2 Понятие физико-геологической модели объекта (площади)

Проектирование геофизических работ начинается с постановки целевого задания и выбора объекта исследований. Целевое задание определяется стадией геологоразведочного процесса (региональный, полевой, разведочный, стадии эксплуатации месторождений). С целью обоснования проектирования геофизических работ вводится понятие физико-геологическая модель объекта (площади) исследования: обобщенное и формализованное представление об основных геологических и геофизических характеристиках изучаемой площади (объекта), максимально приближенное к реальным условиям и соответствующее нашим знаниям о площади (объекте) - так можно в нашем случае сформулировать понятие физико-геологической модели. Оно включает в себя две стороны - геологическую и петрофизическую.

Геологическая модель - система элементов геологического строения, обобщенно характеризующая состав и возраст горных пород слагающих разрез, структуру, форму, размеры искомых объектов на площади исследований. Например, в геокартировании это геологическая карта, на которой картографическими средствами (чаще с использованием данных геофизических методов) отражены состав и строение горных пород и история их формирования. К этому типу модели тесно примыкает модель геологических (геолого-геофизических) разрезов.

Петрофизическая модель характеризует распределение физических свойств в плане, разрезе, в пространстве изучаемой площади (объекта). На основе этого распределения прогнозируются сейсмические, электрические горизонты, распределение плотностных и магнитоактивных масс, скоростную характеристику разреза радиоактивные и тепловые особенности изучаемого объекта (площади).

Кроме этого существуют понятия физической модели, наблюдаемой и информационной.

Физическая модель геологической среды - это модель физических свойств среды, отражающихся в изучаемых полях. Для физической модели выделяются содержательные свойства – плотностные, скоростные, геоэлектрические и так далее. Следует понимать, что физическое свойство, например плотность, на этом этаже информационной модели - это физический объект, а используемые параметры и их взаимосвязь определяют плотностную модель.

Модели физических полей - это объекты, доступные для наблюдения. Измеряются чаще всего не сами поля, а лишь некоторые связанные с ними величины. Для гравиразведки – это чаще всего вертикальная производная гравитационного потенциала, для сейсморазведки по методу отраженных волн это преимущественно кинематика - времена прихода отраженных волн, для магниторазведки это может быть поле в одних случаях и векторное поле горизонтальной и вертикальной компонент напряженности в других. Содержательный смысл модели физического поля определен используемым уравнением математической физики, которое устанавливает связь между физической моделью и моделью поля.

Наблюдаемые модели - представляют собой те параметры, которые реально измеряются геофизическим методом. Природа наблюдаемых полей весьма разнообразна. Это влияние калибровки приборов (в методах радиоактивного каротажа), аппаратурные влияния, связанные с передаточной функцией приборов, зоны малых скоростей, как это происходит в методах сейсморазведки, дискретность измерений и эффекты с этим связанные (появление зеркальных частот и т.д.). На отличия между наблюдаемой моделью и моделью физического поля может влиять то, что наблюдаемые данные осложнены погрешностями разной природы (аддитивные и мультипликативные помехи). Поэтому прежде чем строить интерпретационные процедуры следует разобраться с тем, каким искажающим фактором подверглось поле, как его по возможности очистить от этих искажений, выделив полезные, интерпретируемые компоненты. Совокупность преобразований, которым подверглось исходное теоретическое поле до того вида, который дан в наблюдаемых полях, называется эталонирующим преобразованием.

Информационная модель представляет собой систему взаимосвязанных моделей: геологической, физической, полевой и модели наблюдаемой. На верхнем этаже находится изучаемая геологическая модель, а на нижнем – информация, прошедшая ряд преобразований об этом объекте, выраженная в наблюдаемых полях. Реконструировать по этим полям параметры моделей физической и геологической – в этом суть интерпретационного процесса.