АННОТАЦИЯ
Виршило И.В. Автоматизированная система решения задач инверсии данных сейсмоакустики для многокомпонентной анизотропной геологической среды. – Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.22 – геофизика, Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2004.
В диссертации рассматриваются вопросы геологической интерпретации данных о скоростях упругих волн, зарегистрированных сейсмическими и сейсмоакустическими методами. Принято концептуально новое представление о геологической среде, как о многокомпонентной анизотропной трещиноватой системе, которая является носителем информации не только о физических свойствах, но и проистекающих в ней динамических процессов. Математически она аппроксимируется матричной моделью с упругими включениями эллипсоидальной формы. Пространственная ориентация включений, в роли которых выступают минералы и трещины, описывается вероятностной функцией распределения ориентации. Важным элементом описываемой системы являются давление и температура. На основе обобщенного метода условных моментных функций разработаны алгоритмы численного расчета эффективных упругих свойств многокомпонентной геологической среды (для изотропного и ромбического приближений симметрии), что позволяет получить значения фазовых и лучевых скоростей упругих волн. Разработан алгоритм и методика инверсии скоростей продольных и поперечных упругих волн в параметры геологической среды: концентрацию, форму и функцию распределения ориентации минералов и трещин. Решение задачи инверсии базируется на методе наименьших квадратов с использованием нелинейных алгоритмов глобальной и локальной оптимизации.
Разработанные алгоритмы численных расчетов реализованы в программном комплексе инверсии сейсмоакустических данных, что позволяет проводить геологическую интерпретацию данных геофизических наблюдений. Для хранения, обработки и выборки данных создана интегрированная база данных геолого-геофизической информации, которая содержит сведения об объекте исследования: проведенных геофизических наблюдениях, априорной геологической информации, физических свойствах основных породообразующих минералов, распределениях давления и температуры с глубиной. Определены критерии получения устойчивых компактных множеств решения задачи МНК, что достигается несколько ступенчатой оптимизацией на ограниченном пространстве параметров модели.
Проведены исследования минералогического состава и трещиноватости методом инверсии обобщенной петролого-геофизической модели континентальной земной коры и данных глубинного сейсмического зондирования на территории центральной части Украинского кристаллического щита. Получено распределение основных породообразующих минералов и трещиноватости, что позволяет судить о геологическом строении. Разработан метод определения природы трещиноватости, путем инверсии комплекса измерений скоростей упругих волн в скважинах методами акустического каротажа и вертикального сейсмического профилирования. Проведены исследования ориентации минералов и трещин по данным азимутальной сейсмической анизотропии. Получены новые результаты о структуре океанической верхней мантии.
Ключевые слова: эффективные упругие свойства, давление, температура, анизотропия, инверсия данных, математическое моделирование, база данных, геологическая интерпретация, оптимизация.
SUMMARY
Virshylo I.V. The computerized system of seismoacoustical data inverse problems solution for multi-component anisotropic geological medium. – Manuscript.
Thesis for a candidates degree of geological sciences on a speciality 04.00.22 – geophysics. Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, 2004.
The thesis is devoted to development of methodic, algorithms and programs for solution of seismoacoustical data inverse problem. The new methodological approach to geological medium is put in basis of work – the dynamic processes in medium is considered in addition to physical properties. Mathematically the geological medium is approximated by multi-component model with ellipsoidal elastic inclusions, which has probabilistic function of orientation distribution. The model consists of minerals and cracks. The inverse problem of phase velocities into multi-component geological medium parameters is solved. Task is solved using least-square method (LSM) applying non-linear method of overall optimization. The criteria's of stationary determination of compact multitude of LSM solution is defined.
The developed algorithms are applied in program complex of seismoacoustical data inversion, which include integrated database of geological and geophysical information. The mineralogical composition and cracking of continental Earth crust is investigated using data of deep seismic sounding in central part of Ukrainian Shield. The orientation of minerals and cracks is defined by inversion method of azimuth seismic observations in oceanic upper mantle.
Key words: effective elastic properties, pressure, temperature, anisotropy, inverse problem, mathematical modeling, database, geological interpretation, optimization.
| 
