عنوان پایان‌نامه
کاربرد مسائل معکوس گراویمتری در مطا لعات اکتشاف هیدروکربنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری- ژئودزی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3340;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76673;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3340;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76673
- تاریخ دفاع
- ۱۲ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- یحیی الله توکلی
- استاد راهنما
- علیرضا آزموده اردلان, عبدالرضا صفری
- چکیده
- این تحقیق نگاهی است متفاوت از منظر فیزیکال ژئودزی به مبحث مسائل معکوس گراویمتری اکتشافی با کاربرد در حوزه اکتشاف مخازن هیدروکربنی نفت و گاز. مشاهدات ثقل یکی از مشاهدات فیزیکی ارزشمند در امر مطالعات اکتشاف هیدروکربنی (نفت و گاز) است و در این بین یکی از مراحل بسیار مهم در پردازش مشاهدات ثقلی، مرحله معکوسسازی آن ها (به عبارتی مرحله حل مسئله معکوس گراویمتری) میباشد. عموماً معکوسسازی مشاهدات ثقلی در مطالعات اکتشافی برای اهدافی چون تعیین توزیع دانسیته جرمی سازندهای زمینی زیرسطحی و یا تعیین شکل هندسی ساختمان های زمینشناسی زیرسطحی صورت میپذیرد. اگرچه تا کنون پژوهشهای بسیاری در خصوص شیوه حل دستگاه معادلات مربوطه در مسائل معکوس گراویمتری مطرح گردیده است و تحقیقات فراوانی نیز در خصوص بدوضعی، شروط وجود جواب، شروط یکتایی جواب و شروط پایداری آن ایراد گردیده است، در این تحقیق پژوهشگر به دنبال آن میباشد که از منظری دیگر، با بازنگری نظریههای موجود در تئوری پتانسیل جاذبه مشخصههای ناشناختهای از میدان جاذبه را کشف نموده و از آن ها جهت بهبود مدل های ریاضی حاکم در مسائل معکوس گراویمتری بهره جوید. نگارنده این تحقیق به دنبال حل دستگاه های معادلات موجود در این مبحث نبوده و در عوض، هدف وی یافتن مدل‌های ریاضی جدید جهت وارونسازی مشاهدات ثقلی و استخراج توزیع دانسیته جرمی از آن ها بوده است. لذا نگارنده در ابتدا رفتار مشاهدات ثقل واقعی بر روی سطح زمین را مورد مطالعه دقیقتر قرار داده است و با بررسی قضایای موجود در تئوری پتانسیل به دنبال توجیه تناقضها و ابهامات موجود در رفتار آن ها بوده است. رفتارشناسی مشاهدات ثقلی بر روی سطح زمین و توجیه آن ها با تئوری پتانسیل، نگارنده را مجاب به ارائه تعاریف و قضایای جدید در این مبحث نموده است. یکی از دستاوردهای نظری و تئوری در این رساله، معرفی حالت خاص و ناشناختهای از معادله دیفرانسیلی پواسن به میدان ثقل زمین میباشد. تحلیلهای تئوری و نتایج عددی واقعی همگی مؤید برقراری میدان جاذبه زمین در حالت خاصی از معادله دیفرانسیلی پواسن بر روی سطح زمین بوده و این معادله دیفرانسیلی کشف شده، اساس تئوری‌ها و روش های معکوسسازی را در این رساله دکترا تشکیل داده است. نگارنده با استفاده از تئوری های مطرح شده و معادله دیفرانسیلی مذکور توانسته است روش هایی را جهت معکوسسازی مشاهدات ثقلی و تبدیل آن ها به توزیع دانسیته جرمی سازندهای زمینشناسی ارائه نموده و آن ها را در مسائل واقعی مورد آزمایش قرار دهد. تمامی نتایج به دست آمده در مطالعات موردی این تحقیق، با اطلاعات زمین شناسی موجود، نمونه برداری های مستقیم سنگ ها از سازندهای زمین شناسی و روش های کلاسیک موجود مورد ارزیابی و مقایسه واقع گردیده است. نتایج ارزیابی ها و مقایسه ها همگی حاکی از توانایی روش های پیشنهاد شده در استخراج دانسیته جرمی از مشاهدات ثقلی زمینی بوده است. کلید واژه ها: گراویمتری - اکتشافات هیدروکربنی - معادله دیفرانسیلی
- Abstract
- This research looks to geo-prospecting gravimetric inverse problems from a different viewpoint inspired by physical geodesy. The Earth’s gravity is always counted as a valuable geophysical observation for hydrocarbon exploration studies and the gravimetric inversion is a major step in processing and interpreting the gravity data. In geo-prospecting studies, the gravimetric inversion is required for determining the Earth’s mass-density anomalies as well as geometrical models of underground geological structures. Although the gravimetric inversion is a well-known classical inverse problem which has been frequently discussed in the literature, this research aims at reviewing the theories to find new characteristics of Earth’s gravitational field for improving mathematical models corresponding to gravimetric inverse problems. This research does not aim at solving common equations of the gravimetric inversion. Instead, it is going to find new mathematical models inverting gravity data and estimating Earth’s mass density. This research resurrects a version of Poisson’s Partial Differential Equation (PDE) associated with the gravitational field at the Earth’s surface and illustrates how the PDE possesses a capability to extract the mass density of Earth from gravity data. Herein, first we propound theorems which mathematically introduce the Poisson’s PDE adapted for the Earth’s surface and then we use the Poisson PDE as well as the theorems to develop methods of modeling the Earth’s mass density. Also, we carry out real case studies showing how the proposed approaches are able to be applied to a set of land-based gravity data. In the numerical experiments, the approaches are summarized by certain algorithms and they are applied to a set of gravity stations located along a part of the north coast of the Persian Gulf in the south of Iran. The results are validated via various geological data and the validations numerically indicate that the propounded theories have the capabilities to extract the mass density from land-based gravity data and are able to provide methods of estimating the Earth’s mass density even without using extra geological knowledge about the unknowns.
