтобы не загромождать вашу рабочую область. Если вам нужно отобразить какой-то отдельный горизонт, используйте стандартную команду отображения грид-файла в меню Oasis montaj (Grid and Image| Display).


Глава 4: Обратная структурная задача Обычно у геологов и геофизиков имеется достаточное количество данных о положении верхней границы соляных куполов, но меньше информации относительно их нижней границы. Обратная задача гравиразведки позволяет уточнить положение и форму этой границы. Для демонстрации этой возможности мы заменим нижнюю поверхность соляного купола ("bottom of salt") плоским горизонтом и попытаемся смоделировать нижнюю поверхность соляного купола.

Выберите команду New Constant Grid (Новый грид с постоянным значением) в меню GMSYS-3D. В поле Output Grid Name введите имя выходного грид-файла (например, base5000.grd), а в поле Constant Grid Value (Постоянное значение грида) введите "-5000". Программа создаст грид, совместимый с индекс-гридом и содержащий в каждой ячейке постоянное значение "-5000" метров. Затем выберите команду Edit Model (Редактировать модель) в подменю Model Definition. Щелкните на кнопке "Edit Layers" (Редактировать слои) и выберете в списке "bottom_salt.grd". Щелкните на кнопке "Edit" (Редактировать) и вместо нижней поверхности соли "bottom_salt.grd" укажите плоский грид "base5000.grd". Нажмите кнопку “OK”. Убедитесь, что установлен флажок “Auto Check Model”, и снова щелкните на “OK”.

На экране появится диалоговое окно “3D Model Grid Checking”. Щелкните на кнопке “OK”, чтобы выполнить проверку “правильности” модели. Программа заметит, что горизонт с отметкой -5000 м (грид “base5000.grd”) пересекает верхнюю поверхность соляного купола (грид “topsalt.grd”) и выведет на экран диалоговое окно “Fix Crossed Surfaces” (Исправить ошибку пересечения поверхностей). В поле Repair Mode выберите “1 Clip to Upper Grid” (Обрезать по границе верхней поверхности) и щелкните на кнопке “Continue” (Продолжить). Новая плоская поверхность, которую мы вставили в модель, пересекала вышележащую поверхность. В процессе исправления этой ошибки программа изменила новый грид “base5000” таким образом, что теперь он совпадает с вышележащей поверхностью соляного купола (topsalt.grd) во всех тех точках, в которых он выходил за ее пределы.

По завершении процедуры проверки модели на экране снова появится диалоговое окно “Save Model Definition“ (Сохранить модель). Нажмите на кнопке "Don't Save" (Не сохранять). Программа вам напомнит, что в этом случае все изменения будут храниться только в памяти рабочего пространства.

В настоящий момент (в версии 1.0), если вы заменяете какой-то горизонт модели, программа не обновляет карты с изображениями поверхностей и трехмерной моделью автоматически. Вы можете заново построить карты, выполнив команду Display Structural Grids as 2D Maps в подменю Display. Для того чтобы обновить карту с изображением 3D модели, закройте открытую карту и выполните команду Display Model as a 3D Stack в подменю Display, чтобы построить модель заново.

Если увеличить трехмерное изображение модели, можно увидеть, что горизонт, соответствующий отметке -5000 м (“base5000.grd) был изменен в местах пересечения с верхней границей соли. Выберите команду Forward Calculation (Вычисление прямого эффекта) в подменю Calculation. Обратите внимание, что по окончании


вычислений программа автоматически обновляет карту модельного поля, карту расхождения полей, а также карту с изображением модели.

В папке с учебными файлами прилагается еще одна модель соляного купола c:\Oasismontaj\data\gmsys-3d\salt2. Эта модель уже содержит плоскую поверхность "base5000.grd" и подготовлена для выполнения обратной структурной задачи.

Выберите команду Gravity Structural Inversion (Обратная структурная задача) в подменю Calculate (Рассчитать). В списке Inversion Surface выберите поверхность, которую мы хотели бы моделировать: "base5000.grd". Вы можете изменить максимальное число итераций (параметр Maximum Number of Inversion Iterations) или предел сходимости (параметр Сonvergence Limit) (программа попытается подобрать такую поверхность, при которой среднеквадратическое расхождение наблюденного и вычисленного полей не будет превышать этого значения). В нашем упражнении просто щелкните на “OK”. Обратите внимание, что по окончании вычислений программа автоматически обновляет все карты и базу данных с вычисленным расхождением и ошибкой подбора.

Программа записывает в базу данных salt_stats.gdb результаты всех вычислений прямого эффекта, включая дату и время. Открыв полностью окно электронной таблицы, вы сможете увидеть относительные улучшения в результатах подбора модели.

Если вы не довольны результатами подбора, вы можете отменить выполненные действия. Чтобы вернуться на шаг назад, выберите команду Gravity Structural Inversion в подменю Calculate. Затем в поле “Undo Previous Inversion” (Отменить предыдущий шаг инверсии) выберите “Yes” (Да) и щелкните на “OK”.


Глава 5: Извлечение двумерной модели GM-SYS Если ваша лицензия включает модуль GM-SYS Profile Modeling, вы можете извлечь двумерную модель GM-SYS из вашей трехмерной модели. Сначала активизируйте двумерную карту. Выберите команду Extract 2D GM-SYS Model (Извлечь двумерную модель GM-SYS) в подменю 2D Cross Sections. На экране появится диалоговое окно, в котором уже указаны гриды аномальных полей и поверхности вашей трехмерной модели. В поле Model Name введите имя новой двумерной модели и щелкните на кнопке “Finish” (Готово). Затем нажмите кнопку “OK” и с помощью мыши проведите на карте линию, по которой хотите построить двумерную модель. Щелкните правой кнопкой мыши и выберите в контекстном меню команду Done (Завершить), чтобы построить модель. В этот момент вам будет предоставлена возможность запустить программу GM-SYS.

Обратите внимание, что при открытии двумерной модели в программе GM-SYS Profile блокам модели были присвоены названия поверхностей трехмерной модели и установлены соответственные значения плотности (и магнитной восприимчивости). Имейте в виду, что эта опция корректно работает в том случае, если слои трехмерной модели имеют постоянные значения плотности. Для моделей с латеральным или вертикальным изменением плотности слоев программа предлагает возможность построения геоплотностного разреза, которая описывается в Главе 9.


Глава 6: Изменение плотности с глубиной В результате уплотнения пород осадочные слои, как правило, характеризуются постепенным увеличением плотности с глубиной. GMSYS-3D позволяет смоделировать такую ситуацию и указать изменение плотности с глубиной в одном или нескольких слоях модели при помощи таблицы Density/Depth (Плотность/Глубина). Вы можете использовать только одну таблицу изменения плотности для вашей модели, но эта таблица может использоваться для любого количества слоев. В таблице вы должны указать отметки интервалов глубин, которые отсчитываются от поверхности относимости. В качестве поверхности относимости можно использовать любой грид-файл (не обязательно слой модели), соответствующий вашей модели по своему размеру и размеру ячейки. В большинстве случаев поверхностью относимости может являться топографическая или батиметрическая поверхности. Для нашей модели мы зададим простую таблицу изменения плотности, используя данные, полученные по каротажным диаграммам. В качестве поверхности относимости мы будем использовать батиметрическую поверхность.

Выполните команду Model Definition | Edit Model и перейдите на вкладку Gravity. В поле “DD Reference Surface” укажите грид-файл “bathy.grd”, используя кнопку “Browse”. Затем щелкните на кнопке “Depth/Density” в нижней части диалогового окна “GMSYS-3D Model Setup”, чтобы открыть таблицу изменения плотности, представленную на рисунке справа.

Заполните поля таблицы значениями глубины (Depth) и плотности (Density), которые указаны в таблице справа. Щелкните на кнопке “OK”, чтобы сохранить таблицу и выйти из диалогового окна. Мы только что создали таблицу изменения плотности с глубиной, но программа пока еще не использует ее для нашей модели.

Щелкните на кнопке “Edit Layers”. Выберите в списке второй слой (2 .\bathy.grd) и щелкните на кнопке “Edit”. Перейдите на вкладку Gravity диалогового окна “Edit


Layer 2 of 5”и установите переключатель в положение “Vertical Density Distribution”. Щелкните на кнопке “OK”. Нажмите еще раз “OK”, чтобы сохранить изменения и вернуться в диалоговое окно “GMSYS-3D Model Setup”. Повторите выполненные шаги для четвертого слоя (4.\base5000.grd). Щелкните на кнопке “OK”, чтобы выйти из режима редактирования модели, а затем щелкните на кнопке “Don’t Save”. Программа сохранит выполненные изменения в памяти рабочего пространства. Мы только что задали распределение плотности в осадочных слоях, перекрывающих соляной купол.


Глава 7: Интерактивное редактирование грид-файлов

GMSYS-3D предоставляет два инструмента для интерактивного редактирования грид-файлов. С помощью инструмента Path Edit (Редактирование с помощью полилинии) вы можете изменить значения грид-файла в пределах фиксированного диапазона по обе стороны от оси полилинии. Инструмент Poly Edit (Редактирование с помощью полигона) позволяет изменять значения грид-файла внутри заданного полигона. В обоих случаях программа автоматически перерисовывает изображение карты и предоставляет пользователю возможность отменить последнее выполненное действие.

Для построения грида латерального изменения плотности фундамента мы воспользуемся обоими инструментами. Выберите команду New Constant Grid в меню GMSYS-3D, чтобы создать новый грид-файл. В поле “Output Grid Name” введите имя выходного файла “vary_basement_density.grd”. В поле “Constant Grid Value” введите “2.60” и нажмите кнопку “OK”. Отобразите на экране новый грид-файл, используя команду Display | Single grid в меню Grid and Image и выбрав опцию “New Map” (Отобразить на новой карте).

Редактирование с помощью полилинии (Инструмент Path Edit) Выполните команду Grid Editing | Path Edit в меню GMSYS-3D. Введите значения параметров в диалоговом окне как показано на рисунке справа. Программа автоматически перерисует измененный грид-файл. Функция “Auto Rezone” означает, что программа перекрасит карту, отобразив изменения значений грид-файла. На рисунке ниже представлены все формы инструментов редактирования, предлагаемые в программе GM-SYS 3D. Стрелкой на рисунке показано направление проведенной на гриде линии.

Gaussian

Гауссовская Cosine

Косинусоидальная Tent

Тент


left wedge

Клинообразная форма с наклоном влево

right wedge

Клинообразная форма с наклоном вправо

Square

Квадратная

Щелкните на кнопке “OK”. На экране появится информационное окно “Enter points (1 or more) for Edit Tool” (Задайте одну или несколько точек линии). Нажмите “OK” и проведите на карте “vary_basement_density” линию от правого нижнего угла карты к верхней границе, как показано на рисунке справа. Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы отметить вторую точку линии. Затем щелкните в любом месте правой кнопкой мыши и выберите в контекстном меню команду “Done” (Завершить). Для того чтобы отметить на карте точки линии, вы можете щелкать мышью за пределами окна карты, но для вызова контекстного меню нужно щелкнуть правой кнопкой внутри окна карты.

После того как вы щелкните на “Done” (Завершить), программа изменит значения грида и перерисует вашу карту. Сейчас ваша карта должна выглядеть так, как показано на рисунке справа.

В нашем примере мы провели прямую линию, задав всего две точки, но для ваших задач вы можете рисовать любые полилинии, задавая сколь угодное количество точек. Чтобы продемонстрировать функцию отмены выполненного действия, мы снова выполним команду Grid Editing | Path Edit в меню GMSYS-3D. На этот раз мы щелкнем на кнопке “Undo” (Отменить). Программа отменит все выполненные действия и перерисует


карту. Выберите еще раз команду Grid Editing | Path Edit и повторите все предыдущие шаги редактирования. Ваша карта снова должна выглядеть так, как показано на рисунке справа.

Помните, что вы можете отменить только последнее выполненное действие! Если вы выполняете несколько действий подряд, то ваш исходный грид-файл будет потерян. Резервная копия значений грида хранится в файле с названием “<grid_name>.EUN”.

Редактирование внутри полигона (Инструмент Poly Edit)

С помощью инструмента Poly Edit вы можете изменить значения грид-файла внутри заданного полигона. Прежде чем запустить функцию редактирования, сначала нужно создать полигон. Для создания полигона вы можете использовать инструмент рисования полигона, который вызывается из меню GMSYS-3D с помощью команды Grid Editing | Digitize Polygon. Однако для выполнения следующего упражнения у нас уже имеется простой полигон прямоугольной формы.

В меню GMSYS-3D, выполните команду Grid Editing | Polygon Area Edit (Редактирование грид-файла | Редактирование внутри полигона). Заполните поля диалогового окна, как показано на рисунке ниже.

В поле Calculate Surface Using выберите “EXPRESSION” (Выражение). Обратите внимание, что в поле “Smooth Surface Order” (Степень сглаженной поверхности) по умолчанию установлена единица. При выборе опции “EXPRESSION” этот параметр не используется. Щелкните на кнопке “View Poly”, чтобы нарисовать на карте выбранный полигон. Вы увидите, что в левой части карты появились две параллельные черные линии. Данный полигон выходит за границы нашей карты, и программа отобразила его только в пределах карты. Диалоговое окно остается открытым.


Щелкните на кнопке “OK”. На экране появится диалоговое окно, представленное на рисунке справа. Введите значение “2.75”, чтобы установить значения грида равными 2.75 в пределах заданного полигона. Вы также можете ввести в этом диалоговом окне любое математическое выражение, использующееся для гридов в программе Oasis montaj. Щелкните на кнопке “OK”, чтобы завершить редактирование и перерисовать карту. Сейчас ваша карта должна выглядеть так, как показано на рисунке справа.

Инструмент редактирования внутри полигона, так же как и инструмент редактирования по линии позволяет отменить последнее выполненное действие. Будьте внимательны при использовании обоих инструментов на одном и том же гриде.


Глава 8: Изменение плотности слоя по латерали Чтобы задать изменение плотности слоя модели по латерали, вы можете использовать грид, содержащий разные значения в своих ячейках. Мы будем использовать грид, построенный с использованием инструментов редактирования (Глава 7). В нашем примере плотность пород линейно возрастает от 2.60 гм/см3 до 2.70 гм/см3 с ЮЗ на СВ. В западной части участка располагается дайка с плотностью 2.75 гм/см3. Мы хотим задать такое распределение плотности для фундамента.

Выполните команду Model Definition | Edit Model в меню GMSYS-3D. Щелкните на кнопке “Edit Layers”. Выберите в списке пятый горизонт (basement.grd) и щелкните на кнопке Edit. Перейдите на вкладку Gravity и установите переключатель в положение “Lateral Density Distribution” (Латеральное распределение плотности). При этом активизируются поле “LDD Grid” и кнопка “Browse”. Выберите грид-файл “vary_basement_density.grd” и щелкните на кнопке “OK”, чтобы выйти из окна редактирования. Щелкните еще раз на “OK”, чтобы покинуть главное диалоговое окно GMSYS-3D Model Setup. Нажмите кнопку “Don’t Save” (Не сохранять) для завершения процесса редактирования.


Глава 9: Построение геоплотностного разреза Для визуализации плотностных неоднородностей по латерали и глубине программа GMSYS-3D предоставляет инструмент, с помощью которого вы можете построить геоплотностной разрез в произвольном направлении.

Активизируйте вашу карту, щелкнув по ней мышью. Затем, выберите команду 2D Density Cross Section Slice в подменю 2D Cross Sections. В поле “New Profile Name” (Название новой линии) введите “Line1_SW_NE”, а в поле “Plot Surrounds?” (Рисовать границы?) оставьте “No” (Нет). В поле “Method to Set Profile Coordinates” (Способ задания координат точек профиля) выберите “New Digitized Points” (Задать интерактивно новые точки) и щелкните на кнопке “OK”. На экране появится сообщение “Extract Profile” (Построить разрез). Щелкните на кнопке “OK”, чтобы начать рисовать линию разреза.

Не забывайте, что линию нужно рисовать на активной карте. Проведите на вашей карте линию с ЮЗ на СВ. Первым щелчком мыши вы задаете начальную точку и “нулевую” отметку на линии разреза. Вторым щелчком мыши вы отмечаете крайнюю правую точку и одновременно запускаете процесс построения разреза. Вы заметите, что на экране мелькнет изображение окна базы данных, которое будет свернуто и помещено в левый верхний угол окна программы Oasis montaj.

На экране откроется карта с изображением плотностного разреза, как показано на рисунке ниже. Обратите внимание, что при наведении курсора на изображение разреза программа отображает “реальные” X,Y, и Z-координаты в правом нижнем углу окна Oasis montaj. “Связывающий” курсор работает между картами в обычном режиме.

Плотностные неоднородности отображены на разрезе переходом цветов с использованием цветовых зон и таблицы цветов, установленных по умолчанию. Чтобы изменить цветовые зоны, откройте окно “View/Group Manager” и выделите группу “AGG_line1_sw_ne” в Виде “STACK_0”. Щелкните на кнопке “Edit”, чтобы открыть окно инструмента “Color Tool”, и щелкните на кнопке “Load from file” (Загрузить из файла). Замените тип файла на “Color Zones (*.zon)” и выберите из вашей рабочей директории файл “density4a.zon”. Щелкните на “OK”, чтобы закрыть окно “Color Tool”. Программа перерисует плотностной разрез, отобразив большее число градаций плотности в фундаменте, как показано на рисунке ниже.


Как посмотреть значения плотности на разрезе На разрезе границы слоев очерчены черными линиями, а изменения плотности по латерали и вертикали отображены переходом цветов. Чтобы посмотреть значения плотности на разрезе, щелкните правой кнопкой мыши в любом месте на разрезе и выберите в выпадающем меню Grid Value | LINE_SW_NE_dens. Затем щелкните левой кнопкой мыши в любом месте на вашем разрезе, и программа отобразит соответствующе значение плотности в правом нижнем углу окна программы Oasis montaj. Для выхода из этого режима щелкните правой кнопкой мыши и выберите команду Done (Завершить).

Как вынести линию разреза на карту Вы можете построить любое количество разрезов, сохраняя их под разными именами. Если вы используете имя уже имеющегося разреза, программа заменит имеющийся разрез новым. Вся информация по разрезу хранится в базе данных Oasis montaj с именем <название модели>_prof.gdb. Если название вашей линии разреза начинается с буквы “L“, “T“, “B“, “R“, “D“ или “S”, то программа запишет эту линию в базе данных под таким же именем. Во всех других случаях программа добавит перед названием линии букву “S”, для того чтобы ваша линия соответствовала типу линии, используемому в среде Oasis montaj. Программа сохранит новую линию разреза и свернет базу данных в пиктограмму, поместив ее в левый верхней угол окна программы Oasis montaj.

Активизируйте карту, на которую вы хотите вынести линию построенного разреза. Раскройте свернутое окно базы данных “salt_prof.gdb” и выполните команду Line Path…в меню Map Tools. Далее продолжайте привычные шаги, которые вы обычно выполняете для отображения на карте линий съемочных профилей.

Documents

3D Salt Model Tutorial - agtsys.ru · Если вы работаете с Oasis montaj версии 5.1.8 или более ранней версией, выберите в меню