Физико-математическая количественная интерпретация электромагнитных зондирований, которая, в основном, сводится к решению обратной задачи, хорошо разработана для одномерных (горизонтально слоистых) моделей сред (см. 7.3). В результате получаются параметры: послойные мощности ( ), сопротивления ( ), поляризуемости ( ) или обобщенные для толщи (мощности  , продольные проводимости  , продольные удельные сопротивления  , поперечные сопротивления  , поперечные удельные сопротивления  ). Существуют различные методы решения обратных задач: графоаналитические, палеточные и с помощью ЭВМ (машинные) (см. 7.3.1).
1. Графоаналитические методы. В результате анализа решений прямых задач ЭМЗ получены аналитические способы расчета обобщенных параметров разреза по асимптотическим или экстремальным значениям КС на кривых ЭМЗ, получившие название графоаналитических.
Наибольшее применение находит метод  . Если кривая ЭМЗ получена над разрезом с очень высоким сопротивлением в основании (например, кристаллическим фундаментом), то проведя под углом 45 (для ВЭЗ-ДЗ) или 63 (для МТЗ, ЧЗ, ЗС) к правой ветви кривой асимптоту, можно определить суммарную продольную проводимость () толщи над ним. Величина равняется  (для ВЭЗ, ДЗ),  (для МТЗ),  (для ЧЗ в дальней волновой зоне),  (для ЗСД),  (для ЗСБ), где  - абсциссы, а  - ординаты любой точки асимптоты.
На рис. 3.10 по правой асимптоте = 330 (1/Ом). Зная и определив среднее продольное сопротивление этой толщи (), например, по параметрическим ЭМЗ у скважин, путем анализа связей перед асимптотой с (обычно  ) и другими способами, можно рассчитать глубину залегания высокоомного горизонта  . В рассматриваемом нами примере (см. рис. 3.10)  м.
Существует ряд и других графоаналитических приемов
определения различных параметров разреза.
2. Палеточные методы. 1). Палеточные методы
интерпретации, применяющиеся в электроразведке долгие годы, основаны
на использовании альбомов трехслойных кривых (палеток), различных
для разных ЭМЗ и рассчитанные для горизонтально-слоистых моделей
сред (см. 9.1.1). Сущность палеточных способов сводится к последовательному
совмещению выстроенной на кальке полевой кривой с теоретическими
кривыми. Они должны быть построены в одинаковом логарифмическом масштабе.
Добившись наилучшего совмещения по индексам совпавшей теоретической
кривой и палетки, определяют мощность ( ) и удельное электрическое сопротивление ( ) первого (верхнего) слоя, относительные значения мощности  и сопротивления  второго слоя, а также  интерпретируемой кривой. Отсюда можно найти приближенные значения изучаемого разреза:  .
При интерпретации многослойных кривых они с помощью
так называемых вспомогательных палеток последовательно (сверху-вниз)
разбиваются на трехслойные. Для этого сначала два верхних слоя заменяются
одним эквивалентным, т.е. таким фиктивным слоем мощностью  и сопротивлением  , чтобы электромагнитное
поле на земной поверхности оставалось тем же. Далее три верхних слоя
заменяются новым эквивалентным с мощностью 
и сопротивлением  и так далее. Используя
трехслойные теоретические палетки, полученные эквивалентные трехслойные
кривые интерпретируют как обычные трехслойные.
В результате интерпретации кривых ЭМЗ с помощью
альбомов палеток получается набор физико-геометрических параметров:
 , по которым можно определить
приближенные послойные значения мощностей и сопротивлений:
 | (3.12) |
Они близки к истинным лишь при  3 - 5, а с уменьшением
 погрешности в определении послойных параметров разреза
резко возрастают. Это объясняется некорректностью решения обратной
задачи электроразведки, как и любой задачи математической физики,
и существованием принципа эквивалентности, т.е. неоднозначности интерпретации
и возможности соответствия одной кривой ЭМЗ множеству геоэлектрических
разрезов. Пути его учета рассмотрены ниже (см. 9.1.3).
2). Ускоренная интерпретация кривых ЭМЗ может проводиться
с помощью номограмм-палеток, подготовленных В.К.Хмелевским для каждого
метода ЭМЗ. Они позволяют заменять при интерпретации громоздкие альбомы
палеток (в разных методах ЭМЗ наборы типичных трехслойных кривых
меняются от нескольких десятков до сот листов) одной-двумя номограммами-палетками.
На рис. 3.11 приведена номограмма-палетка для интерпретации кривых
вертикальных (ВЭЗ) и дипольных, азимутальных и экваториальных (ДАЗ
и ДЭЗ) зондирований на постоянном токе. Она состоит из вспомогательной
(слева) и двухслойной (справа) палеток, объединенных общим началом
координат (крест палетки). На вспомогательной палетке приведены шкалы
следующих параметров и соответствующие им кривые: а) слева шкала
 , оцифровывающая кривые равных значений
для всех типов трехслойных кривых  ; б) сверху приведены шкалы  , а внизу -  для сплошных и пунктирных вертикальных или почти вертикальных кривых на номограмме. На двухслойной палетке
по оси  отложены разносы, нормированные мощностью верхнего
слоя ( ), а по оси  - значения  , шкала которых расположена крайней справа. Здесь же прочерчены теоретические (палеточные) двухслойные кривые, сплошные (для ВЭЗ, ДАЗ, ДЭЗ).
 | | Рис. 3.11. Номограмма-палетка для интерпретации кривых ВЭЗ, ДЭЗ, ДАЗ |
Последовательность интерпретации с помощью номограммы-палетки
рассмотрим на примере пятислойной кривой ВЭЗ-ДЭЗ типа KQH,
приведенной на рис. 3.10. Для этого она должна быть вычерчена на
кальке с логарифмическим масштабом по осям координат с таким же модулем
М, как и номограмма-палетка.
Полевая многослойная кривая разбивается на двухслойные, и самая левая из них (I - II) накладывается на двухслойную палетку. Соблюдая параллельность осей координат палетки и бланка с полевой кривой, добиваются наилучшего ее совмещения с одной из теоретических. На бланк переносится крест палетки - т. О1, координаты которой на осях ординат и абсцисс равны и . По правой шкале палетки оценивается  .
С двухслойной палеткой совмещается вторая ветвь полевой кривой (II - III), и на бланк вновь переносится крест палетки О2 с координатами и . Положение точки О1 на номограмме дает уточненные параметры  , значения которых снимаются с соответствующих шкал (в рассматриваемом примере для первой кривой типа  эти параметры определяются по шкалам:  по  и по левой шкале.
С двухслойной кривой совмещается третья ветвь (III - IV), и на бланк переносится крест палетки О3 ( ), а по положению точки О2 на номограмме определяются  (в рассматриваемом примере для второй кривой типа  эти параметры определяются по шкалам:  по  по .
С двухслойной кривой совмещается четвертая ветвь (IV - V), и на бланк переносится крест палетки О4 ( ), а по положению точки О3 на номограмме определяются параметры  (в рассматриваемом примере для третьей кривой типа эти параметры определяются по следующим шкалам:  по  по .
В результате интерпретации с помощью номограммы-палетки получаются те же параметры, что и при палеточной (см. 3.12).
Параметры  определяются по формулам (3.12) и являются приближенными. Для точного их определения необходима дополнительная информация, например, значения  и т.п. по данным геофизических исследований скважин. В приведенном примере (рис. 3.10) результаты интерпретации следующие ( в метрах,  в Омм):  м (с помощью примененного выше метода  .
3. Машинные методы интерпретации. Интерпретация
ЭМЗ с помощью ЭВМ производится с большей точностью, объективностью
и скоростью. Существует множество алгоритмов решения обратной задачи
ЭМЗ. Наибольшее распространение получили алгоритмы разных вариантов
подбора. Принципы их основаны на следующем.
В ходе предварительной интерпретации (качественной, а лучше с помощью номограмм-палеток) получается априорная информация о геоэлектрическом разрезе: число слоев, примерные значения мощностей и сопротивлений.
Выбираются те или иные методы и программы решения прямых задач ЭМЗ, которые отличаются точностью и временем счета, этапами ввода дополнительной информации, возможностью использовать различные персональные компьютеры и др. Для получения априорных параметров модели решается прямая задача и теоретическая кривая сравнивается с полевой.
Добиваются наилучшего совпадения полевой кривой с теоретическими, у которых постепенно меняются параметры. Методом последовательных приближений получают минимум среднеквадратического отклонения или логарифмической невязки кажущихся сопротивлений на всех параметрах глубинности.
В минимизируемый функционал невязки вводится стабилизатор решения с учетом всех дополнительных геолого-геофизических сведений о районе исследований: минимальные и максимальные мощности, электромагнитные свойства слоев и т.д.
Выдаются наиболее вероятные значения параметров геоэлектрического разреза (см. 3.12), но более точные, чем рассчитанные по формулам (3.12) и (3.13), благодаря использованию дополнительных данных.
Назад| Вперед
|
