Моделирование полей геологических параметров

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ [c.202]

Синтез структуры поля геологического параметра по экспериментальным данным выполняют с помощью методов математического моделирования. Основой методов моделирования полей геологических параметров является теория изменчивости [2]. Методы получения математических моделей представляют особый интерес для инженерно-геологического картографирования, так как математическая модель может быть реализована в виде карты геологического параметра. Вследствие этого методам математического моделирования ниже уделено главное внимание. [c.202]

Математическое моделирование полей геологических параметров позволяет выделять геологические тела различных категорий, в зависимости от масштаба и характера исходной информации устанавливать и описывать закономерности пространственной изменчивости геологических тел и их геологических параметров давать пространственный количественный прогноз геологических параметров в любой точке геологического пространства моделируемого поля восстанавливать по экспериментальным данным (синтезировать) структуру поля некоторого параметра с заданными точностью и доверительной вероятностью, достаточными для решения инженерной задачи выявлять главные направления изменчивости геологических параметров и принимать обоснованные [c.203]

Моделирование полей геологических параметров, как и картографирование, можно производить в любом масштабе. Масштаб модели определяется целью моделирования, разрешаюш ей способностью геологического параметра по отношению к соответствующей структуре моделируемого геологического тела, сложностью моделируемого объема литосферы а также наличием экспериментального материала требуемого объема и качества. Группы масштабов моделей, цели моделирования, категории геологических тел [c.204]

Независимо от выбранного метода моделирования поля геологического параметра методика получения его математической модели предусматривает выполнение следующих операций 1) фор- [c.206]

Отфильтрованную по геологическим критериям исходную информацию при необходимости (например, наличие ураганных значений параметра) подвергают проверке на однородность при помощи статистических критериев. Только после этого данные о геологическом параметре можно считать пригодными для построения математической модели. Последующие операции по моделированию полей геологических параметров различаются в зависимости от метода построения модели, поэтому они рассматриваются отдельно, [c.209]

Заключительным этапом математического моделирования полей геологических параметров является оценка построенных на ЭВМ их моделей с точки зрения точности отражения в модели заданного яруса структура и доверительной вероятности. Качество математической модели можно оценить разными методами. Одним из них является анализ развертки поля. [c.229]

Таким образом, способы интерпретации и анализ полученных карт в зависимости от целей могут быть разными, однако во всех случаях прежде, чем использовать полученные карты полей геологических параметров по назначению, нужно произвести их оценку с точки зрения достоверности полученной модели и ее соответствия экспериментальным данным. Оценка обязательна и в том случае, когда задачей моделирования был прогноз показателя. [c.219]

Оценку достоверности карт поля геологического параметра можно выполнить, опираясь на сеть контрольных точек. Этот метод дополняет рассмотренные выше методы оценки качества аппроксимации. Нанося на карту поля контрольные точки с оценками параметра в них, определяют величину расхождений между теоретическими (полученными на ЭВМ) оценками параметра в местах расположения контрольных точек и экспериментальными оценками параметра в этих точках. Контрольные точки должны охватывать участки разных геологических тел той категории, которую требовалось выделить при моделировании, а к экспериментальному материалу, используемому для контроля, должны предъявляться те же требования, что и к материалу, применяемому для построения экспериментальной основы. Контрольные точки можно набрать на первом этапе моделирования (если по окончании фильтрации и отбраковки информации о свойствах породы часть ее не используют для построения экспериментальной основы, а оставляют как контрольный материал) или после построения модели путем выполнения рекогносцировочных работ на участках территории, намеченных в качестве контрольных. Если моделирование проводили по материалам полевого опробования или по накопленной информации достаточно большого объема, то для контрольной оценки модели экспериментальные точки можно выбрать путем последовательного разрежения сети точек, нанесенных на экспериментальную основу. Когда моделирование вьшолняется с использованием фондового материала, объем которого недостаточен для контрольной оценки всей модели, проверку можно произвести не по всему полю, а выборочно, для отдельных участков. Для мелкомасштабных моделей участки намечают, исходя из имеющегося в наличии материала. [c.233]

Если цель моделирования заключается в пространственном прогнозе признака, то модель его поля должна отображать все неслучайные компоненты так, чтобы отклонения экспериментальной поверхности поля от его модели носили только случайный характер. Тогда прогнозируемое значение признака в точке будет равно теоретическому, а возможные отклонения — величине дисперсии точек поля относительно поверхности тренда. Если цель моделирования состоит в выяснении общих закономерностей изменчивости некоторого геологического параметра, отражаемых схемой его главных направлений, то модель поля мол<ет включать только регионально-коррелированную компоненту или регионально-коррелированную и низкочастотные периодические компоненты, которые поддаются геологической интерпретации. Таким образом, прежде чем перейти к оценке качества аппроксимации экспериментальных данных, следует установить критерии аппроксимации, опирающиеся на цели моделирования и природу поля. [c.215]

Однородность поля АЯ, установленная на основании анализа сечений карт локального эффекта, свидетельствует о том, что данной степенью приближения полинома описаны все пространственные закономерности, и все же модель такого поля приходится рассматривать как грубую, приближенную. Причина этого — в большой роли случайной компоненты в структуре поля моделируемого параметра или в значительном вкладе высокочастотной периодической компоненты. Очевидно, нельзя получить более достоверную модель для поля, в дисперсию которого большой вклад вносит случайная компонента изменчивости геологического параметра. При значительном вкладе высокочастотных периодических компонент поля недоучтенной оказывается часть неслучайной компоненты, что во многих ситуациях, в зависимости от цели моделирования, является критерием грубости модели. Предложены разные методы оценки качества модели. Например, предлагается считать модель грубой , если отклонения от нее экспериментальных точек превышают точность измерения параметра или выходят за пределы классификационного интервала признака. Рекомендуется строить поверхности доверительных уровней выше и ниже поверхности тренда и внутри них качество модели можно признать удовлетворительным, а значения признака, оказавшиеся вне пределов этих уровней, рассматривать как ошибку аппроксимации. По величине ошибки предлагается оценивать пригодность полученной модели для прогноза признака. Автор считает, что модель можно оценить, приняв в качестве граничного условия поле среднего квадратического отклонения параметра (или поле иной меры рассеяния). Тогда качественно аппроксимированная поверхность поля должна лежать по отношению к экспериментальной так, чтобы величина в некоторой точке или области поля I не превышала среднего квадратического отклонения показателя в этой точке (области) т. е. [1 А г и < . Если же для некоторой части поля величина отклонений превысит величину среднего квадратического отклонения, то качество аппроксимации для нее следует считать неудовлетворительным по принятому критерию. Чем больше аномальных по принятому критерию участков окажется на моделируемой территории, тем хуже, грубее полученная модель поля. Распределение аномалий в пространстве поля может иметь случайный характер или быть не случайным, а связанным с каким-либо геологическим явлением или процессом. Для анализа карты локального эффекта по принятому граничному условию на нее 232 [c.232]

Моделирование часто бывает необходимо для того, чтобы понять поведение волновых полей в данном разрезе. Результаты анализа моделирования используются в широких пределах - от проектирования сейсморазведочных работ до выбора параметров обработки. Следовательно, они присутствуют на всех стадиях геологического процесса. Результаты моделирования могут сыграть решающую роль при рассмотрении окончательного обработанного изображения - с точки зрения выдержанности горизонтов и зависимости амплитуд от литологического состава. [c.25]

Количественные методы в инженерно-геологическом картографировании используют для решения следующих задач 1) установление мер сходства (различия) сравниваемых объектов по отдельным признакам или по комплексу признаков и их разграничение в пространстве 2) получение оценок свойств и статистических оценок однородных по этим свойствам геологических объектов 3) количественная оценка структур геологических объектов 4) установление взаимосвязей между показателями различных свойств одного объекта и взаимосвязей их пространственных структур 5) выявление закономерностей пространственной изменчивости геологических объектов и геологических параметров, характеризующих объекты 6) получение карт отдельных компонентов инженерно-геологических условий, инлсенерно-геологических разрезов на базе математического моделирования полей геологических параметров. [c.199]

С. П. Сидоркина разработала метод моделирования полей геологических параметров, основанный на учете их статистических структур. Он получил название метода модельной автокорреляционной функции (МАКФ). Этот метод позволяет вскрыть и отразить в модели более глубокие ярусы структуры поля, он предъявляет менее строгие требования к пространственному размещению экспериментальных данных о геологических параметрах, используемых для получения математической модели. Можно утверждать, что инженерно-геологическое картографирование располагает методами, дающими возможность синтезировать структуру поля геологического параметра по экспериментальным данным (методы полиномиальной аппроксимации ортогональными и неортогональными полиномами, тренд-анализа, основанного на принципе самоорганизации, модельной автокорреляционной функции). Для построения крупномасштабных моделей полей геологических параметров, охватывающих ограниченные по площади территории, можно использовать сплайн-интерполяцию. Метод представляет собой модификацию полирюмиальной интерполяции, реализующую ситуацию, при которой число коэффициентов выражения поля равно числу точек экспериментальной основы. [c.203]

Более правильно метод следовало бы называть так метод моделирования полей геологических параметров на основе учета их статистической структуры. В ходе синтеза по экспериментальным данным функций математического олсидания геологического параметра и его среднего квадратического отклонения, описывающих поле, используется двухмерная автокорреляционная функция. Иными словами, при построении модели в процессе интерполяции значений геологического параметра принимают во внимание коррелятивные связи между значениями геологических параметров, измеренными в различных точках моделируемого поля. Теснота связей, как показано выше, зависит от расстояния между точками и направления линии, соединяющей их. Метод разработан С. П. Сидоркиной. Сущность его заключается в том, что по ограниченному объему экспериментальных данных находят оценку автокорреляционной функции (АКФ), а затем методом нахождения минимума функции многих переменных подбирают двухмерную модельную автокорреляционную функцию из некоторого их семейства. Полученная АКФ есть статистическая структура модельного поля геологического параметра, которое наилучшим образом (с минимальной средней квадратической ошибкой) приближается к реализации моделируемого поля, заданной эксперименхальными данными. Затем при помощи интерполяционной формулы находят оценки геологического параметра в тех точках моделируемого поля, где они отсутствуют. Процесс статистической интерполяции предусматривает сглаживание поля. Интервал усреднения при этом зависит от плотности пунктов получения информации в окрестностях точки, для которой путем интерполяции получают неизвестное значение геологического параметра. Моделирование поля геологического параметра завершают операции по контролю качества полученной математической модели (рис. 51). [c.221]

Начальные этапы алгоритма моделирования поля геологического параметра методом МАКФ являются общими для всех методов. Моделирование начинают с формулирования целей получения модели поля, выбора категории геологического тела и геологических параметров, масштаба модели и разработки геологической гипотезы. Эти операции рассмотрены в работе [2], В результате их реализации обосновывают геологические и статистические [c.221]

Рис. 51. Последовательность операций по моделированию поля геологического параметра методом МАКФ

Критерии отбраковки инженерно-геологической информации, производят ее сортировку и формируют пакет данных о геологических параметрах, требуемых для составления экспериментальной основы. В отличие от метода аппроксимации ортогональными полиномами экспериментальная основа, необходимая для моделирования поля геологического параметра методом МАКФ, может быть регулярной и нерегулярной. Нерегулярное размещение точек экспериментальной основы допускает также метод аппроксимации эмпирических значений геологического параметра неортогональными полиномами. [c.222]

Следующий этап работ по моделированию поля геологического параметра состоит в определении автокорреляционной функции. Обычным путем подсчитать АКФ по экспериментальным данным не всегда удается, так как для этого требуется достаточно длинная реализация поля моделируемого геологического параметра по 1 , причем точки измерений параметра должны быть размещены на одинаковых расстояниях. Метод МАКФ предусматривает выбор подходящей АКФ из некоторого заданного набора функций. Выбор осуществляют методом спуска по наименьшей средней квадратичной погрешности восстановления геологического параметра. Выбранная аппроксимирующая АКФ отвечает статистической структуре некоторой модели поля, которое наилучшим образом приближается к точкам экспериментальной основы. Для подбора модельной АКФ задается класс функций. С. П. Сидоркина предлагает формулу, представляющую собой суперпозицию функций, ап- [c.223]

В 1968—1971 гг. автором совместно с Е. Н, Иерусалимской разработаны основные положения метода получения математических моделей полей геологических параметров и методика их моделирования на базе аппроксимации экспериментальных данных ортогональными полиномами Чебышева. Метод включает традиционные, а также оригинальные, не тривиальные приемы геологического анализа (генетического, формационного), структурный аспект системного и математического анализов. Математический анализ предусматривает использование статистических приемов фильтрации данных о геологических параметрах, отбраковки нехарактерных значений, выделения квазиоднородных областей, а также анализа статистической структуры. Методом ортогональных полиномов удалось реализовать серию математических моделей полей геологических параметров отложений лёссовой и ледниковой субформаций европейской части территории СССР. Метод был использован рядом специалистов и дал хорошие результаты. Он позволяет описывать структуру поля геологического параметра аналитически и представлять результаты моделирования в привыч 202 [c.202]

После ( юрмулировки целей моделирования приступают к сбору, изучению и анализу литературных, архивных и фондовых материалов, касающихся геологического строения территории, тектоники, геоморфологического строения, истории геологического развития, генезиса и свойств горных пород, представляющих моделируемое геологическое тело. Работы с геологической информацией проводятся для разработки геологической гипотезы об условиях формирования исследуемой области литосферы, о происхождении, формировании, составе и свойствах горных пород, о закономерностях их изменчивости оценки сложности геологического строения территории в части числа, конфигурации и размеров геологических тел как моделируемых, так и их составляющих оценки возможности построения единой модели поля геологического параметра накопления данных о свойствах геологического тела, для которого разрабатывают модель отбора информации о геологическом пара- [c.207]

Выбор геологического параметра определяется назначением модели, с одной стороны, и наличием соответствующей информации в архивных или литературных источниках — с другой. Например, если цель моделирования заключается в реконструкции палеогеографической обстановки седиментогенеза и раннего диагенеза, то для построения модели следует выбирать такой параметр, поле которого по своему характеру является сингенетическим. В этом случае структура поля будет отражать черты начальных этапов процессов литогенеза. Примером таких полей являются поля содержания какой-либо фракции гранулометрического состава или поля содержания некоторого первичного минерала в горных породах. В то же время моделирование полей влажности или прочности (эпигенетических) преследует иные цели. [c.208]

Однако, учитывая заведомо большую сложность сечения поля по 1, а также особенности методики моделирования поля машинным способом, целесообразно считать область дискретизации квадратом со стороной А 1. Нужное для моделирования поля число точек получают как частное от деления моделируемой площади Р на площадь дискретизации п = Р АР. Полученное значение п, естественно должно быть больше п (п >Пт1п). Далее, строят сетку, ячейка которой равна площади дискретизации Ар, и накладывают на ее экспериментальную основу, ориентируя по главным направлениям изменчивости (рис. 47). Находящиеся внутри ячейки значения параметра усредняют и полученную оценку его среднего значения записывают в центре ячейки сетки. Если поле внутри ячейки однородно в геологическом отношении, то в процессе усреднения [c.212]

Важным для моделирования является правильный учет границ поля для ввода их в ЭВМ. На тренд-поверхностях рельеф по периферии искажен, что вызвано отсутствием учета граница контура. Для полей некоторых геологических параметров в литературе имеются описания попыток учесть границу геологического тела при построении модели его поля. Так, Л. Б, Вистелиус, Г. И, Лохматов и другие предлагают представить границу геологического тела, [c.214]

Обязательным элементом технологии компьютерного моделирования нефтегазовых резервуаров является процедура адаптации математической модели к известной истории разработки месторождений и работы скважин. Она состоит в согласовании результатов расчетов технологических показателей предшествующего периода разработки с фактической динамикой разбуривания объектов, добычи нефти, закачки воды, пластовых и забойных давлений, обводненности продукции скважин и газовых факторов. В результате такого согласования математическая модель, используемая для прогноза коэффициента нефтеизвлечения и технологи-ческих показателей, идентифицируется с реальными параметрами пласта. Адаптация модели позволяет уточнить фильтрационные и емкостные параметры пласта, функции относительных фазовых проницаемостей для нефти, газа и воды, энергетические характеристики пласта - поля давлений, оценки выработки запасов нефти на отдельных участках пластов. В результате адаптации модели уточняются размеры законтурной области, начальные и остаточные геологические запасы нефти и газа, проницаемость и гидропроводность пласта, коэффициенты продуктивности и приемистости, функции модифицированных фазовых проницаемостей, функции адсорбции, десорбции. [c.131]

Суть этого подхода состоит в том, что информативность параметров оценивается не только по степени сходства между параметрами нефтенасыщенных толщ и динамическими характеристиками отражений, но и на основе анализа влияния искажающих факторов средствами моделирования. В основе такого анализа лежит расчет альтернативных вариантов моделей с учетом и без учета залежи и вычисление разности полей параметров по этим моделям. Значимость этой разности и служит основной количественной мерой информативности динамических параметров. Существенным также является то обстоятельство, что при построении модели объекта в анализ вовлекается вся геологическая информация об условиях осадконакопления, количественные оценки акустических параметров продуктивных и вмещающих осадочных толщ, оценки фильтрационно-емкостных свойств коллекторов. [c.95]

Системы наблюдения включают источники излучения упругих волн и приемники упругих колебаний, прошедших через горные породы, а также блоки управления и регистрации (фильтрация, усиление, дискретизация, квантования, время регистрации и др.). Для выделения в зарегистрированном волновом поле целевых (информативных) типов волн используют специальные приемы обработки, реализованные в программно-алгоритмических комплексах. По кинематическим и динамическим атрибутам упругих волн определяют количественные параметры и качественные характеристики геологического объекта на основе установленных теоретических и экспериментальных зависимостей. Последние определяют по данным физического моделирования в лабораторных условиях или по результатам наблюдений in situ. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...