18. Петрофизические связи и их использование для геологической интерпретации результатов геофизических исследований скважин
Петрофизическая модель горной породы. Детерминированные и статистические модели. Функциональные и корреляционные уравнения, описывающие эти модели. Парные и множественные корреляционные связи, способы их получения и статистические оценки. Связи типа "керн-керн", "геофизика-керн", "геофизика-геофизика", "геофизика-гидродинамика". Учет термобарических условий при построении и использовании петрофизических связей. Место петрофизических связей при решении прямых и обратных задач разведочной геофизики.
Петрофизические связи - основа геологической интерпретации данных промысловой геофизики. Соответствие используемых связей изучаемому геологическому объекту, критерии этого соответствия. Применение петрофизических связей на стадиях разведки, подсчета запасов и проектировании разработки нефтяных и газовых месторождений. Использование петрофизических связей при разведке и промышленной оценке месторождений ископаемых углей, руд и нерудного сырья.
Использование результатов петрофизических исследований для комплексной интерпретации данных полевой и промысловой геофизики.
Составление сейсмоакустического разреза по данным широкополосного акустического метода, других методов ГИС и вертикального сейсмического профилирования (ВСП). Использование результатов изучения объемной плотности, а также магнитных и электрических свойств горных пород при интерпретации данных гравиразведки, магниторазведки, электроразведки.
Составление типовых петрофизических разрезов площади, месторождения, региона. Корреляция петрофизических разрезов. Петрофизическое районирование.
19. Перспективы развития петрофизики. Основные задачи по совершенствованию петрофизических методов изучения керна и шлама, способов обработки, хранения и использования петрофизической информации с применением ЭВМ.
Рекомендуемая литература:
а) основная литература:
1. Добрынин В.М., Вендельштейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика. - М.: Недра, 1991.
2. Виноградов В.Г., Пацевич С.Л., Дахнов А.В. Лабораторный практикум по петрофизике. - М.: Недра, 1990
б) дополнительная литература:
1. Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств
и нефте- газонасыщения горных пород. - М.: Недра, 1975, 2-е изд., 1980.
2. Добрынин В.М., Серебряков В.А. Геолого-геофизические методы прогнозирования аномальных давлений. - М.: Недра, 1985.
3. Геофизика. Н-Т журнал Евро-Азиатского геофизического общества с № 1 1996г.
4. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин. Справочник. Под ред В.М.Добрынина. - М.: Недра, 1988
5. Кобранова В.Н. Петрофизика. - М.: Недра, 1966.
6. Скважинная ядерная геофизика. Справочник геофизика. - М.: Недра, 1990
7. Справочник по литологии. - М.: Недра, 1983
1.2. Т ЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
1. Введение. Детерминированный и вероятностно-статистический подходы к обработке геоданных. Геометрическая вероятность как основа расчета геофизических сетей. Роль статистической вероятности при обработке данных физических свойств горных пород и руд. Теорема Байеса и ее значение для переоценки априорных вероятностей. Критерии согласия.
2. Корреляционно-регрессионный анализ, интерполяция и аппроксимация геофизических данных. Корреляция и регрессия. Информационная матрица Фишера. Корреляционная таблица. Оценка тесноты корреляционной связи. Выборочный коэффициент корреляции. Коэффициент ранговой корреляции. Множественный коэффициент корреляции. Корреляционное отношение. Виды регрессии и их применение. Линейная регрессия и ее применение при обработке данных физических свойств горных пород, определение глубины залегания горизонта по геофизическим данным и т.д. Нелинейная регрессия ее применение. Множественная регрессия и ее применение для количественной комплексной интерпретации, обработки данных физических свойств пород и т.д.
Корреляционные методы преобразований гравитационных и магнитных аномалий. Корреляционный метод разделения геофизических аномалий.
3. Дисперсионный и факторный анализы геофизических данных. Основы дисперсионного анализа. Факторная, общая и остаточная дисперсии. Однофакторный анализ. Двухфакторный анализ. Двухфакторный дисперсионный анализ рангов.
Применение дисперсионного анализа при изучении тренда.
Факторный анализ. Математическая модель факторного анализа. Ковариационная и корреляционная матрицы.
Метод главных компонент. Собственные значения и собственные векторы корреляционной матрицы, и их физический смысл при обработке геофизических полей.
Области применения факторного и компонентного анализов в разведочной геофизике. Разделение геофизических полей на составляющие. Интерполяция наблюденных полей. Комплексная интерпретация геофизических данных.
4. Корреляционные характеристики геофизических полей Основные понятия теории случайных процессов. Математическое ожидание, дисперсия, автокорреляционная функция. Стационарность и эргодичность случайного процесса. Автокорреляционная функция (АКФ) и ее применение. Определение АКФ, основные виды автокорреляционных функций геофизических полей. Интервал корреляции, определение и его применение при обработке данных. Построение корреляционной матрицы по АКФ при оценке формы и корреляционных свойств сигналов и помех, при оценке разрешающей способности различных приемов обработки. Корреляционное зондирование потенциальных полей.
Взаимно-корреляционные функции (ВКФ) и их применение.
Применение ВКФ для оценки простирания аномалии, формы сигналов, величины отношения сигнал/помеха.
Двумерные и трехмерные корреляционные функции, определение и применение. Структурная функция и ее применение в задачах обработки данных. Ретрокорреляционная функция.
5. Спектральный анализ геофизических сигналов. Спектры непрерывных сигналов и их дискретных аналогов. Спектры непрерывного периодического сигнала. Быстрое преобразование Фурье. Дискретизация непрерывных сигналов. Теорема Котельникова. Разложение сигналов по сферическим функциям.
Спектры стационарного случайного процесса. Спектральная плотность случайного процесса. Спектр автокорреляционной функции.
Z-преобразование и разложение сигналов по другим системам ортогональных функций. Функции Уолша.
Основные приложения спектрального анализа при обработке геофизических данных. Оценка спектральных составляющих наблюденного поля. Изучение трансформаций полей в магнитогравиразведке, сглаживание полей и т.д.
6. Линейная фильтрация геофизических полей. Математические модели геофизических полей. Свертка во временной и частотной областях. Физически реализуемые фильтры. Рекурсивная фильтрация. Фильтры Чебышева и Баттерворта. Двумерные линейные фильтры. Характеристика направленности. Пространственно-временные фильтры в сейсморазведке.
Оптимальные линейные фильтры: Колмогорова – Винера, согласованный, энергетический. Обратный фильтр, компенсирующий фильтр, прогностический фильтр. Вейвлет – анализ геофизических полей.
7. Теория статистических решений в задачах обнаружения слабых сигналов. Основные понятия теории статистических решений. Статистическая гипотеза. Ошибки 1 и 2 рода и их вероятности. Функция правдоподобия. Средний риск.
Критерии принятия статистических решений. Критерий минимального риска. Критерий Котельникова и максимального правдоподобия. Критерий минимакса. Критерий Неймана-Пирона. Критерий последовательного анализа.
Надежность обнаружения аномалии. Определение понятия надежности обнаружения аномалии. Применение этого понятия для выражения количественной зависимости между величиной отношения сигнал/помеха и вероятностью обнаружения, оценки шага съемки при заданном отношении сигнал/помеха и оценки глубинности исследований.
Способ обратных вероятностей.
Способ межпрофильной корреляции.
Способ адаптивной (самонастраивающейся) фильтрации. Примеры применения.
Непараметрические приемы обнаружения геофизических аномалий
8. Комплексный анализ геофизических полей. Понятие о распознавании образов. Математические модели при обработке данных комплекса. Основные принципы обработки данных геофизического комплекса.
Оценка информативности признаков и их комплекса. Оценки, основанные на расчете энтропии, отношения сигнал/помеха, надежности обнаружения.
Информационная совокупность признаков.
Комплексный анализ признаков при наличии эталонных объектов.
Логические приемы обработки, регрессионный анализ и проверка статистических гипотез при распознавании образов. Потенциальные функции.
Комплексный анализ признаков при отсутствии эталонных объектов. Применение факторного анализа и метода главных компонент. Кластер-анализ. Примеры применения для задач геокартирования и поисков месторождений полезных ископаемых.
4.2.9. Обработка многоуровневой геофизической информации.
Понятие об интегрированном системном анализе геоинформации. Принципы интегрированного системного анализа. Эффект телескопирования геофизических сигналов. Многомерные аналоги способов обратных вероятностей и самонастраивающейся фильтрации. Количественные приемы оценки глубины залегания контактной поверхности по многоуровневым геофизическим наблюдениям.
Комплексный анализ многоуровневой и разнопараметровой геоинформации. Многофакторные модели геообъектов.