Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
О необходимости комплексирования
|
|
Комплексная интерпретация геофизических данных. Понятие согласованной
ФГМ.
Под интерпретацией понимают процесс и результат преобразования косвенной геофизической информации в прямые геологические понятия и категории, осуществляемый с привлечением всех доступных дополнительных геолого-
геофизических данных. Т.е. геологическая интерпретация это всегда интерпретация комплексная.
Необходимость комплексирования обусловлена неединственностью и неустойчивостью решения обратных задач.
В зависимости от способов формирования и описания параметров –ФГМ подразделяются на детерминированные и вероятностно- статистические.
Детерминированные ФГМ формируют исходя из предположения о том,
что неслучайные величины, определяющие состояние объекта (ПФМ),
однозначно определяют соответствующие неслучайные характеристики модели физического поля. Т.е. тип связи поля со средой – жесткий, функциональный.
Такие модели эффективны при описании условно-однородных геологических объектов, контрастных по физическим свойствам. Детерминистские ФГМ получают путем расчета ожидаемых аномальных эффектов с помощью уравнений матфизики
при жестко ограниченных, наперед заданных значениях исходных ПФ и геометрических параметров модели. При комплексировании детерминистские модели употребляют в рамках схемы согласования и исключения известного.
Успех при использовании детерминистских ФГМ достигается в случае хорошей изученности, обеспеченности параметрическим материалом, эталонной информацией, т.е. на стадии подготовки объектов, а не поиска.
При комплексировании приходится использовать не однопараметровые, а многопараметровые ФГМ и при этом геологически не противоречивые. Такие
ФГМ называют согласованными. Под согласованностью понимается единство геологической трактовки результатов различных геофизических методов. Т.е. одна ФГМ должна удовлетворять наблюдаемому распределению разных геофизических полей.
Процедура согласования состоит в решении прямых задач по каждому из методов,
входящих в комплекс, от общих факторов ФГМ и в совмещении теоретических полей
с наблюденными. Тем самым подбирается такая ФГМ (такие параметры ФГМ)при которых совмещаются все теоретические кривые с наблюденными.
Однако предварительно проводится ранжирование этих факторов ФГМ по уровню
значимости (степени общности):
Факторы первого уровня – факторы, которые определяюткартину распеделения поля по всем методам комплекса (всеобщие). Они являются критериальными, т.к. именно по ним проводится согласование. В Прикаспийской впадине это кровля соли, подошва
соли, кровля фундамента (при глубине его залегания до 5 – 7 км).
Факторы второго уровня это факторы, общие не для всех полей, а лишь для некоторых. (подсолевые для сейсмо и электро-разведки).
Факторы третьего уровня формируют частные особенности отдельных полей и вообще
не нуждаются в согласовании. Наиболее часто методика согласованной ФГМ используется для 2-3 методного комплекса (сейсмо-гравиметрическая ФГМ). При комплексировании данных сейсмо- и гравиразведки среду характеризуют параметрами: плотность (σ), Vp и Vs (скорости продольных и поперечных волн), λ и μ (упругие коэффициенты Ламэ). Полагают, что эти функции однознпчные и непрерывные в пределах слоев или блоков и изменяются скачком на контактных поверхностях. При этом поверхности скачков параметров не обязательно совпадают между собой.
Комплексная интерпретация осуществляется путем:
Составления исходной модели;
Решения прямых задач с целью реализации подбора;
Сравнения расчетных полей с наблюденными;
Оптимизации модели с последующим повторением этапов 2-4.
«Жесткий каркас» сейсмических параметров, на который опирается «конструкция» модели, затрудняет согласование результатов разных методов. Обычно используют подход, при котором сейсмическая интерпретация по моделируемому профилю выполняется заранее и дает геометрическую структурную основу для интерпретации поля силы тяжести. То есть глубины и морфология контактных поверхностей (отражающих и, одновременно, гравиактивных границ) уже не меняется в процессе моделирования, а совмещение расчетных и наблюденных кривых должно быть достигнуто только вариацией плотностных характеристик.
Решение прямой задачи гравиразведки на основе слоисто однородного варианта ФГМ обнаруживает существенное расхождение упомянутых кривых. Процесс уточнения модели состоит в разбиении «однородных слоев» - комплексов модели на отдельные квазивертикальные блоковые тела. Такая внутриформационная геометризация комплексов осуществляется в соответствии с рисунком волнового поля. В конечном счете, достигается совмещение расчетной кривой с наблюденной и, тем самым, процесс формирования согласованной сейсмогравиметрической ФГМ завершается. Процесс подбора останавливается достижением требуемого минимума среднеквадратического отклонения расчетных кривых Δ g. Для подбора ФГМ и расчета теоретических кривых используется программный комплекс ГРАВБУЛ, разработанный в МГУ под руководством А.А. Булычева. (2000г).
О необходимости комплексирования
Идея комплексирования возникает из некорректности обратных задач – неединственности и неустойчивости. И та, и другая обусловлены эквивалентностью.
Необходимость комплексирования вызывается также
- снижением величины отношения сигнал/помеха по мере увеличения глубинности разведки (следствие – неоднозначность и неточность).
Поэтому необходима дополнительная информация –
- применение ряда методов с разными физическими основами, уровнем некорректности и точности;
- использование параметрических скважин, данных ГИС, с помощью которых можно определить петрофизические характеристики объектов, уточнить их геометрию (размеры)
Неустойчивость и неединственность следуют из эквивалентности. Различают 2 вида эквивалентности: теоретическую и практическую.
К примеру, известно, что Δ g (гравитационное поле) над объектом сферической формы таково, как если бы вся его эффективная масса была сосредоточена в центре тела, т.е. множество источников-шаров с одинаковой массой Мизб и местоположением (Х0, Z0) центра, но имеющих разные размеры (радиусы) и, следовательно, разную глубину залегания сферической поверхности создают в поле Δ g одинаковые по размерам и форме (тождественные) аномалии (рис. 1). Это явление именуется теоретической эквивалентностью.
Следствием такой эквивалентности является то обстоятельство, что интерпретируя поле Δ g можно найти только Мизб и Z0, или, иными словами, получить решение обратной задачи в виде бесконечного множества шаров разного радиуса Ri и различной плотности σ i, но с одинаковой избыточной массой и местоположением центра. Если, скажем, проведя гравиметрические наблюдения получим симметричную кривую с максимумом Δ gmax, можно этот максимум представить интегралом
Δ gmax=G 
где G – гравитационная постоянная, r- глубина центра массы, V- объем шара.
Для однородного шара это выражение можно переписать так:
Δ gmax=G(Мизб/r2)=G[V(σ 1- σ 0)/r2]/
Поскольку V=4/3 π R3, то для нахождения R, а затем и глубины залегания h=r-R- верхней кромки, т.е. глубины вскрытия поверхности аномалиеобразующего тела, аппроксимируемого шаром (это может быть и антиклинальная изометричная в плане нефтегазоносная структура, или изометричный соляной купол, или гнездообразная залежь полиметаллических руд и пр.), понадобится узнать σ изб= σ 1- σ 0 (плотностную характеристику разреза), т.к.
Мизб=V · σ изб=V(σ 1- σ 0).
К сожалению, по гравиметрическим наблюдениям на дневной поверхности таких данных получить нельзя, т.е. нельзя по данным одной только гравиразведки довести решение геологической задачи до конца – прийти к единственному правильному варианту без привлечения внешней, дополнительной информации. Однако, если дополнить кривую Δ g кривой ВЭЗ (вертикальных электрических зондирований), получаемой в результате проведения работ методом сопротивлений на постоянном токе, желанный вариант будет получен: границы раздела аномалиеобразующего источника (верхняя кромка) будет отмечена перегибом кривой ВЭЗ, фиксирующим скачок сопротивления. *
Тем самым, из упомянутого бесконечного семейства шаров будет извлечен единственный, отвечающий реальности. Разумеется, произойдет это только в том случае, если рудное тело характеризуется и повышенной (или пониженной) плотностью, и иным сопротивлением, чем у вмещающих пород. Такое соответствие, или даже родство физических свойств, на самом деле совсем не случайно, а напротив закономерно, т.к. отличаясь от окружающих пород своим минералогическим составом и строением, имея иные вещественно-структурные параметры, рудное тело будет иметь и другие значения плотности, электрического сопротивления, магнитной восприимчивости, скорости распространения упругих волн, то есть другие физические свойства. Рудное тело тем самым становится источником аномалий в распределении различных физических полей: силы тяжести, магнитного, электрических и прочих. Все это подводит нас к осознанию возможности и необходимости комплексирования различных геофизических методов для получения однозначных решений геологических задач, или, по крайней мере, сужения пределов их неоднозначности.
Практическая эквивалентность определяется совпадением аномальных эффектов от различных по размерам и глубине залегания объектов в пределах погрешности наблюдений и использованного способа интегпретации.
Приведем пример практической эквивалентности из электроразведки,
Ни в одном методе неоднозначность количественного решения обратной задачи не проявляется так наглядно, как в тех методах электроразведки, которые предназначены для определения глубины залегания и мощности слоев.
Как показывает опыт по кривым ВЭЗ можно определить продольную проводимость
Si = hi / ρ i или поперечное сопротивление Ti = hi ρ i промежуточного слоя, но не hi и ρ i порознь.
В случае трехслойной модели кривые ВЭЗ для изменяющихся в определенных пределах h2 и T2, но при условии S2= сonst или Т2 = сonst практически не нарушает распределения поля на дневной поверхности поверхности (расхождение не превышает 5-6%)и, кривые ρ к становятся
практически неразличимы (расхождение не превышает 5-6%, т.е. укладывается величину погрешности)
А если по данным, например, сейсморазведки определены hi, то можно найти и ρ i.
|
|