Комплексирование геофизических методов

Лекция 18. Тема: Понятие о геофизичесом комплексе и принципы его выбора. Качественная и количественная неоднозначность при решении прямых и обратных задач. Геологическая интерпретация комплексных геофизических данных

Комплексирование геофизических методов -это сочетание и проведение в определенной последовательности различных геофизических исследований. Необходимость его обусловлена неоднозначностью (многозначностью) истолкования результатов геофизических исследований по определению геологической природы, формы и геометрии изучаемых объектов. Кроме того, необходимость комплексирования определяется тем, что те или иные элементы геологического строения по-разному отражаются в различных геофизических полях и методах. Так, горизонтально-слоистые среды находят хорошее отражение в данных сейсморазведки и методах электромагнитного зондирования, а вертикально-блочное строение более надежно картируется методами электромагнитного профилирования, гравии- и магниторазведки.

Основная идея и цель комплексирования геофизических методов — достижение однозначного решения поставленных геологических задач, определение параметров исследуемых объектов и вмещающей среды.

Для обоснованного проектирования геофизических работ и выбора комплекса методов вводится понятие«физико-геологическая модель» (ФГМ)объекта исследований.В упрощенном виде под ФГМ понимаютабстрактные тела простой геометрической формы (шар, горизонтальный цилиндр, столб, пласт и др.) с заданными соотношениями физических свойств тел и окружающей среды, для которых в аналитическом виде или численно с помощью компьютеров можно решать прямые задачи, т. е. рассчитывать аномалии, и обратные задачи, т. е. проводить интерпретацию аномалий в рамках выбранной модели.

ФГМ — это сочетание геологической, петрофизической моделей и модели физических полей. Геологическая модель — система элементов геологического строения, обобщенно описывающая состав, структуру, форму (геометрию) изучаемого объекта и вмещающей среды. Петрофизическаямодель— модель, характеризующая распределение физических и геологических свойств в плане, разрезе, пространстве. Модель физических полей описывает характер физического поля в верхнем и нижнем полупространстве, в котором отражены интенсивность поля, его морфология, аномальные эффекты и различные типы помех.

При формировании ФГМ используют понятие о прогнозно-поисковой модели, определяемой по сочетанию поисковых геофизических признаков икритериев, которыми называют характерные и устойчивые (обнаруживаемые в большинстве случаев) особенности геофизических полей над искомыми объектами.

Формирование ФГМкакого-либо геологического объекта, процесса или явления предусматривает несколько последовательных операций, к которым относятся:

• постановка геологической задачи;

• выбор объекта моделирования (земная кора, , рудная или нефтегазовая провинция, отдельные рудные тела, нефтегазовые залежи и т. д.) с построением априорной геологической модели;

• расчет аномальных петрофизических параметров моделируемого объекта и вмещающей среды;

• построение петрофизической модели и выделение на ее основе структурно-вещественных комплексов;

• решение прямых задач геофизики для каждого метода, т. е. построение модели физических полей;

• оценка, адекватности сформированной ФГМ реальному объекту на эталонах, т. е. наобъектах, аналогичных исследуемому, но с известным геологическим строением.

Требования, предъявляемые к ФГМ,изменяются в зависимости от стадийности геологоразведочного процесса (принцип последовательных приближений). Так, например, задача поисков объекта сводится к выявлению перспективных аномалий с заданной вероятностью и минимальным числом точек наблюдений (обычно три). Густоту сети при этом рассчитывают по моделям физических полей, полученным для наименее благоприятных условий залегания моделируемого объекта.

В зависимости от характера геологических задач различают двуальтернативные ФГМ, предназначенные для решения задач типа «руда — вмещающая порода», «нефтегазо-перспективная — пустая структура», и многоальтернативные ФГМ, используемые при решении задач структурно-тектонического районирования территории, геокартирования, многоцелевых поисков разных видов минерального сырья.

С учетом развития геологических процессов во времени различают статические ФГМ, фиксирующие состояние геологического объекта в определенный (исторический) момент времени, и динамические ФГМ, отражающие изменение физических полей на разных стадиях развития геологических процессов в зависимости, например, от глубины проявления рудогенеза, зон окисления, тектогенеза и т. д. Динамические ФГМ широко используются при мониторинге окружающей среды, при режимных наблюдениях над нефтегазохранилищами и крупными месторождениями углеводородов, находящимися в длительной эксплуатации, естественными фильтрационно-диффузионными процессами, при решении инженерных, гидрогеологических и геоэкологических задач.