Специальной цифровой технологией преобразований визуализированной ИК тепловой информации по целевым функциональным палеткам обеспечивается получение принципиально новых более информативных данных о глубинном строении нефтегазоносных бассейнов и месторождений, а также о подповерхностном состоянии объектов природной и антропогенной среды.
Наряду с нетрадиционными технологиями многопараметрического анализа данных оптико-электронной съемки ИАКП продолжает применять и традиционные визуально-качественные методы геологического (структурно-нефтепоискового) дешифрирования: геоиндикационный, ландшафтно-индикационный, cтруктурно-геоморфологический, контрастно-аналоговый с использованием различных операций радиометрических преобразований и классификации изображений.
Ниже кратко охарактеризован метод видеотепловизионный генерализации Мухамедярова - новый метод дистанционного геотермического зондирования применительно к потребностям нефтегазовой геологии.
Общеизвестное положение «новый подход – новый результат» подтверждается практикой. В принятие прогнозных решений вовлекаются новые геологические информационные показатели; выявляются новые закономерности по новым свойствам геологической среды, по современной структуре геотермического поля.
Видеотепловизионная съемка (синхронная совмещенная съемка в видимом и тепловом диапазонах волн) входит в состав методов терморазведки, объединяющих физические методы исследования естественного теплового поля Земли. Она является геофизическим методом и по своей сути существенно отличается от традиционных аэрокосмических методов ДЗЗ, широко применяющихся в геологоразведке.
Технология МВТГМ является прикладным следствием следующей леммы-гипотезы, выдвинутой Р.Д. Мухамедяровым два десятилетия назад: тепловое излучение несет информацию о своем происхождении; в тепловой энергии, излучаемой любым объектом, «запечетлена» информация о глубинных процессах, происходящих внутри объекта [1,2].
Эндогенный тепловой поток (геотерма) ниже нейтрального (поверхностного) слоя не зависит от вариаций внешних факторов. Глубинное тепловое поле создается радиофизическими, химическими, гравитационными, деформационными, флюидными процессами. Температурный режим пород определяется восходящим эндогенным потоком, динамикой геологической среды и особенностями термических свойств пород. К поверхности эндогенное тепло передается через горные породы посредством кондуктивной (контактной) теплопроводности, конвекцией флюидами и излучением.
В отличие от яркости видимого диапазона, характеризующей отраженный от земной поверхности сигнал, зарегистрированная в дальнем ИК диапазоне электромагнитных волн (7,7÷13,5 мкм) радиационная температура, содержит лишь небольшую, несущественную часть отражений радиации; можно считать ее целиком интенсивностью излучения земной поверхности, калиброванной на шкале Кельвина. Тепловые ИК снимки являются исходной информационной основой для геофизической интроскопии при наличии соответствующего инструментов обработки, дешифрирования и отраслевой интерпретации.
Оптические свойства веществ в невидимом невооруженным глазом ИК диапазоне значительно отличаются от их свойств в видимом диапазоне спектра излучений, поэтому для дешифрирования данных ИК тепловых съемок требуется применение иных методов и критериев обнаружения и распознавания образов.
На стыке трех наук: термодинамики, информатики и дистанционной аэрокосмической радиометрии, - на основе МВТГМ родилась новая технология макро-, микро- и субмикродиагностирования подповерхностных состояний и процессов внутри различных объектов, включая мантию Земли. Эта технология имеет множество приложений и работает в широком диапазоне спектра электромагнитных излучений от рентгеновского и ультрафиолетового до низкочастотного радио.
Установленная функционально-корреляционная связь между градиентом поля температур и плотностью вещества в данной местности позволяет использовать макро- и микродиагностирование как с космических, так и авиационных носителей для решения широкого класса геологических задач:
- геологического картирования различных горных пород, складчатых и разрывных структур, сейсмоопасных зон;
- изучения рельефа и его погребенных форм;
- гидрогеологического картирования, картирования водоносных горизонтов, линз пресных и минерализованных вод, карстовых пещер;
- решения задач инженерной геологии, возникающих при проектировании и строительстве атомных станций, прокладке шоссейных и железных дорог, ведущих к этой станции, линий электропередач жилого городка.
Алгоритмы МВТГМ нацелены на выявление и картирование следующих новых нефтегазопоисковых факторов:
- генерализация ИК теплового поля – на селективное отображение блоково-морфоструктурного строения (геодинамических блоков и граничных разрывов) по структурным этажам;
- эквипотенциальная термометрия – на выявление внутренних термодинамических неоднородностей блоковых морфоструктур;
- линеаризация (синтезирование трех-четырех ИК зон, улучшение пространственного разрешения и последующая эквипотенциальная термометрия) - на выделение зон сжатия, растяжения, разупрочнения и разуплотнения горных пород с лучшими коллекторскими свойствами, в состав которых входят и зоны флюидоперетоков и флюидонакопления структурного и неструктурного типов.
Получение принципиально новых данных, дополняющих результаты структурного бурения и геолого-геофизические модели, обусловлено корреляционной связью между геотермическими полями и пространственной зональностью скоплений углеводородов (УВ). Результаты обработки по МВТГМ могут быть выражены в виде новых объектов, выделенных впервые, или прежних, с дополнительно полученными при интерпретации новыми характеристиками.
Существенная новизна МВТГМ состоит в следующем:
- без бурения достигнут практический эффект зондирования и прогнозирования глубинных температур аналогично геофизическим методам потенциальных полей;
- обеспечивается возможность сопоставительного анализа с глубинными геофизическими данными и результатами глубокого бурения путем 3D моделирования;
- уменьшается доля субъективизма в результатах интерпретации дистанционных данных благодаря автоматизаций многих процессов тематической обработки и анализа информации.
Обеспечивается возможность комплексирования с разными методами сбора геологической информации:
- с точечными (со скважинами, с пунктами вертикального геофизического зондирования и каротажа). Расчетные термограммы (1D) строятся в любой заданной точке;
- с профильными (с сейсморазведкой, электроразведкой 2D). Вертикальные разрезы геотермического поля и его градиентов (как вертикальных, так и горизонтальных) строятся после обработки по МВТГМ по любой заданной линии;
- с площадными (с атмогеохимической съемкой, структурной съемкой 2D). Строятся карты геотермического поля по горизонтальным срезам на заданных глубинах; на заданных глубинах строятся также графики плотности теплового излучения и графики градиента по горизонту;
- с объемными (с трансформированными картами гравиразведки, магниторазведки, 3D моделями ТРИАС). По горизонтальным срезам и вертикальным разрезам создается флюидотермодинамическая 2,5D ÷ 3D модель.
Экспериментальными исследованиями и производственными работами доказана воспроизводимость результатов вне зависимости от времени съемок. Сравнивались результаты по материалам зимних и летних съемок, выполненных в различные годы разными тепловыми радиометрами – Aster (KA Terre) и ETM+(KA Landsat-7). Полученные данные по тепловым аномалиям идентичны.
