Диссертация (1100338), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Вертикальная шкала –глубина в м. Горизонтальная шкала – расстояние вдоль профиля в км (начало координат смещеноотносительно начала профиля). Треугольники – положения донных станций.Результат инверсии свидетельствует о том, что залежь такого размера может бытьвыделена на глубине ок. 1800 м. В то же время форма и размеры тела, а также вмещающаясреда заметно искажены. Учитывая синтетический характер данных, это говорит о том, чтозаданные параметры модели (глубина залегания, мощность объекта, контраст УЭС) близки кпределу возможностей метода в данных условиях.Также была выполнена инверсия синтетических данных, рассчитанных от модели с 50 мзалежью.
Параметры инверсии были те же, что и выше. Следует отметить, что инверсия,стартующая с однородного полупространства, не восстановила положения и размеры68аномального тела. Положение тела удалось восстановить только при задании истиннойвмещающей среды в качестве стартовой (рисунок 2.26).Рисунок 2.26. Результат 2D инверсии синтетических данных от модели с 50м залежью. Сверху –стартовая модель. Снизу – результат инверсии. Цветовая шкала в Омм. Вертикальная шкала –глубина в м.
Горизонтальная шкала – расстояние вдоль профиля в км (начало координат смещеноотносительно начала профиля). Треугольники – положения донных станций.Полученный результат подтверждает сделанное выше предположениетом, что глубинауверенного обнаружения 2D залежи в данных условиях, по-видимому, не превышает 1500-1700м.Поля, измеряемые на практике, всегда имеют трёхмерную структуру.
В морскойэлектроразведке аномальные отклики зачастую невелики. Искажения, вносимые 1D/2Dупрощениями, могут оказаться недопустимыми. В настоящем разделе приводиться результаты693D моделирования, которые дают представления о том, насколько сильно эти искажения могутповлиять на результат интерпретации.Трёхмерная модель представляла собой вмещающую горизонтально-слоистую среду стрёхмерными вставками. Вмещающая среда в общих чертах имитировала распределение УЭС,характерное для средней части вала Шатского в Чёрном море: глинисто-песчаная олигоценчетвертичная толща, подстилаемая карбонатными и карбонатно-терригенными породами отэоцена до верхней юры.
Параметры вмещающей среды приведены в таблице 2.2.Таблица 2.2. Параметры вмещающей среды для 3D моделирования.СлойУЭС, ОммМощность, мВода0,325Слой 121000Слой 20,5200Слой 35800Слой 430∞Как и в предыдущем случае, эта модель имеет низкомную верхнюю часть и более высоомноеосновние, что является типичным для бассейнов Чёрного и Каспийского морей. В модель быловведено два трёхмерных объекта размерами 3x3 км мощностью 100 м, расположенных в слоях2 и 3 (рисунок 2.27).Рисунок 2.27. Схематическое изображение 3D модели.
Черные линии – границы слоёв вмещающейсреды. Красные прямоугольники – контуры трёхмерных тел.70Приёмники располагались на профиле длиной 20 км, проходящем через центр тел.Расстояние между приёмниками составляло 1 км. Синтетические данные осевой компонентыполя ∆были рассчитаны на частотах 0,0625, 0,1875 и 0,3125 Гц в диапазоне разносов 0,5-15км. Для расчёта была использована программа А.А.Петрова, реализующая расчёт полей вчастотной области методом объёмных интегральных уравнений (Петров, 1992). Отношениясинтетических полей к полям от вмещающей среды приведено на рисунках 2.28, 2.29 и 2.30.Рисунок 2.28.
Отношение полей от 3D модели к полям от вмещающей среды на частоте 0,0625 Гц.Вверху – отношение амплитуд. Внизу – разность фаз в градусах.71Рисунок 2.29. Отношение полей от 3D модели к полям от вмещающей среды на частоте 0,1875 Гц.Вверху – отношение амплитуд.
Внизу – разность фаз в градусах.Рисунок 2.30. Отношение полей от 3D модели к полям от вмещающей среды на частоте 0,3125 Гц.Вверху – отношение амплитуд. Внизу – разность фаз в градусах.Из рисунков следует, что аномалии амплитуды доходят до 60-80%, в то время каканомалии фазы достигают 40°.72Инверсия выполнялась конечно-разностным пакетом Otze (см.
раздел 4.6). В инверсиибыли использованы значения в диапазоне разносов 0,5-10 км. Шум входных данных полагалсянормальным и некоррелированным, с СКО равным 3% от амплитуды входного сигнала.Было выполнено несколько 2.5D инверсий с различными параметрами стабилизатора. Нарисунке 2.31 приведена типичная модель, полученная со следующими параметрами: финальнаясреднеквадратичная ошибка подбора 5%, старт с однородного полупространства 2,5 Омм,относительный вклад горизонтальной гладкости модели, вертикальной гладкости и близости кстартовой модели – 100:10:1.Рисунок 2.31. Модель, полученная в результате 2.5D Оккамовской инверсии 3D данных. Цветоваяшкала в Омм. Горизонтальная ось приведена во внутренней системе координат расчётного модуля(начало профили в точке -20000 м).Можно констатировать, что инверсия позволила локализовать положение аномальнойзоны по латерали.
В определённой мере была восстановлена вмещающая среды, однако созначительными искажениями. В то же время, геометрию объектов восстановлена не была.Финальная среднеквадратичная невязка во всез выполненных инверсиях заметно превышалаСКО входных данных и была не ниже 5-7%. Попытки снизать её до СКО входных данныхприводили к катастрофическим искажениям модели.
Это свидетельствует о том, что в данномслучае наблюдаемые сигналы не могут быть описаны 2D полями с приемлемым для даннойзадачи уровнем точности.Те же синтетические данные были подвергнуты 3D инверсии. Размер расчётной областисоставлял 100x40x10 км. Минимальный размер ячейки конечно-разностной сетки составлял25x25x25 м (равный глубине моря), и увеличивался за пределами профиля по степенномузакону. Процедура выбора конечно-разностной сети заключалась в сравнении 1D и 3D решенийна горизонтально-слоистых моделях и описана в разделе 4.6. Как и ранее, шум полагалсянекоррелированным b нормально распределённым с СКО равным 3% от амплитуды сигнала.73Остальные настройки 3D инверсии соответствовали таковым для 2D случая.
Было выполненонесколькоинверсийсразличнымстартовымимоделями.Финальнаяневязкасреднеквадратичная ошибка подбора была ошибке входных данных. Основной сложностью при3Dинверсииявлялосьэквивалентность.Геометрияаномальныхобъектовбылаудовлетворительно восстановлена только, когда стартовая модель соответствовала вмещающейсреде, а УЭС первого (исключая воду) и последнего слоёв были закреплены.
Такая модельприведена на рисунке 2.32.Рисунок 2.32. Результаты 3D инверсии трёхмерных данных. Чёрными линиями показано истинноеположение аномальных тел.Как и выше, практическая глубинность метода в данном случае не превышает 1700 м очём свидетельствуют сильные искажения восстановленной модели по сравнению с исходной, атакже необходимость в значительном объёме априорной информации.Приведённое моделирование демонстрирует возможность строить разрезы УЭС путёминверсии данных геометрических зондирований.
На практике вопросы глубинности метода,чувствительности данных, проектирование съёмки и т.п. должны оцениваться для каждогоконкретного участка перед выполнением работ. Общим является использование сейсмическихгоризонтов для задания каркаса модели, и скважинных данных для задания стартовой модели.742.5 Выводы к главеИсходя из вышеизложенного, можно сформулировать следующие выводы к главе.1. Рассматриваемые в данной работе мелководные геометрические зондирования нанизкой частоте (0.01-0.2 Гц) тяготеют к методам ближней и промежуточной зоны.Использование низких частот является вынужденной мерой, которая позволяетнедопуститьраспространенияпервичногополячерезвоздушноеполупространство.
Пространственное разрешение таких данных существеннониже, нежели у более высокочастотных измерений, которые возможно проводитьтолько при большой глубине моря.2. Наиболее практичный источник – горизонтальная электрическая линия –обеспечиваетнаилучшееразрешение(наименьшуюэквивалентность)поотношению к тонким субгоризонтальным объектам высокого УЭС, поскольку онвозбуждает две моды поля: TE и TE.
Для некоторых специфических случаевдругие типы источников могут показать лучшее разрешение, но они хужереализуются на практике (например, вертикальный источник в горизонтальнослоистой среде).3. Практически всегда асимптотические условия не выполняются с достаточнойточностью. На практике это означает, что для расчётов нельзя пользоватьсяасимптотиками ближней/дальней зон, а также представлениями о бесконечноглубоком или бесконечно мелком океане.4. На моделях показано, что инверсия мелководных геометрических зондирований скабельными приёмниками, несмотря на несколько худшее пространственноеразрешение по сравнению с глубоководными зондированиями, позволяет строитьразрезы УЭС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
