Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Шаг по профилю выбран 0.5 м, между профилями – 1 м. Симуляция измерений проходила с использованием трехэлектродной комбинированной установкой Шлюмберже Amn+mnB.Для каждой точки участвовали записи все возможные разносы АО (минимальный разносАО=0.75 м, максимальный разнос АО=13.75 м) при неизменяемых размерах приемной линииMN=0.5 м. В качестве точки записи принималась середина приемной линии MN.Рис.
4.2 Система наблюдений псевдо-3D-методики с 2-мя перпендикулярными азимутами профилей.80В рамках модели «Стена-Ров» при одинаковой сети наблюдений варьировались горизонтальные размеры (толщина стены), глубина залегания и контрастность (Табл. 4.1). Результатыхарактеризуют горизонтальную разрешающую способность, относительную глубинность и чувствительность предложенной методики для линейного объекта при его различной контрастности по отношению к вмещающей среде.Модель «Стены-Рвы» - это усложненный вариант, совокупность линейных объектов разной ориентации. Здесь расчеты проводились также для различной контрастности, но размерыкаждого линейного объекта и глубина верхней кромки уже не изменялись, их оптимальнаяконфигурация была определена по результатам расчетов первой модели.
Зато для этой усложненной модели существенно изменялась глубина нижней кромки, чтобы была возможностьанализировать, насколько отличаются результаты псевдо-3D-съемки для объектов приповерхностных и объектов, простирающихся на глубину.301003000300.1303000.0130300010300301003000300.1303000.013030008 х 0.53518х10.51.50.58 х 0.53518х10.51.50.58 х 0.53518х10.51.50.58 х 0.53518х113110131101318х811013110кромки, м0.5Глубина нижней1.5кромки, м0.5Глубина верхнейРазмеры объекта, м300Ом·мвмещающей среды,Сопротивлениеобъекта, Ом·мСопротивлениеленийКонтраст сопротив-10Толщина стен, м«Стены-Рвы»«Стена-Ров»МодельПараметрыТабл.
4.1 Параметры моделей.81Результаты моделированияОценку качества результатов и сравнение двумерного и трехмерного подходов к обработке я осуществляла на основе результатов двумерной и трехмерной инверсии данных, полученных при моделировании. Инверсия была проведена с использованием программ Res2DInv иRes3DInv (Loke M., 1996-2009) с единым стандартным набором параметров.Определение чувствительности на основе результатов моделирования (на примере модели«Стена-Ров») – это исследования методологического характера. На их основе были сделаны выводы о специфических правилах построения сети наблюдений в соответствии с информацией оцелевых объектах при реальных исследованиях по методике псевдо-3D:1.шаг по профилю рекомендуется выбирать как минимум в 2-3 чаще, чем предположительные минимальные размеры изучаемого объекта;2.шаг между профилями также не должен превышать более чем в 2 раза тот же минимальный размер объекта;3.при большей контрастности объекта по отношению к вмещающей среде, объектсильнее проявляется в измеренном поле, однако также увеличиваются и искаженияна границах; возможно изучение сред с контрастностью от 0.01 до 100 раз.Также были определены оптимальные параметры усложненной модели «Стены-Рвы» дляоценки разрешающей способности, глубинности выбранной методики и относительной контрастности результатов инверсии по сравнению с начальной контрастностью модели.Исходя из обозначенного выше и поскольку модель «Стены-Рвы» является объединеннойсовокупностью четырех одиночных моделей «Стена-Ров» различной ориентации, наиболее целесообразно изображать графически только результаты, полученные для модели «Стены-Рвы».Двумерная инверсия проводилась по каждому отдельному профилю, трехмерная – по совокупности профилей.
Для каждой модели было две перпендикулярные системы параллельныхпрофилей, но в силу симметрии модели обе координатные оси равнозначны – измерения попрофилям вдоль оси X совпадают с имеющими одноименные координаты измерениями вдольоси Y. Поэтому трехмерная инверсия проводилась для каждой модели только дважды: по совокупности параллельных профилей только одной ориентации (вдоль оси X) и по совокупностипрофилей обеих ориентаций (вдоль оси X + вдоль оси Y). В результате было получено дветрехмерные геоэлектрические модели, а не три, как было бы в случае, если бы модель с инверсией по профилям вдоль оси Y отличалась от инверсии по профилям вдоль оси X.Чтобы получить две аналогичные трехмерные геоэлектрические модели из двумерныхданных результаты были собраны так же, только после двумерной инверсии: в совокупностьпрофилей только одной ориентации (вдоль оси X) и в совокупность профилей обеих ориента-82ций (вдоль оси X + вдоль оси Y). Далее по каждой интерполяционными методами по единойсети была построена своя трехмерная геоэлектрическая модель.
Только в случае двумерной инверсии по двум системам профилей из-за несовпадения координат точек записи после интерполяции проводилось еще и осреднение данных по двум направлением путем вычисления простого среднего геометрического сопротивления на каждой точке.Напомню, что помимо учета данных одной или двух систем профилей, основными отличиями моделей друг от друга являлись контраст и глубина нижней кромки. Для удобства модели собраны в таблицы с разным контрастом, а внутри каждой по столбцам и срокам варьируются глубина нижней кромки и количество систем профилей (1 или 2) (Рис.
4.3, Рис. 4.4, Рис. 4.5,Рис. 4.6). Визуальный анализ позволяет сделать несколько важных выводов.Во-первых, для всех моделей сопротивление вмещающей среды восстанавливается с высокой точностью. Но не для всех моделей угадывается даже первоначальная горизонтальнаягеометрия аномального объекта «Стены-Рвы». Принципиально наиболее точная форма объектав плане – квадрат – сохраняется для всех моделей по трехмерной инверсии. Хотя для данных сдвумя системами профилей квадрат, наблюдаемый на всех геоэлектрических моделях по 3Dинверсии, симметричен, а для данных с одной системой (профили вытянуты по оси X) нет, нооб этом будет сказано ниже. При тех же параметрах на моделях по 2D-инверсии можно наблюдать совершенно разные картины в зависимости от сети наблюдений (одна или две системыпрофилей), контраста и глубины нижней кромки.
Например, для обоих значений контраста 10 и100 при одной системе профилей при высокоомном включении видна только половина объекта– 2 стены из 4-х, а при двух системах восстанавливается правильная начальная форма объекта –квадрат. А при низкоомном при одной и при двух системах профилей для контраста 0.1 лпятьже виден проводящий квадрат, а в случае контраста 0.01 также и при одной и при двух системах вместо проводящих сторон квадрата выделяется равномерная проводящая область прямоугольной (при одной системе профилей) или квадратной (при двух системах профилей) формы,то есть квадрат как бы полностью «заполнен» проводящими отложениями и нет различий между сопротивлением этого «заполнения» и сопротивлением сторон квадрата – стен.
Эта геоэлектрическая модель уже принципиально по форме непохожа на заданную при моделировании.Последнее искажение наиболее существенно, вероятно, оно может происходить, потому чтоалгоритм программы 2D-инверсии не справляется с такой высокой контрастностью модели –0.01.Во-вторых, здесь по результатам моделирования можно видеть, как проявляется упомянутый и рассматриваемый в Главе 3 эффект поляризации линейных объектов.
Там он изучается врамках метода ЭП-СГ, где положение питающей линии фиксировано, а здесь в методе двумерной электротомографии и псевдо-3D-электротомографии, где на каждом профиле множество83положений питающих электродов. Несмотря на это, при одной системе профилей в данныхдвумерной электротомографии (2D-инверсия по каждому профилю), как и в данных метода ЭПСГ, проявляются только перпендикулярные линейные объекты «Стены-Рвы», продольные полностью отсутствуют в геоэлектрической модели. Описанный эффект хорошо видно при высокоомном включении на Рис. 4.3 и Ошибка! Источник ссылки не найден.
слева, несколькохуже из-за цветовой шкалы – при проводящем на Рис. 4.5 также слева. На Рис. 4.6 эффект почтине виден из-за сильного искажения модели. На геоэлектрических моделях после 3D-инверсии,как было сказано выше, даже при одной системе профилей четко виден весь квадратный объект(Рис. 4.3, Рис. 4.4, Рис. 4.5, Рис. 4.6 справа), и эффект проявляется в его несимметричности прииспользовании одной системы профилей.
В этом случае наблюдается одна интересная закономерность. При высокомном включении, так же, как и по 2D-инверсии, лучше проявляются линейные объекты, перпендикулярные профилям (профили располагаются по оси X, а объектывытянуты вдоль оси Y) (Рис. 4.3,Рис. 4.4), а при проводящем возникает, в отличие от 2Dинверсии, своеобразная инверсия, и лучше проявляются уже объекты, параллельные профилям(профили располагаются по оси X и объекты вытянуты вдоль оси X) (Рис. 4.5, Рис.
4.6).В-третьих, все модели по 3D-инверсии получаются более контраcтными, чем по 2D: разница между сопротивлением, соответствующим вмещающей среде, и сопротивлением объекта(если брать максимум для высокоомного и минимум для проводящего) всегда больше в правомстолбце на рисунках. Истинный контраст начальной модели и контраст, получившийся при обработке, показаны в Табл. 4.2.И в четвертых, при описании геоэлектрических моделей, необходимо обратить вниманиена сопряженные аномалии и искажения в областях модели, где отсутствует возмущающий аномальный объект. Они возникают в процессе инверсии как средство минимизации ошибки решения обратной задачи и чаще всего расположены либо в местах наибольшего градиента сопротивлений (компенсация при условии гладкости решения), либо в виде краевых эффектов награницах модели (компенсация из-за низкой плотности данных).
Эти искажения тем больше,чем сложнее измеренное поле. В данном случае эта сложность определяется преимущественноконтрастностью начальной модели при моделировании. Чем она выше, тем сильнее искажения.Хотя также влияет и сам алгоритм расчета: поскольку 3D-инверсия способна давать более высокую контрастность результата, как было отмечено выше, контраст искажений также оказывается выше, чем при 2D-инверсии.84Табл. 4.2 Контрастность изначально заданных при моделировании моделей и результатов инверсии.ПараметрыСеть наблюде- НижняяКонтраст начальной модели при мо-нийделированиикромка101000.10.01Контраст геоэлектрической модели2D-инверсия1 система про- 3 м2.12.50.370.14филей2.43.10.380.13210 мсистемы Контраст сопротивлений по инверсии для 2 си-профилейстем профилей полностью совпадает с контрастомдля 1 системы (см.
строку выше)3D-инверсия1 система про- 3 м3.65.20.110.02филей4.814.40.080.0072.73.40.150.033.66.40.110.03210 мсистемы 3 мпрофилей10 мНа геоэлектрических моделях искажения присутствуют и непосредственно вблизи границобъекта, и по краям.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
