Современное состояние комплексной интерпретации.
ЛЕКЦИЯ 1.
Методология геологической интерпретации геофизических данных.
Некоторые общие установки.
В силу огромного природного разнообразия геолого-геофизических условий проведения разведочных работ единой методики интерпретации, пригодной для любых ситуаций, не существует. Однако, общие подходы, общая методология интерпретации геофизической наукой и практикой выработаны. В этом разделе мы коротко остановимся на этих общих принципах и подходах к интерпретации.
Прежде всего необходимо заметить, что всякая геологическая интерпретация основывается на комплексировании, то есть является комплексной.
В самом определении интерпретации как процесса преобразования косвенной геофизической информации в прямые геологические понятия и категории, основанном на использовании всех имеющихся, всех доступных геолого-геофизических данных о строении разреза и свойствах пород изучаемой территории (эти данные могут рассматриваться как априорные, эталонные) – эта комплексность заложена a’priori. Комплексность безусловно имеет место и в случае однометодной геофизической разведки, например, сейсмической, но нередко она как бы завуалирована и интерпретатор не всегда осознает, вчитываясь в тексты по изученности территории или занимаясь стратиграфической привязкой отражающих горизонтов с использованием материалов ГИС, что осуществляет процедуры комплексирования.
|
|
|
Базовыми принципами интерпретации, как и разведки в целом, являются принцип аналогий и принцип последовательных приближений. Суть первого применительно к геофизике может быть сформулирована так: одинаковым геологическим разрезам соответствуют одинаковые геофизические поля и обратно – одинаковым геофизическим полям соответствуют одинаковые геологические разрезы. Вполне понятно, что обратная сторона постоянно нарушается эквивалентностью, поэтому соблюдение принципа аналогии приходится контролировать специальными приемами, чаще всего основанными на применении статических гипотез. Принцип последовательных приближений определяет направление развертывания интерпретационного процесса от общего к частному, от мелкого масштаба к крупному, от модели осадочного бассейна в целом к локальным объектам, а не наоборот [1].
Важнейшими понятиями в интерпретации являются точность и достоверность. Точность определяется величиной погрешности в получении исходных данных и ошибками в процессе самой интерпретации. Достоверность связана с точностью, но не тождественна ей. Показателем достоверности служит надежность выявления искомых объектов, точнее, надежность выявления их конфигураций в результативных структурных построениях и прогнозах, которая определяется соотношением величины принятого сечения этих построений и итоговой погрешности прогнозирования. В геологии за основу принято соотношение 2:1, т.е. величина сечения должна быть, как минимум, в два раза больше погрешности. Это гарантирует по интегралу вероятности [2] надежность построения на уровне 95%. Иными словами гарантируется, что из 100 скважин, забуренных в контуре выделенного по геофизическим данным объекта в него попадут 95 скважин. Можно назвать следующие 5 признаков, определяющих точность и достоверность решения геологических задач.
|
|
|
1. Характер соотношения (простой или сложный) между изучаемой геологической структурой и геофизическими аномалиями. Примером простого соотношения может быть наличие (в обязательном порядке) минимума в поле силы тяжести над соляным куполом (плотность соли ниже плотности окружающих пород), примером сложного неоднозначный характер отображения в поле Δ g погребенной органогенной постройки (рифа), над которым может быть зарегистрировано и понижение и повышение уровня поля силы тяжести, т.к. карбонатное тело может оказаться и более и менее плотным, чем компенсирующие его толщи заполнения.
|
|
|
2.Полнота геофизической информации.
3. Наличие и точность эталонных данных.
Эталонными считаются данные, на порядок более точные, чем те, которые получают на основе наблюдений, проводимых с помощью применяемого исследователем метода. Обычно иерархия эталонности выстраивается следующим образом: по отношению к данным сейсморазведки эталонными свойствами обладают только буровые (ГИС и ВСП), по отношению к электроразведочным - эти же данные сейсморазведки и, разумеется, ГИС и ВСП, а гравимагнитные построения могут поверяться уже и электроразведочными. Однако вся эта конструкция может оказаться весьма шаткой и зачастую не выдерживает критериальной нагрузки, безусловно посильной лишь для материалов бурения и ГИС.
4. Точность геофизических наблюдений.
Некоторые задачи, например задачи прямого прогнозирования нефтегазоносности, то есть неструктурные, требуют высокой точности наблюдений, для некоторых –регионального структурного уровня в этом нет необходимости.
5. Совершенство методики интерпретации.
В обзоре [3] отмечено, что совершенствование комплексной интерпретации (КИ) идет в направлении от разработки алгоритмов и программ частных интерпретационных методик к созданию полнокомпонентных скоординированных интерпретационных систем, ориентированных на широкий круг задач с использованием всей имеющейся информации. При этом методология КИ развивается применительно к рассмотрению трех классов геологических задач – элементарных, простых и сложных.
|
|
|
Элементарные – задачи обнаружения геологических тел и задачи определения их параметров по известным алгоритмам при четком проявлении целевых объектов в геофизических полях. В приложении к этому классу методология КИ вырождается в конкретные методики интерпретации.
Простые – то же при ограниченном влиянии мешающих факторов. Здесь возникает необходимость более полного знания геолого-геофизических особенностей изучаемой площади с целью ослабления и исключения помех. Методология КИ объединяет конкретные алгоритмы интерпретации и решение задач осуществляется на основании принципа аналогий.
Иное положение складывается при решении сложных задач – структурно-вещественных, историко-геологических, динамических, решение которых зависит от большого количества факторов, проявляющихся в различных, заранее не известных сочетаниях. При решении их включаются в рассмотрение данные, представляющие косвенный интерес, смежные задачи и пр. Общая установка – при этом при интерпретации нельзя фокусироваться только на объект поиска, отвлекаясь от изучения всего геологического пространства. Таким образом, руководящим принципом КИ становится принцип целостности.
В создании базы знаний об изучаемых объектах ведущая роль принадлежит ФГМ – она является концептуальной основой этого знания. Концептуальная ФГМ, представляющая собой по [5] систематизированную совокупность эмпирических закономерностей и теоретических высказываний, отражающих геолого-геофизические свойства и связи в четко обозначенном пространстве применительно к поставленной геологической цели и конкретному методу или комплексу методов. Главное назначение такой ФГМ состоит в развернутом решении вопроса об источниках геофизических аномалий. Таким образом очевидно, что ФГМ - составная часть КИ. Каждый новый цикл геофизических исследований начинается с создания или анализа исходной ФГМ и завершается решением поисковой задачи и созданием более совершенной ФГМ.
При постановке и решении задач КИ исследователь ориентируется на уровень решения геологических задач наиболее информативным геофизическим методом. В настоящее время это, главным образом, сейсморазведка, пытающаяся решить задачи в структурно-вещественном и историко-геологическом аспектах, то есть в области сейсмостратиграфии.
Сейсмостратиграфия нацелена не на выделение, стратификацию и прослеживание главных волн, а на изучение на временном разрезе характера взаимоотношений геологических тел, их формы и внутренней структуры. Объектом при этом выступает осадочный чехол , предметом структура и взаимоотношение в пространстве седиментационных геологических тел надпородного уровня организации, цель состоит в прогнозе продуктивности, а задача - в выделении геологических тел, отличающихся внутренней структурой, восстанавливаемой посредством изучения рисунка временных разрезов.
Современное состояние комплексной интерпретации.
Современное состояние такой методологической проблемы, какой следовало бы назвать комплексную интерпретацию, можно охарактеризовать как весьма сложное. Получить представление об этом можно по многочисленным публикациям В.Н.Страхова и других известных геофизиков – О.К.Кондратьева, С.В.Гольдина, А.С.Кашика и пр. в журнале “Геофизика” и в специальных сборниках трудов, связанных с проведением разного рода геофизических конференций. Сообразуясь с развивающимися на рубеже XX и XI веков идеями постнеклассической науки в целом придется признать, что стадия “становления” будет оформляться достаточно долго и перерастет в стадию “бытия” еще не скоро - не ранее чем через десятилетие. Для того чтобы это перерастание состоялось, необходимо утверждение в сознании геофизиков-интерпретаторов идей, образов, моделей нелинейной динамики, эволюционной диатропики, таких синтезирующих наук, как циклистика, меметика, теория искусственных нейронных сетей, телеологическая теория информатики, теоретическая виртуалистика и синергетического мировоззрения в целом [5]. Рамки специализированного учебного пособия не позволяют отвлекаться на чрезвычайно интересные, но еще не установившиеся связи этих идей и моделей с реальной практикой комплексной интерпретации. Поэтому охарактеризуем особенности уже сложившейся обстановки в этой области. Можно констатировать, что на протяжении многих предшествующих лет основное внимание уделялось по свидетельству [3] решению частных методических задач, причем преимущественное развитие получил физико-математический аспект интерпретации. Физико-геологический, по нашему мнению самый важный , аспект КИ в научно-методическом отношении оказался неразвитым и больше относится к опыту и интуиции. В результате образовался громадный разрыв теории с практикой, о котором постоянно пишет крупнейший ученый – геофизик нашего времени В.Н.Страхов. Причина этого разрыва по нашему мнению состоит в том, что практикующие геофизики-интерпретаторы идут от объекта, от среды (т.е. от того, что первично), а теория от геофизического поля и от его математического описания. Так П.И.Балк констатирует в [6], что столкновение общематематических и геофизических интересов наблюдается как на уровне формулировки целевой задачи интерпретации, так и на уровне принятия критериев оценки качества результатов интерпретации. Одной из наиболее противоречивых этот автор находит “существующую методологическую установку на выбор из множества допустимых решений одного оптимального”. Следующая за этим необоснованная абсолютизация свойств решения приводит к практической недооценке фактора практической эквивалентности… “Интерпретация (как процесс), - пишет далее П.И.Балк,- должна сводиться к содержательному (т.е. осмысленному в физико-геологических категориях – М.Р.) анализу множества допустимых решений обратной задачи, а интерпретация как результат может представлять собой набор геологически содержательных инвариантов на указанном множестве [6]”. И далее приведем еще одну пространную цитату из П.И.Балка, весьма остроумно и тонко объясняющую скрытый механизм зарождения противоречий между геофизическим и математическим видением задачи. “Обычно все происходит в следующей последовательности.
1. В практике интерпретации складывается определенный круг задач А, для которых вырабатываются свои методы решения – пусть недостаточно строгие и формализованные, содержащие элементы эвристики, но вобравшие в себя богатый опыт и интуицию большого числа геофизиков-интерпретаторов - и широко опробованных на конкретном материале;
2. Pа формализацию задачи берется математик и, исходя из сложившихся традиций в соответствующей области математики, предлагает некую “эквивалентную” постановку Б, которая на первый взгляд не может вызвать возражения, поскольку предлагает, как правило, получить нечто большее, чем геофизик мог ожидать (что стоит, к примеру, одно лишь предложение алгоритма, обеспечивающего сходимость последовательности приближенных решений к истинному);
3. Rак только подобное соглашение “достигнуто”, в математической теории интерпретации потенциальных полей в качестве “одной из актуальных проблем, возникающих на практике”, начинает фигурировать задача в постановке Б;
4. Lалее выясняется, что само прогнозируемое качество результатов, которое и сделало столь привлекательной постановку Б, может быть достигнуто, вообще говоря, лишь в неких идеализированных условиях, в принципе не реализуемых на практике;
5. Yо в математической теории интерпретации постановки А уже нет и остается только бесконечно совершенствовать методы решения задачи Б. То, что следовало бы обратиться к изначальной постановке А и развивать именно ее, и то, что на этом пути могли бы быть получены более эффективные решения, попросту выпадает из поля зрения”.
В силу сказанного интерпретаторы-практики не стараются вникать в чисто математические аспекты (модели) интерпретации и так хорошо, напротив, воспринимают идеи решения обратной задачи через прямые (через объект) в рамках схемы физико-геологического моделирования. В итоге дискуссий, прошедших на страницах журнала “Геофизика” и тематических академических сборниках “Геофизика и математика” в последние годы (2000-2003) складывается впечатление, что в коллективном сознании геофизиков-теоретиков все более утверждается концепция главенства геофизических ценностей над общематематическими, а основной методологической установкой уже сегодня становится построение теории интерпретации, полностью адекватной геофизической практике.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 516; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!