Решение этой задачи существует.

Оно единственно.

Оно устойчиво.

На самом деле выполнение этих условий в большинстве случаев негарантированно и необходимо каким-то образом преодолеть или, как это обычно говориться, «снять» эту проблему, а выражаясь точнее, все три проблемы: существования решения, единственности и устойчивости.

Именно из некорректности обратных задач следует идея модельности, которую академик В.Н.Страхов назвал первой центральной идеей разведочной геофизики. Эта идея состоит в поиске решения обратной задачи через «систему допущений о распределении источников аномалий (то есть модели этого распределения) и через заданное приближенно физическое поле (приближенно потому, что определено это поле в результате наблюдений, осуществленных не сплошь, а по определенной системе точек или профилей на площади, с приборами определенного класса точности, определенной погрешностью измерений и пр.). Другими словами идея модельности состоит в решении некорректных обратных задач, через решение корректных прямых.

Под прямой задачей геофизики понимается определение аномальных параметров физических полей Па по известным, или, точнее, заданным геометрическим и физическим параметрам объекта По.

То есть, если формализованная постановка обратной задачи может быть записана как

Па → По,

то постановка прямой выглядит как

По → Па.

Таким путем удается «снять» проблему существования решения, так как всегда можно «придумать» такое распределение источников, которое позволит получить полностью адекватную наблюденной картину распределения поля.

«Придумать» в данном случае значит построить модель распределения источников. Но для построения модели надо иметь какие-то исходные данные, какие-то априорные, предварительные сведения о строении разреза, об объектах поиска, о свойствах пород, то есть надо иметь некоторую фактографическую основу для создания такой модели. Этой основой служат все имеющиеся данные об изученности разреза территории исследований: результаты геологических съемок, бурения скважин, полевых и скважинных геологических работ, наконец, разного рода литературные данные – фондовые и опубликованные. Нелишне вспомнить, что подобные материалы – осмысленные и проанализированные - составляют обязательный раздел любого геофизического отчета, который носит название «геолого-геофизическая изученность» и который предназначен как раз для синтеза априорной физико-геологической модели, необходимой для решения прямой задачи геофизики. Само по себе решение прямых и обратных задач в каждом методе основано на известных из теории физических полей интегральных и дифференциальных уравнениях связи Па и По (теории потенциала, уравнений Максвелла, волнового уравнения). Такое решение называют математическим моделированием.При этом реальные аномалиеобразующие объекты аппроксимируются (упрощенно описываются) физико-геологической моделью (ФГМ).

Сам процесс моделирования можно представить следующим образом:

1.Синтезируется по результатам изученности разреза исходная (априорная) ФГМ – плотностная или петромагнитная и т.п.

2.Решается прямая задача гравиразведки (или магниторазведки и т.п.) –вычисляется теоретическое (модельное) поле .

3.Это расчетное поле Δg, сопоставляется с экспериментально наблюденным, то есть зарегистрированным исследователем при отработке данного профиля и специальным образом предварительно обработанным (внесением поправки за рельеф местности, за влияние верхней части разреза и пр.).

4.В случае расхождения наблюденного и расчетного полей модель подвергается определенной корректировке (исправлению) и повторяется решение прямой задачи. Затем снова сравнивается расчетный и наблюденный эффект. Эти процедуры повторяются до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень совпадения расчетной кривой с экспериментальной. То есть идет процесс подбора модели под наблюденное поле, который завершается достижением некоторого минимума среднеквадратического отклонения Δgрасч от Δgаном, причем величина этого минимума задается директивным образом, исходя из геологических условий проведения работ и характера решаемой задачи.

В результате такого подбора получается некоторое эквивалентное решение поставленной задачи, которое в неблагоприятной геолого-геофизической ситуации, например для объектов малого размера на большой глубине, может оказаться несоответствующим объективной реальности. Эквивалентное, то есть одно из многих возможных решений, для которых существует требуемая сопоставимость расчетного и наблюденного эффектов. Чтобы повысить степень достоверности получаемых решений необходимо задействовать дополнительную информацию: результаты нескольких геофизических методов, опорные скважины и пр. Тем самым реализуется вторая центральная идея разведочной геофизики – идея комплексирования. Комплексирование позволяет «снять» проблему неединственности и неустойчивости при решении обратных задач. Вопросы практики комплексирования будут рассмотрены в последующих разделахучебного пособия. Здесь отметим только, что осуществление комплексного подхода к интерпретации данных различных геофизических методов будет на деле означать, что используемые ФГМ должны быть не однопараметровыми (скажем, плотностная или петромагнитная), а многопараметровыми и при этом геологически непротиворечивыми. Такие модели называют согласованными.

Под согласованностью понимается единство геологической трактовки результатов разных методов, то есть создание такой единственной модели распределения источников аномалий, которая удовлетворяет наблюдаемой картине распределения всех полей, включенных в комплекс.

Методология согласования также рассмотрена в настоящем учебном пособии.

Таким образом, удается, в конце концов, обратную задачу решить и тем самым априорную модель уточнить, исправить, превратить ее из предварительной в итоговую, апостериорную ФГМ, то есть такую, которая построена с использованием новой информации, полученной в результате проведения полевых наблюдений и их обработки. Эта ФГМ представляет собой распределение в геологическом пространстве геометрически и петрофизически параметризованных геологических тел (структурно-вещественных комплексов пород, охарактеризованных значениями плотности, намагниченности, удельного электрического сопротивления и т.д.), вместе с ансамблем геофизических эффектов (кривых Δg, ΔТ и т.д.), обусловленных этими телами. То есть такая ФГМ – это синтез петрофизической модели (ПФМ) среды и математической модели поля, выверенной по экспериментально наблюденному материалу.

Тем самым удается завершить первый важный этап интерпретации – перейти от геофизических полей к геологической среде, от параметров аномалий к параметрам аномалиеобразующих объектов – геометрическим (форма, размеры, глубина залегания) и петрофизическим (плотность, намагниченность, скорость распространения волн и пр.).

Этот полученный результат нередко именуют геофизической интерпретацией, подчеркивая этим то обстоятельство, что петрофизические величины, хотя и являются уже вещественными характеристиками геологической среды, но это еще не те прямые геологические параметры, которые больше всего интересуют недропользователя – то есть не литология, не текстурно-структурные, фильтрационно-емкостные и иные параметры, которые позволяют решить конечную задачу – задачу собственно геологической интерпретации, задачу обращения физико-геологических параметров объекта в геолого-геометрические, физических свойств - в геологические.

Решение этой последней задачи – задачи собственно геологической интерпретации осуществляется в рамках петрофизики – научной дисциплины на стыке петрологии и физики горных пород, предназначенной устанавливать теоретические, эвристические и статистические связи между физическими и геологическими свойствами. Основная трудность здесь состоит в том, что если физические свойства всегда выражаются количественно, то геологические не всегда можно формализовать в виде чисел. Так литологическая характеризация в виде описания вещественного состава осадочных пород, их структурно-текстурного строения и т.п. по существу числом не передается. Тем не менее, существуют примеры, когда литология (параметр Л) представляется последовательностью чисел от 1 до 14, причем значениями 1, 2, 3 – индексируются тяжелые, средние и легкие глины (соответственно), 4, 5, 6 – такие же суглинки, 7, 8, 9 – супеси, 10, 11, 12 – пески, 13 – галечники и 14 – валуны. В этом ряду Л определяется средним диаметром твердых частиц (dср), который является основным диагностическим критерием (признаком) пластичных и рыхлых осадочных пород.

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 393; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56

Мы поможем в написании ваших работ!