Файл: Физические свойства пород Балтийской синеклизы..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 60

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

выбора вида связи наряду с коэффициентами корреляции используются показатели оценки надежности аппроксимации. Алгоритм реализует решение задачи, которая формулируется следующим образом.

Дана совокупность физических свойств образцов, а именно

хь Х2,

. . . , хп, у, где Х\, х2, . .. ,

хп — факториальные параметры,

у=х-р — результативный параметр

(/?= « + 1 ), заданные в

виде матрицы X, состоящей из N строк и р столбцов:

 

Х \ \ Х \ 2

. . .

• •

%\пУ\

 

Х 2\Х22

. . .

- Х 2пу 2

 

XjviXjv2

% п УЯ

В

первой строке матрицы

X записаны значения свойств

1 -го образца, во второй строке — 2 -го и т. д., в последней строке — N-го образца.

Требуется построить функцию

 

y = F(xu х2,

хп),

аппроксимирующую зависимость параметра у от совокупности параметров x)t х2, . . . , хп, и дать оценку точности аппроксима­

ции. Вид связи определяется эмпирически, путем решения и оценки адекватности трех ее моделей, широко применяемых в геолого-геофизических исследованиях:

линейной —

 

 

y=&oJr Ь\Х\ + 6 2 X2 + . .. +Ьпхп,

(9)

логарифмической —

 

 

У = CLq-\~bI In Xi + 6 2

In Х2 + . . . +&П In Хп,

(10)

мультипликативной —

 

 

y=Axi х2ь*... Хьь” ■

(11)

Коэффициенты уравнений

регрессии а, Ьи Ь2, ...,

Ьп, А

вычисляются способом наименьших квадратов с последующим решением системы уравнений по методу Гаусса.

Для получения коэффициентов системы нормальных урав­

нений сначала составляется матрица В,

включающая N строк

и ( р + 1 ). столбцов:

 

 

1* 11X12. . . •

-Х\пУ\

1^21X22 .

 

 

1XjviXiv2.

*1ЧпУы

Первый столбец матрицы В состоит из единиц, остальные столбцы соответствуют столбцам матрицы X.

82


Пусть коэффициенты системы нормальных уравнений обра­ зуют матрицу А, которую можно получить из матрицы В сле­ дующим образом. Элементы 1 -й строки матрицы А находятся как скалярные произведения столбцов матрицы В на ее 1-й столбец, элементы 2 -й строки — как скалярные произведения столбцов той же матрицы на ее 2 -й столбец и т. д., элементы р-й строки — как скалярные произведения столбцов матрицы на ее р-н столбец. Система линейных уравнений с матрицей А

решается по методу Гаусса.

N

Х,хц

S x i2

• • Vy.

?yi

2Хц

 

2ХцХ{2

. . . . .

^ХцУх

»•* •<

 

 

 

 

2'iXin

^-‘ХцХ{п

^iXisXin

, . . . . . Xin2v

2 Х\ПУх

После того как найдены коэффициенты регрессии а, Ьи Ь2, ■■■, Ьп, значения результативного параметра у пересчиты­ ваются, т. е. находятся прогнозные значения у/: первые р' столб­ цов матрицы В соответственно умножаются на коэффициенты

Яо,

Ь\\, Ь2\, . . . ,

Ьп и полученные произведения построчно сум­

мируются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заметим, что

для расчета моделей связи

вида

(9),

(10) и

(И )

матрица

X должна

быть

представлена

значениями

пара­

метров (Хи Х2,

. . . , Хр),

(1п Л'!,

In Х2, . . . ,

Хр-и

хр),

(1пхь

In Х2, . . . ,

InXp).

 

 

 

 

 

 

 

Наряду с коэффициентами а0, Ьп, Ь2\,

. . . , Ьп для каждого

вида связи вычисляется среднеквадратическая ошибка:

 

где

yi — заданные значения параметра у,

 

 

 

 

 

yi — значения параметра у, подсчитанные по формулам

(9) — (Н).

На

основе анализа

величин

среднеквадратической

ошибки по минимальному ее значению устанавливается опти­ мальный вид связи.

Для оценки правомерности выбора связи вычисляется коэф­ фициент корреляции, показывающий надежность связи между результативным признаком и совокупностью факториальных признаков.

Совокупный коэффициент корреляции рассчитывается по формуле

( 1 2 )

где Aft и Л выражаются определителями

G*

83


 

г 12

Г\з

 

 

Г ip

0

 

1

Г2з

 

 

 

г

г 21

д*=

^32

1

г 3Р

г 31

 

r P2

Грз

 

 

.

1

Гр1

 

1

г 23

Г24

 

 

 

/"2Р

д =

г 32

1

г34

 

 

 

г 3Р

 

 

 

 

 

 

 

 

Гр2 ГР3 Гр4

 

 

 

1

rmk — парный коэффициент корреляции

между параметрами:

 

N

хт ) (Xik X/i)

 

 

 

 

S {Х(т

 

 

 

 

У 2 (ATim X m ) 22

{Xjh

Xh) 2

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

Xm

HXi

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^Xik

Чтобы вычислить коэффициент R, в матрице X сначала нужно поменять местами 1 -й и р-й столбцы, что дает матрицу С, состоящую из р строк и — 1) столбцов:

 

г \2

г 1

3 ...................................

 

Г \Р

 

С

r 22

f 2 3 ...................................

 

Г2Р

 

= ..................................................

 

 

 

 

 

 

ГР2

r РЗ

■ ■ •

• •ГРР

 

Элементы матрицы представляют собой парные коэффици­

енты корреляции,

причем /'2 2 = г 2 з= .

.

. грр.

 

По матрице С строят матрицы D и Е:

 

г 12 П з .

. .

]р 0

jl г2з .................................

Л2Р

1 г 23 ■ • •

 

 

 

Г32

1 ............................

Гзр

 

 

 

£ = ! .......................

 

 

ГР2 ГРЗ ■ •

. .

. 1 ГР 1

\ГР2 Грз

1

84


С помощью матриц D <ц Е вычисляют определители А'*

и А

соответственно р и (р— 1)

порядка, где Д'*=( —1) р |£>|,

Д = | £ | ,

а р — общее число параметров. Затем по формуле (12)

вычис­

ляется совокупный коэффициент R.

 

 

Примером применения изложенной методики может служить

вычисление зависимости

величин физических параметров

(ст,

п, v) пород однотипных литолого-стратиграфических комплек­

сов от глубины их залегания по скв. Колка-54, Талсы-55, Скрунда-56, Энгуре-4 и Пилтене-1 (см. табл. 36—38, рис. 12), находящимся в пределах достаточно однородного по геологи­ ческому строению участка Средней Прибалтики —Курземского тектонического блока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В небольшой по объему книге трудно всесторонне показать различные аспекты исследования и применения физических параметров пород. Поэтому главное внимание было уделено оп­ ределению средних значений наиболее употребительных в прак­ тике показателей — плотности, пористости, магнитной воспри­ имчивости, скорости распространения продольных волн — ос­ новных литологических разностей и литолого-стратиграфических комплексов.пород и выявлению их связи с различными геологи­ ческими факторами (возраст, литологический состав, тектони­ ческое строение). На наш взгляд, представляет интерес изуче­ ние закономерностей изменения физических параметров в пре­ делах отдельных комплексов и всего осадочного покрова в за­ висимости от тектонического строения Балтийской синеклизы. Установлены определенная тенденция смещения средних уров­ ней параметров от восточного борта синеклизы к ее осевой ча­ сти и дифференциация их по крупным блокам и межблоковым зонам. Методы изучения физических свойств пород по литоло­ гическим комплексам на достаточно детальной тектонической основе могут оказаться перспективными для установления физи­ ческих параметров в пределах малоизученных районов, в том числе на экваториальной части Балтийской синеклизы.

Таблицы и схемы, показывающие распределение плотности и скорости распространения продольных волн по литолого­ стратиграфическим комплексам и осадочному чехлу в целом, а также данные, характеризующие пористость, минералогическую плотность, плотность, удельное электросопротивление и магнит­ ную восприимчивость пород, имеют прикладное значение и пригодны для интерпретации полевых и промысловых геофизичес­ ких материалов. Очевидна необходимость тщательного совмест­ ного анализа всех имеющихся материалов о физических пара­ метрах пород и отложений на основе применения методов мно­ гомерных статистических оценок с использованием ЭВМ и разра­ боткой специальных алгоритмов и программ. Результаты опыта эксплуатации системы сбора, хранения и автоматизированной обработки данных о физических свойствах образцов пород, изу­ ченных по скважинам в районах побережья Балтийского моря,

86


показали высокую эффективность и практическую важность по­ добного рода исследований.

Следует также иметь в виду, что физические параметры яв­ ляются неотъемлемой частью петрографических и литологиче­ ских характеристик пород. Установлено, что средний уровень и соотношение величин физических параметров пород зависят от литологического типа последних. Изучение корреляционных свя­ зей между величинами рп, о, п пород и скоростью распрост­ ранения в них продольных волн, а также между о, v, и пока­

зывает, что при направленной и строгой выборке данных по ли­ тологическим типам эти связи имеют достаточно надежные кор­ реляционные коэффициенты.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

 

 

 

 

Б е р з и н ь

Л.

Э., К л я в и н ь ш

Я.

Р.,

О з о л и н ь

Н.

К. О тектонике фун­

дамента акватории Средней Балтики. — В кн.: Проблемы региональной

геологии Прибалтики и Белоруссии. Рига, «Зинатие», 1973.

алгоритмы

Б я к о в

Ю.

А.,

С о с н и н а

Л.

П., Ч а щ и н а

Л.

Ф.

Некоторые

для аппроксимации корреляционных зависимостей между различными

промыслово-геофизическими параметрами. — Уч.

зап.

Пермск.

ун-та,

1970,

220.

 

И. Промыслово-геофизические исследования структурных и

В а й с м а н

Я.

нефтеразведочных скважин на территории южной Прибалтики. ■— В кн.:

Нефтепонсковые критерии Прибалтики и методы их изучения, 8. Виль­

нюс, «Минтис», 1970.

 

 

 

толщ

по

количественным

минерало­

В н с т е л и у с

А.

Б.

Расчленение немых

гическим, петрографическим или химическим признакам. — Зап. Всес.

минералогии, об-ва, сер. 2, ч. 86, вып. 1. М.—Л., 1957.

М.,

«Недра»,

Вопросы промысловой геофизики. Сб. статей. Пер. с

англ.

1957.

 

Р.

А. Строение складчатого фундамента Восточно-Европейской

Г а ф а р о в

платформы

по

геофизическим данным.

Изв.

АН СССР, сер.

геол.,

1963,

8.

 

 

А.,

И г н а т а в и ч ю с В.

И.,

С а л а д ж ю с В. Д.

Стратигра­

Г р и г я л и с А.

фические схемы и легенды геологических и гидрогеологических карт Ли­

товской ССР. Вильнюс, «Периодика», 1971.

 

 

магматических и

мета­

Ж д а н о в

В.

В.

О

физической

сущности плотности

морфических пород и ее биологическом значении. — В кн.: Фнзико-ме-

ханнческне

свойства горных

пород

верхней

части земной

коры.

М.,

«Наука»,

1968.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

петрографической ха­

З а л е с с к и й

Б.

В. Вопросы физико-механической

рактеристики горных пород в связи с оценкой их буримости. — Тр. ГИН

АН СССР, 1948, 89.

С.,

Р ык а

В.

Тектоника

кристаллического фун­

3 н о с е ко

Е.,

К у б и ц к н

дамента Восточно-Европейской платформы на территории Польши. —

Геотектоника,

1972, 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К о р к у т и с

В.

А. Коллекторские свойства кембрийских отложений Южной

Прибалтики и нефтебитумопроявления. — В кн.: Нефтепонсковые крите­

рии

Прибалтики

и методы

их изучения, 8. Вильнюс,

«Минтис»,

1970.

К о т я х о в

Ф.

И.

Основы

физики

нефтяного

пласта.

М.,

Госнаучтехнздат,

1956.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К у з и к

Э.

П.

Современный рельеф докембринского кристаллического фун­

дамента Прибалтийской впадины. — В кн.: Нефтепоисковые критерии

Прибалтики и методы их изучения, 8. Вильнюс, «Минтис», 1970.

формации

Л у и ц А.

Я.

О

генезисе пород

габбро-оливинито-лабрадоритовой

кристаллического фундамента Западной Латвии. — В кн.:- Региональная

геология Белоруссии и Прибалтики. Рига, «Зннатне», 1972.

плотности

М а р к ш а й т е н е

В.

Л., Н а у м о в

В.

Н. Некоторые

сведения о