Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

В тоже время 3D-инверсия системы нескольких профилей над той же 3D-моделью дает возможность сравнить результаты 2D- и 3D- подходов к измерениям и обработке над одной и той жетрехмерной средой.Основной стартовой моделью при моделировании была модель вертикального параллелепипеда с различным глубинным положением верхней и нижней кромок (модель «Провал»):горизонтальные размеры полости 40 м х 40 м;глубины положения нижней кромки (при фиксированном положении верхней на 6м): 13 м, 37 м, 60 м, 100 м;глубины положения верхней кромки (при фиксированном положении нижней на 100м): 6 м, 13 м, 37 м, 60 м;сопротивление вмещающей среды 50 Ом∙м;сопротивление «полости» 5000 Ом∙м.Параметры съемки, заданной при симуляции измерений в программе, соответствовали методике 2D-электротомографии по профилю, проходящему непосредственно над центром неоднородности:шаг по профилю 5 м;длина профиля 340 м (центр профиля также расположен непосредственно над центром неоднородности);измерения с трехэлектродной комбинированной установкой Шлюмберже Amn+mnBс разносами AO от 7.5 м до 122.5 м.Также для сравнения результатов 2D- и 3D-инверсии над выбранной моделью было проведено моделирование по 7 параллельным профилям по той же схеме наблюдений.

Расстояниемежду профилями составляло 10 м: помимо центрального профиля непосредственно над объектом по 3 профиля в каждую сторону. Положение верхней и нижней границ при этом было зафиксировано на глубинах 13 м и 100 м соответственно.24Результаты моделированияВсе геоэлектрические разрезы получены после двумерной инверсии со стандартными параметрами в программе Res2DInv (Loke M.H., 1996-2009). По совокупности данных 7 параллельных профилей была проведена 3D-инверсия также со стандартными параметрами в программе Res3DInv (Loke M.H., 1996-2009). Стандартный набор параметров считается оптимальным в автоматической инверсии, и чаще других используется на начальных этапах интерпретации, особенно, при отсутствии априорной информации.Геоэлектрический разрез, являющийся вертикальными сечением полученной трехмерноймодели по линии над центром аномалии, сравнивался с результатом двумерной обработки.

Линия плоскости сечения совпадает с линией центрального профиля 3D-электротомографии и линией профиля 2D-электротомографии при моделировании.Стоит отметить, что модель обладает резкими границами и достаточно высокой контрастностью сопротивлений (2 порядка), а инверсия предполагает численное нахождение наиболеегладкого решения. При наличии резких высококонтрастных границ в процессе инверсии на всехразрезах вокруг основной аномалии и по краям области моделирования возникают «компенсационные» сопряженные аномалии (Рис. 2.2, Рис.

2.3, Рис. 2.4). Они преимущественно имеютнебольшую амплитуду, но могут быть как пониженного, так и повышенного сопротивления поотношению к сопротивлению вмещающей среды в модели.Качественная оценка результатов проводилась путем простого визуального анализа полученных разрезов и сравнения их с начальной моделью. Количественно отличие между результирующим геоэлектрическим разрезом и стартовой моделью характеризовалось величиной невязки. Она была рассчитана по формуле:∑2.1Результаты расчетов приведены в Табл.

2.2.Табл. 2.2 Невязки между геоэлектрическими разрезами и стартовыми моделями.Параметрыстартовой Верхняя кромка 6 ммоделиНижняя кромка13 мНевязкаНижняя кромка 100 мпосле2D- 11.8%Верхняя кромка37 м60 м100 м6м13 м37 м60 м29.1%37.2%36.9%36.9%32.1%21%0.7%----26.7%--инверсииНевязка, модели после 3D-инверсии25Видно, что для фиксированной верхней границы на 6 м невязка увеличивается вместе спонижением положения нижней кромки: чем она ниже, тем больше результат инверсии отличается от стартовой модели.

Хотя для 60 м и 100 м она почти не отличается (37.2% и 36.9%), повидимому, аномалия на разрезе становится фиксированной формы и контраста, и дальнейшеепогружение границы даст аналогичные результаты.Для фиксированной же нижней границы на 100 м невязка уменьшается вместе с понижением положения верхней кромки. Это частично связано с уменьшением искажений, а частичнос ограниченной глубинностью исследований.

Как показывают результаты инверсии, максимальная глубинность оказывается около 50 м. И, например, при положении верхней и нижнейграниц объекта на 60 м и 100 м мы вообще не должны его «видеть» - мы его и «не видим» (невязка составляет 0.7%) (Рис. 2.2).Оценка точности определения отдельно каждого параметра начальной модели по данныммоделирования и последующей инверсии для простоты я рассчитывала по формуле:2.2где в качестве P может быть подставлен любой параметр модели: например, сопротивление объекта в какой либо точке или среднее сопротивление по какой-либо области, глубинаверхней или нижней кромки, положение горизонтальных границ и.т.п.Эта формула использует данные визуального интерпретационного анализа и не дает объективной оценки качеству каждой модели отдельно, но дает возможность сравнивать их междусобой.

Стоит также принять во внимание, что вычисление точности положения границ по данной формуле зависит от субъективной оценки интерпретатора, а для расчета средних значенийсопротивления по области (например, для оценки сопротивления вмещающей среды) – от размеров области моделирования.Сопротивление вмещающей среды на всех разрезах восстанавливается хорошо (Рис. 2.2,Рис. 2.3): оно численно равно заданному в модели (50 Ом∙м) с точностью 2.6%, причемнаибольшую ошибку вносят области с сопряженными аномалиями. Также хорошо восстанавливается горизонтальное положение объекта, точность определения горизонтальных размеровобъекта менее 5 %.Точно определить сопротивление высокоомного объекта при такой большой контрастности (100 раз) не представляется возможным.

Однако можно отметить, что при положении верхней кромки на 6 м для всех моделей на разрезах (в том числе на сечении результатов трехмерной инверсии - Рис. 2.4) максимально сопротивление в аномальной области достигает 600 и даже 1200 Ом∙м (Рис. 2.2), что при УЭС вмещающей среды в 50 Ом∙м составляет примерно 12 и24 раза соответственно. При погружении верхней кромки контрастность, восстанавливаемая поинверсии, постепенно уменьшается: при 13 м максимум составляет 250 Ом∙м (5 раз), при 37 м –2680 Ом∙м (1.6 раза), а при 60 м – всего 65 Ом∙м (1.3 раза). В последнем варианте при верхнейкромке на 60 м величина аномалии оказывается сравнимой с амплитудой сопряженных ложныханомалий (и даже ниже).

Это значит, что при таком положении объекта и сети наблюдений метод электротомографии не способен решить задачу не только картирования, но и даже обнаруГеоэлектрический разрез по профилю над центром объектакромкаВерхняяжения неоднородности-провала.Нижняя кромка на 100 м6м13 м37 м60 мРис. 2.2 Геоэлектрические разрезы по результатам моделирования для разного положенияверхней кромки модели (2D-инверсия).Точность определения верхней кромки на геоэлектрических разрезах при ее положении на6 м и 13 м весьма неплохая: кромка располагается на 6.5 м и 11 м соответственно, и ошибка вобоих случаях находится в пределах 15%.

Она существенно увеличивается пропорционально27увеличению глубины кромки, заданной в модели: для положения 37 м в модели на разрезекромка фиксируется уже на отметках глубин около 30 м (20%), а для положения 60 м на разрезеобъект вовсе не обнаруживается, как было отмечено выше, поэтому речи о точности определения положения его верхней границы уже идти не может.Но наиболее интересными оказываются результаты инверсии при определении положенияГеоэлектрический разрез по профилю над центром объектакромкаНижняянижней границы объекта (Рис. 2.3).Верхняя кромка на 6 м13 м37 м60 м100 мРис.

2.3 Геоэлектрические разрезы по результатам моделирования для разного положениянижней кромки модели (2D-инверсия).На разрезе, полученном по модели с верхней кромкой на 6 м и нижней на 13 м, срез модели имеет форму, отвечающую сечению начально заданной модели – прямоугольник. Для этой28модели после инверсии происходит частичное и сравнительно незначительное занижение глубины нижней кромки: она находится на 17 м (около 30%). Для остальных модельных отметок,наоборот, наблюдается явное завышение глубины нижней кромки на геоэлектрических разрезах, причем для двух последних положений (60 м и 100 м) кромки в модели, форма аномалии наразрезе вообще совпадает. Кроме того, вместо прямоугольной формы аномалия приобретаетформу «коренного зуба», так как в центре снизу ее компенсирует сопряженный минимум.Объяснение этому эффекту может быть следующее.

Моделирование проводилось длятрехмерной модели, а инверсия проводилась двумерная. Это дает основание предположить, чтоэтот эффект «плавания» глубины нижней кромки связан с трехмерным строением объекта: сказывается влияние боковых стенок объекта, расположенных параллельно профилю. При моделировании ток «обтекает» высокоомный объект по бокам, и ниже максимума на инверсии появляется сопутствующий ему минимум.

Вследствие этого значительно искажается положение нижней границы тела после двумерной инверсии. Это приводит к ошибочной интерпретации. Особенно принципиально этот эффект меняет интерпретацию для модельного положения кромкина 60 и 100 м («коренной зуб»). Эта глубина при заданных в моделировании параметрах съемкиявляется приближенной симуляцией объекта, бесконечно протяженного на глубину, - положение его нижней кромки ниже, чем максимально возможная глубинность исследований. И поэтому в результатах съемки нижняя граница вообще не должна наблюдаться. Однако на обоихразрезах она фиксируется на глубинах не ниже 25-30 м (ошибка даже в лучшем случае 50%) .То есть объект с большой глубиной нижней кромки может быть принят за объект, резко ограниченный по глубине.

Характеристики

Список файлов диссертации