 |
В. Детерминистские (функциональные) модели интерпретации.
|
|
|
|
Эти модели достаточно широко известны. Из последних источников можно порекомендовать обстоятельную статью А.А.Никитина, где рассмотрены общие принципы комплексной интерпретации на базе системного анализа и дается компактное, четкое изложение ряда конкретных (самых распространенных в настоящее время) технологий КП [14].
Общая методология интерпретации, согласно [14], сводится к
1)выбору комплексной модели среды;
2)анализу модели;
3)оптимизации модели.
Модель выбирается исходя из существующих геологических представлений и концепций о глубинном строении Земной коры, физических возможностей методов и источников информации об изучаемых объектах.
Анализ модели геосреды реализуется путем
1) изучения корреляционно-спектральных свойств и информативности регистрируемых полей и их составляющих;
2)решения прямых и обратных задач геофизики по отдельным методам;
3)последовательного проведения КИ по данным двух, трех и более методов.
Под комплексной моделью среды понимается совокупность предположений и допущений о связи отдельных физических моделей среды, то есть в центре стоит вопрос о том, каковы связи между физическими и геометрическими параметрами различных физических моделей. В [14] по этому критерию выделено три типа моделей среды:S,U и M.
Комплексная модель S не предполагает, что существуют жесткие функциональные зависимости между физическими и геометрическими параметрами. Такая модель реализуется объединением, суммированием, согласованием физических параметров и не требует частичного или полного совпадения областей, занятых источниками аномалий.
Комплексная модель U, напротив, предполагает полное совпадение параметров исходных моделей среды. То есть необходимо совпадение граничных поверхностей, определяющих конфигурации отдельных геологических тел – элементов модели среды, а численные значения физических параметров, характеризующих одноименные тела должны быть связаны функциональными или тесными статистическими зависимостями (такой подход реализован в технологии СЭВР, которая будет рассмотрена ниже) и в задачах сейсмостратиграфии.
|
|
|
Комплексная модель М промежуточного типа имеет по [14] как связанные, так и независимые параметры.
Оптимизация модели осуществляется методом подбора, из всех возможных параметров модели выбирают те, которые обеспечивают минимум некоторого функционала качества – обычно это сумма квадратов отклонений наблюденных значений поля (полей) от теоретически рассчитанных значений при заданных параметрах модели.
Из известных методик КИ данных разных методов наиболее разработанными согласно [14,15] можно считать парные, то есть объединяющие какие-то два метода –
-сейсмо- и гравиразведку (методика согласованной сейсмогравиметрической ФГМ),
-сейсмо- и электроразведку (СЭВР),
-грави- и магниторазведку.
Комплексная интерпретация сейсморазведочных и гравиметрических данных по [14 ].
При их комплексировании среду в нижнем полупространстве характеризуют параметрами – σ (плотность), Vр и Vs (скорости продольных и поперечных волн соответственно), λ и μ (упругие коэффициенты Ляме). Полагают, что эти функции однозначные 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 в рамках моделей S, U, и M осуществляются путем:
1) составления исходной модели;
2) решения прямых задач с целью реализации подбора;
3) сравнения расчетных полей с наблюденными;
|
|
|
4) оптимизации модели с последующим повторением этапов 2-4.
“Жесткий каркас” сейсмических параметров, на который опирается “конструкция” модели, затрудняет согласование результатов разных методов. В рамках моделей U и M используется, в частности, 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. Как правило, этого не удается сделать опираясь на слоисто-однородный способ аппроксимации разреза и методология согласования несколько видоизменяется. Кроме того, реализуя обсуждаемую методику приходится учитывать, что “глубина” сейсмической интерпретации зачастую оказывается недостаточной для того, чтобы объяснить природу аномалий Δg (добиться согласования), в формировании которых определяющую роль играет рельеф и внутренняя неоднородность кристаллического фундамента. Говоря о недостаточной “глубине”, мы имеем ввиду тот факт, что на сейсмических временных или глубинно-динамических разрезах обычно не удается устойчиво проследить отражения от кровли фундамента и тем самым приходится восстанавливать геометрию этой гравиактивной поверхности по другим (менее надежным) источникам – фондовым построениям давних лет, осуществленным по материалам КМПВ и МПОВ, результатам решения обратных задач гравиразведки и магниторазведки. Можно предложить и другой путь – устранения из поля Δg трендовой составляющей, обусловленной влиянием фундамента,в результате чего интерпретатор освобождается от необходимости вводить в ФГМ факторы рельефа поверхности и неоднородности внутренней структуры кристаллического основания. Однако, линейный тренд (полином первой степени), слишком груб, а для подбора трендов более высокой степени обычно не хватает априорной информации).
Отсюда возникает идея более активно востребовать магнитометрические данные и перейти от сейсмогравиметрического моделирования к сейсмогравимагнитному. Такому переходу способствуют также многочисленные свидетельства недостаточности сейсмогравиметрического комплекса в сложных условиях юго-востока Русской плиты и Прикаспийской впадины [16]. Методика подобного “трехкомпонентного” моделирования, широко применяемого кафедрой геофизики СГУ, строится следующим образом. Первоначальный вариант геометризации модели по сейсмическому структурному каркасу и упомянутым источникам о гипсометрии кровли фундамента параметризуется в рамках слоисто-однородной аппроксимации по значениям σ, полученным по имеющимся керновым данным, фондовым каталогам, корреляционным зависимостям плотности от скорости и пр. Решение прямой задачи гравиразведки на основе такого слоисто-однородного варианта ФГМ обнаруживает существенное расхождение теоретического Δg с наблюденным. Процесс уточнения модели включает два этапа.
|
|
|
Во-первых, решается задача оптимизации структуры фундамента через магнитное поле, в формировании которого фундамент играет определяющую роль. Границы и структурная позиция блоков фундамента на разрезе моделируемого сейсмопрофиля определяется с учетом информации о разломах, непосредственно, извлекаемой из упоминавшихся фондовых источников и из рассмотрения особенностей волнового поля на временном или глубинно-динамическом разрезе. Петромагнитная параметризация блоков осуществляется с использованием результатов каппаметрических измерений и фондовых данных. Учитывая, что намагниченность осадочных пород не превышает, как правило, 100·10-3 А/М и наиболее магнитные из них участвуют в строении нижнего терригенного комплекса осадочного чехла, петромагнитная характеристика блоков фундамента подбирается такой, чтобы “скомпенсировать” основные особенности кривой ΔТ. Затем осуществляется параметризация тех же блоков плотностной модели так, чтобы плотностная их характеристика не противоречила петромагнитной. После уяснения роли блоков фундамента и тесно коррелированного с ним нижнего терригенного комплекса в формировании поля Δg подбираются плотности вышезалегающих блоков осадочного чехла с учетом скважинных и литературных данных. Внутриформационная геометризация этих комплексов модели, их разбиение на отдельные квазивертикальные блоковые тела, осуществляется в соответствии с рисунком волнового поля. В конечном счете, достигается совмещение расчетных и наблюденной кривой Δg и процесс формирования согласованной сейсмогравимагнитной ФГМ завершается петромагнитной параметризацией “квазиблоков” и совмещением расчетной кривой ΔТ с наблюденной. Процесс подбора кривых останавливается достижением минимума среднеквадратического отклонения расчетных кривых Δg и ΔТ. Для подбора ФГМ и расчета теоретических кривых используется программный комплекс GRAVBUL-MAGBUL, разработанный А.А.Булычевым (МГУ им. Ломоносова М.И.,2000г.). На рис.3.4 приведен пример согласованной сейсмогравимагнитной ФГМ по одному из фрагментов регионального сейсмического профиля “Оренбург-Маныч”, проходящего через Прикаспийский солянокупольный бассейн. Эта модель интересна разрастанием мощности карбонатного интервала под соляным куполом в контуре выделенного по сейсморазведочным данным Линеево-Дольского объекта. По кривой 3 на рис.3.4, полученной исключением из числа гравиактивных комплексов ФГМ упомянутого карбонатного ин
|
|
|
тервала видно, что образовавшийся минимум интенсивносью до 5мГал подтверждает факт наличия контрастного по плотности карбонатного тела в разрезе подсолевого палеозоя.
В лабораторной работе студенту будет предоставлена возможность освоить комплекс GRAVBUL-MAGBUL и приобрести навыки гравимагнитного моделирования.
|
|
|
