Некоторые подходы к построению 3D геологических моделей с использованием разнородной априорной информации

• Автор: Бекман, Александр Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
Глоссарий
Введение
1 Постановка задачи геологического моделирования. Современные подходы к построению полей геологических параметров.

1.1 Виды и основные способы представления трехмерных геологических моделей

1.1.1 Цифровая трехмерная адресная геологическая модель ЦТАГМ

1.1.2 Цифровая трехмерная адресная фильтрационная модель ЦТАФМ.

1.2 Типы исходных данных и априорной информации для трехмерного моделирования.

1.2.1 Типы эмпирических исходных данных о геологических объектах

1.2.2 Примеры априорных сведений о геологических объектах

1.3 Современные подходы к построению трехмерных геологических моделей

1.3.1 Построение трехмерных геологических моделей методами послойной интерполяции
1.3.2 Построение трехмерных геологических моделей с использованием методов крайгиига
1.3.3 Последовательные методы моделирования полей геологических параметров
1.3.4 Использование метода имитации отжига для построения и корректировки геологических моделей
2 Построение полей геологогеофизических параметров с ис
пользованием Всплайнов авторский подход применения априорной информации в виде карт.
2.1 Интерполяционная и аппроксимационная постановки задачи
моделирования поля геологического параметра.
2.2 Поиск нормального решения задачи моделирования ЗБ поля
геологического параметра
2.3 Основные результаты численных экспериментов.
3 Новый метод построения ЗБ геологических моделей. Использование крайгинга с возможностью учета 2Б геологических карт.
3.1 Постановка задачи. Теоретическое обоснование подхода к решению
3.2 Некоторые практически важные обобщения метода. 9С
3.3 Результаты численных экспериментов
4 Построение ЗБ литологофациальных моделей методом имитации отжига с использованием разнородной априорной информации.
4.1 Гиббсовские распределения, потенциальные поля и марковские случайные функции
4.2 Динамические методы МонтеКарло моделирование гиббсовских распределений и метод имитации отжига
4.2.1 Метод Гиббса.
4.2.2 Метод имитации отжига
4.3 Пример построения целевой функции для моделирования поля литологии методом имитации отжига .
4.3.1 Результаты численных экспериментов
4.4 Обоснование авторского алгоритма корректировки литолого
фациальных моделей методом имитации отжига
4.4.1 Численные эксперименты
Заключение.
Литература


Алгоритм выбора в этом случае представляет собой некоторый специализированный метод Монте-Карло, генерирующий небольшую выборку заданного распределения. Полученная выборка анализируется экспертами и один из вариантов объявляется актуальной моделью. Любой известный численный метод может быть рассмотрен с позиций приведенной выше схемы. Тем не менее, зачастую в рамках распространенных численных методов используется довольно мало информации о моделируемом объекте. При использовании для нужд геологического моделирования -сплайнов (см. А.М. Волков, ]) кроме использования скважинной информации предлагается в качестве регуляризатора использовать функционал, ссютвотствующий уравнению Лапласа. Привлечение такой информации служит для выделения единственного решения из множества возможных, а также выражает мнение исследователя о том, что исследуемое поле ведет себя подобно мыльной пленке. В качестве строгой информации, ограничивающей множество возможных моделей, используется информация о том, что модель принадлежит пространству В-сплайиов, а значит, представляет собой дважды непрерывно дифференцируемую функцию. Последнее также может являться экспертным мнением относительно моделируемого ПОЛЯ. Один из традиционных гсостатистических методов, простой край-гинг, помимо скважинных данных использует предположение, что исследуемое поле представляет собой стационарную в широком смысле случайную функцию с заданной функцией ковариации. Исходя из этого предположения, множество возможных вариантов модели сужается до множества функций-оценок, заданных на некоторой конечной сетке, и представляющих в каждом узле этой сетки линейную комбинацию известных скважинных значений. Критерием выбора единственного решения из этого множества является требование наименьшего среднеквадратического отклонения оценки от неизвестной функции в каждой исследуемой точке (см. М. Давид, ], [Ж. Матерон, G8]). Численный метод Sequential Gaussian Simulation (SGSIM, см. P. Goovacrts, ], глава 8), часто используемый в зарубежных программных продуктах для геологического моделирования, относится к разряду стохастических и базируется на тех же предположениях относительно исследуемого поля, что и крайгинг. Как и в случае к ранги н га, множество возможных моделей сужается до множества функций, заданных на некоторой конечной сетке и удовлетворяющих скважинным данным. Вероятностное распределение формул ируется на основании требования наилучшего удовлетворения заданной функции ковариации (или вариограммы). Выборка вероятных вариантов получается с помощью специализированного метода типа Монте-Карло. Заметим, что и гипотеза стационарности случайной функции и вариограмма вносятся в задачу извне для возможности осуществления численного метода. На практике проверка гипотезы стационарности является практически невозможной, а вариограмма выбирается из нескольких шаблонов, часто не имеющих отношения к исследуемому объекту. Любой из численных методов, приведенных в примерах может быть дополнен новой информацией. В частности, в главах 2 и 3 даны модификации этих численных методов, позволяющие учитывать (строго или нестрого) априорную информацию в виде двумерных геологических карт. Относительно двумерных геологических карт требуется заметить, что они являются традиционным для отечественной науки типом геологических моделей. Кроме того, двумерный способ представления информации является более удобным для восприятия человеком нежели трехмерный. В связи с этим, методики экспертного контроля трехмерной геологической модели зачастую базируются на анализе ее сечений и построенных по пей двумерных карт. Еще одним доводом за использование априорных двумерных карт при построении трехмерных геологических моделей является то, что, согласно существующим регламентам (см. Регламент по созданию постоянно действующих геолого-технологических моделей. Таким образом, создание численных методов, позволяющих строить трехмерные геологические модели в соответствии с имеющимися двумерными, является практически важной задачей.