Геостатистика

2. проверка и корректировка введенной информации;

3.  объединение информации о  пробах в  один файл с  расчетом пространственного положения каждой пробы;

4. статистическая обработка данных;

5.  геостатистическое  исследование  анизотропии  изменчивости массива месторождения и создание  пространственных ковариационных моделей (вариограммных моделей) для каждого участка, рудного тела месторождения;

6.  геометризация  рудных  тел  месторождения,  поверхности топографии, различных геологических поверхностей и зон;

7.  создание  блочном  модели  месторождения;  интерполяция показателей качества руд, физико- механических, гидрогеологических и др. характеристик массива и литологии;

8.  оценка запасов полезных ископаемых по месторождению, в т.ч. – оценка извлекаемых запасов.

Пункт 5 является самым  важным  этапом геостатистического  исследования  месторождения,  на котором моделируется  З-х  мерная  структура  изменчивости массива. От надёжности   полученных  здесь  моделей зависят результаты всех последующих этапов геостатистических расчётов.

Геостатистика  далее  может  применяться  на  всех последующих стадиях  исследования и отработки месторождений.  Так  при геометризации залежей иногда приходиться интерполировать(привлекая аппарат кригинга) поверхности рудных тел, топографии, тектонических нарушений н т.п.

Особенно важна  роль  геостатистики при  интерполяции показателей  качества  руды  и параметров  массива  в рамках блочной модели  месторождения.  В  результате  этой  операции мы  получаем наиболее достоверные оценки  всех  учитываемых показателей для каждого  элементарного блока,  содержащего  руду и породу.  Кроме того,  используемые  здесь различные  виды  кригинга  позволяют  нам оценить погрешность  этих оценок, что  пока  недоступно  для  любого другого традиционного метода интерполяции.

Оценка извлекаемых запасов – это снова геостатистика!  Здесь мы имеем возможность составить прогноз о том, сколько и  каких запасов будет извлечено при работе реального карьера или шахты в будущем.

Следующая стадия освоения месторождения – проектирование.

На  этом  этапе  геостатистика  применяется  для  моделирования процессов извлечения руды из недр.  Геостистический метод условного моделирования позволяет создать искусственный З-х мерный массив с изменчивостью, соответствующей полученной вариограммной модели и учетом реальных показателей отобранных проб.  На такой модели можно «проиграть»  различные  варианты  технологических  параметров  горных работ  (высоту  уступа,  число  забоев  и  их  производительность, направление отработки, последовательность выемки блоков и т.д.) и выбрать оптимальные проектные решения.

Кроме  того, такое  моделирование  позволяет  оценить  риск  от не подтверждения геологической информации.

На этой  же стадии  обычно проектируется  система  рудопотоков горного  предприятия.  Здесь также можно использовать геостатистику для  расчета  параметров  усреднительных  сооружений,  размещения добычных забоев и некоторых других элементов системы.

Наконец,  на  стадии  отработки  месторождения  геостатистику используют  для  расчета  элементов  системы  опробования  качества продукции  (руды),  детальной  оценки  запасов  выемочных  блоков, оптимизации  размещения  скважин  (выработок)  эксплуатационной разведки и т.д. 

Очень  большую  отдачу  от  использования  геостатистики  могут получить геологи, занимающиеся прогнозированием, проектированием разведочных сетей,  оценкой запасов на самых ранних стадиях разведки залежей.

Перечень возможностей геостатистики необычайно велик, поэтому каждый грамотный специалист может найти для себя ту область,  где геостатистика позволит ему получить дополнительную информацию для принятия более обоснованных решений.

 

 

 

               

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 3. Роль геостатистики на различных этапах процесса геологического моделирования.

Первым элементом при конструировании трёхмерной геологической модели является структурный каркас (рис 1). Посредством разломов и поверхностей он изображает скелет, внутрь которого затем будет включаться представление свойств. В большинстве случаев структурная модель конструируется из данных двумерной или трёхмерной сейсмики, хотя сейсмических данных нет, она может быть построена по одним только скважинам.

 

Рис.1. Структурная модель. Объединение скважинных и сейсмических данных.

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Стратиграфические поверхности в пределах резервуара.

 

 

 

 

Во многих случаях структурная модель не является достаточной для определения стратиграфического строения. Важные дополнительные стратиграфические поверхности могут распознаваться по сейсмике и скважинам, или даже только по одним скважинам. Рис 2 показывает примеры кровли турбидитного канального комплекса (слева), прослеженной по высококачественным даннымглубоководной сейсмики, и стратиграфических поверхностей (справа), выделяемых на скважинах в области резервуара морского мелководного происхождения. В последнем примере интерполяция стратигрфических поверхностей между скважинными отметками направлялась главными структурными поверхностями, видимыми на сейсмических данных, в предположении, что в рассматриваемом случае эти поверхности субпараллельны. Модель, объединяющая структурные и стратиграфические поверхности, и есть трёхмерная геометрическая модель.

Следующий шаг крайне важен и, возможно, представляет собой наибольшее достижение программных систем геологического моделирования. Это построение стратиграфической сетки, которая эффективно осуществляет связь между геометрической моделью и моделью свойств. Простейшая форма стратиграфической сетки показана на рис. 3. Каждая ячейка в стратиграфической сетке имеет два вида координат (х, у, z) соответствующие её абсолютному положению в пространстве, и (i, J, k), соответствующие её относительному положению в сети. Стратегическая сетка может рассматриваться как отображение (относительного) стратегического пространства (обстановки осадконакопления) в пространстве глубин (абсолютном). Очевидно, что при интерполяции свойств в пространстве между поверхностями геометрической модели должен осучествляться контроль со стороны стратиграфии. Это означает, что интерполяция должна производиться в стратигрфическом пространстве. Однако результат этой интерполяции должен отображаться в абсолютном пространстве, в котором мы видим современную структуру.

 

Рис. 3.

Пример простой стратиграфической сетки.

 

 

 

 

Рис. 4.

Учёт характера осадконакопления при разбиении на слои.

 

 

 

 

На практике при конструировании стратегической модели используются геологические соображения. Например в случаях, когда характер осадконакопления определяется палеорельефом, в стратегическую сетку могут включаться структуры налегания. В случаях, когда установлена модель с хорошим последовательным осадконакоплением, падения уровня моря могут вызывать эрозионные размывы, которые тоже могут быть представлены в геологической модели. Конечно, стратиграфические сценарии могут комбинироваться – например, налегание может совмещаться с эрозией.

Опыт показывает, что типичная ячейка сетки геологической модели имеет около одного метра в толщину и нескольких десятков метров в ширину. Различие в размерах между толщиной и горизонтальной протяжённостью обусловлено предположением, что геологические изменения являются намного более быстрыми вдоль вертикального направления, чем вдоль направлений, параллельных осадконакоплению. Это так же означает, что число ячеек сетки для резервуара средних размеров обычно будет порядка нескольких миллионов.

Влияние предположений в отношении стратегической сетки на моделирование свойств может быть очень существенным.

Современные системы моделирования течений могут включать более чем, скажем, сто тысяч сеточных ячеек. Геометрия сетки при таком моделировании, соответственно, является более грубой, чем геометрия сетки геологической модели. Это означает, что для преобразования геологической модели в гидродинамическую часто требуется этап преобразования и укрупнения сетки. Но эта тема выходит за рамки темы реферата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Геостатистика применяется в лесном хозяйстве, горном деле, гидрологии и метеорологии для того, чтобы понять, как некоторые показатели меняются в пространстве. Скорее всего, самая распространенная сфера применения геостатистики – это расчеты, например, вычисление удельного веса пород для участка, здесь известно только несколько точек опробования. Часто это выполняется в трехмерном пространстве. Набор точек с вычисленными значениями знают под названием «модель». Как сказал профессор статистики Висконсинского Университета в США Джордж Бокс: 

«Все модели неверны. Некоторые полезны».

Геостатистика является одним из мощных и многократно проверенных инструментов для получения наиболее достоверной информации о запасах полезных ископаемых в недрах, оптимального планирования их отработки и проведения геологоразведочных работ, прогнозирования результатов работы организации. Повсеместно используется на большинстве горных и геологических предприятий мира.

Очевидно так же, что геостатистика играет большую роль при построении геометрической модели, и эта роль заключается в кригинге с целью расчёта поверхностей и в измерении появляющейся при этом неопределённости. Геостатистика также используется при построении статической и денамической моделей, и здесь  с её помощью производится трёхмерное моделирование геологических фаций, детрофизических свойств и количественная оценка неопределённости всех получаемых результатов.

В мире геофизики геостатистика часто воспринимается как непостижимых подход, «чёрный ящик», который выбрасывает случайные числа между скважинами. Но этот взгляд далёк от истины, так как приёмы геостатистики могут быть понятны, поскольку они являются развитием методов, хорошо знакомых большинству геофизиков и интерпритаторов.

 

Список литературы.

1. Ю.Е. Капутин, А.И. Ежов, С. Хенли. Геостатистика в горно-геологической практике. //Апатиты 1995г.

2. Арутюнян Р. В., Богданов В. И., Большов Л. А. и др. Прогноз электропотребления: Анализ временных рядов, геостатистика, искусственные нейронные сети. — М., 1999. — 45 с. — (Препринт ИБРАЭ; IBRAE-99-05).

3. Каневский М., Демьянов В., Савельева Е. и др. Элементарное введение  в геостатистику. — М., 1999. — 136 с. — (Проблемы окружающей среды и природных ресурсов / ВИНИТИ; № 11).

4. Вистелиус А. Б. Математическая геология: история, состояние, перспективы. — Л., 1984. — 53 с. — (Препринт / ЛОМИ; Р-10-84).

5. Вистелиус А. Б. Математическая геология и ее вклад в фундаментальные геологические разработки. — Л., 1986. — 27 с. — (Препринт /

ЛОМИ; Р-5-86).

6. Гандин Л. С., Каган Р. Л. Статистические методы интерполяции метеорологических данных. — Л.: Гидрометеоиздат, 1976. — 359 с.