Особенности технологии обработки и интерпретации данных ВЭЗ на ЭВМ
Система «Зонд» разработана В. П. Колесниковым и предназначена для обработки и интерпретации данных электрического зондирования в условиях квазигоризонтально-слоистых сред.
С помощью системы можно получать следующие параметры среды:
1) параметры обобщенных слоев геоэлектрического разреза с оценкой пределов эквивалентности решения;
2) уточненные значения отмеченных выше параметров на основе использования априорной информации;
3) значения продольной проводимости S, поперечного сопротивления Т, среднего продольного и среднего поперечного сопротивлений для заданной части разреза;
4) различные эффективные параметры для визуализации наблюденных данных;
5) физические характеристики пород (скорости прохождения упругих волн, минерализацию подземных вод) на основе использования их корреляционных связей с электроразведочными данными.
Описание системы Система «Зонд» реализует методологический подход, в котором процесс истолкования данных электрического зондирования разбивается на два последовательных этапа: физический и геологический. Задача первого — построение физически обоснованной модели среды по непосредственным результатам полевых наблюдений, второго — ее геологическое истолкование.
Физический этап включает первичную обработку исходных данных и получение электрических параметров слоев. В процессе первичной обработки устраняются «перекрытия» на кривых ВЭЗ и сглаживаются функции кажущегося сопротивления в пределах уровня погрешности полевых измерений с учетом согласованности с соседними зондированиями. Математически эта операция сводится к задаче оптимального сглаживания и решается на основе минимизации соответствующего функционала.
Для визуализации результатов наблюдения предусмотрены вычисление значений кажущегося сопротивления, кажущейся проводимости, дифференциальных сопротивлений, нормированных производных, их интерполяция на равномерную прямоугольную сеть, выбор оптимального сечения изолиний и вычерчивание разрезов и карт с помощью графопостроителя типа «Атлас».
Получение физических параметров среды реализуется на основе единства решения прямой и обратной задач ВЭЗ численным методом.
С учетом неустойчивости отдельных этапов послойного анализа и накопления погрешностей с увеличением номера слоя разработан ряд приемов повышения устойчивости и надежности решения, основанных на применении адаптационных приемов регуляризации и коррекции получаемых результатов. Адаптационные приемы включают выбор информативных диапазонов функции, наименее чувствительных к возмущениям в исходных данных, согласование детальности расчленения геоэлектрического разреза с информативностью исходного материала и т. п.
Процесс интерпретации состоит из ряда последовательных операций. В результате решения обратной задачи по способу «снятия слоев» находят число слоев, их мощности и удельные сопротивления. Далее, производится коррекция мощности каждого слоя, начиная с первого. В процессе коррекции выполняется цикл операций: 1) изменение параметра корректируемого слоя и повторные вычисления параметров h и ρ,- всех слоев, следующих за корректируемым; 2) решение прямой задачи и оценка аппроксимации исходных данных расчетными в интервале эффективного проявления корректируемого слоя. По достижении наилучшей аппроксимации осуществляется переход к следующему циклу, т. е. к уточнению мощности второго слоя и т. д. При этом в каждом цикле уточняются не только искомые параметры, но также число слоев и интервалы эффективного их проявления в функциональном диапазоне кажущихся сопротивлений. Количество вычислительных операций от цикла к циклу резко сокращается.
Для оценки пределов эквивалентности получаемых решений в зависимости от характера решаемых задач используют два способа. В первом из них (упрощенном) пределы эквивалентности каждого i-го слоя находятся как предельные значения параметров hi и ρi отвечающие условию: Ti=hi*ρi=const или Si= hi/ρi=const; и заданному в соответствии с погрешностью полевых наблюдений отклонению расчетной функции кажущегося сопротивления от наблюденной в пределах диапазона эффективного влияния слоя. Второй, более объективный способ, основан на использовании статистического моделирования случайных ошибок на входе интерпретационной системы. Анализ выборки получаемых при этом решений позволяет определить параметры, характеризующие устойчивость результатов, наличие корреляционных связей между ними и предельные их значения.
Следующий этап интерпретации — геологическое истолкование полученных физических решений реализуется на основе пространственного согласования физических решений с учетом геологической информации.
Учитывая зависимость детальности расчленения геоэлектрического разреза от методических и геоэлектрических условий, наличие эквивалентности решений, влияние на результаты интерпретации анизотропии среды, процесс геологического истолкования можно разделить на три последовательных этапа: 1) прослеживание геоэлектрических границ; 2) оптимизацию их поведения в рамках допустимых физических решений; 3) стратиграфическую привязку границ и получение уточненных значений параметров.
Прослеживание геоэлектрических границ представляет задачу классификации объектов на принципах самообучения. В качестве основных признаков для классификации используются значения продольной проводимости S (либо поперечного сопротивления T), среднего продольного либо поперечного электрического сопротивлений рl (либо рn), глубины залегания подошвы прослеживаемой толщи z, а также сведения об области возможного их изменения, определяемой пределами эквивалентности, латеральной изменчивостью свойств среды и гладкостью границ. В результате прослеживания определяется количество геоэлектрических границ и характер протяженности каждой из них.
Стратиграфическая привязка к-й границы выполняется согласно условиям
,
| 
| =min,
Где 
, 
— соответственно глубина и приближенное значение коэффициента анизотропии толщи пород до j–й стратиграфической границы; 
—среднее значение по «кусту» ВЭЗ, расположенных от скважины в пределах заданного расстояния; 
—максимально возможное значение коэффициента анизотропии для данного пласта.
Уточненные значения коэффициента анизотропии в параметрических точках находятся как отношения соответствующих глубин по данным ВЭЗ и скважины.