Diolch i awdur y blog am ei adroddiad
Cyflwyniad
Ysgrifenwyd y nodyn hwn yn sgil y gynhadledd ac yn cynnwys crynodeb o'r adroddiad a roddais. Cynhaliwyd y digwyddiad ym mis Mehefin yn St Petersburg. O ystyried fy mod yn gweithio bloc o safle'r gynhadledd, ni allwn helpu ond mynychu'r digwyddiad hwn. Yn 2016 a 2017, gwrandewais ar adroddiadau cynadleddau, ac eleni rhoddais gyflwyniad. Yn gyntaf, mae pwnc diddorol (mae'n ymddangos i mi) wedi ymddangos, yr ydym yn datblygu ag ef , ac yn ail, ar ôl astudiaeth hir o ddeddfwriaeth Ffederasiwn Rwsia ynghylch polisi sancsiynau, yn y fenter lle rwy'n gweithio, ymddangosodd cymaint â dwy drwydded .
Cyn symud ymlaen at bwnc fy araith, hoffwn nodi trefniadaeth dda y digwyddiad. Mae tudalen ymweld y gynhadledd yn defnyddio delwedd o Eglwys Gadeiriol Kazan. Mae'r eglwys gadeiriol yn un o brif atyniadau St Petersburg ac mae'n amlwg iawn o'r neuadd y cynhaliwyd y gynhadledd ynddi.
Wrth y fynedfa i Brifysgol Economaidd Talaith St Petersburg, cyfarfu'r cyfranogwyr â chynorthwywyr o blith y myfyrwyr - nid oeddent yn caniatáu iddynt fynd ar goll. Yn ystod y cofrestru, rhoddwyd cofroddion bach (tegan - pigyn fflachio, beiro, sticeri gyda symbolau Wolfram). Roedd egwyliau cinio a choffi hefyd wedi'u cynnwys yn amserlen y gynhadledd. Sylwais eisoes am goffi a phasteiod blasus ar wal y grŵp – mae’r cogyddion yn wych. Gyda'r rhan ragarweiniol hon, hoffwn bwysleisio bod y digwyddiad ei hun, ei fformat a'i leoliad eisoes yn dod ag emosiynau cadarnhaol.
Enw’r adroddiad a baratowyd gennyf i a Kirill Belov yw “Defnyddio Wolfram Mathematica i ddatrys problemau mewn geoffiseg gymhwysol. Dadansoddiad sbectrol o ddata seismig neu “ble rhedai afonydd hynafol.” Mae cynnwys yr adroddiad yn cwmpasu dwy ran: yn gyntaf, y defnydd o algorithmau sydd ar gael yn ar gyfer dadansoddi data geoffisegol, ac yn ail, dyma sut i roi data geoffisegol i Wolfram Mathematica.
Archwilio seismig
Yn gyntaf mae angen i chi fynd ar daith fer i geoffiseg. Geoffiseg yw'r wyddoniaeth sy'n astudio priodweddau ffisegol creigiau. Wel, gan fod gan greigiau briodweddau gwahanol: trydanol, magnetig, elastig, mae yna ddulliau geoffiseg cyfatebol: chwilota trydanol, chwilota magnetig, chwilota seismig ... Yng nghyd-destun yr erthygl hon, dim ond chwilota seismig y byddwn yn ei drafod yn fwy manwl. Archwilio seismig yw'r prif ddull o chwilio am olew a nwy. Mae'r dull yn seiliedig ar gyffro dirgryniadau elastig a chofnodi ymateb y creigiau sy'n cyfansoddi ardal yr astudiaeth wedi hynny. Mae dirgryniadau'n cael eu cyffroi ar dir (gyda ffynonellau dirgryniadau deinameit neu ddi-ffrwydrol o ddirgryniadau elastig) neu ar y môr (gyda gynnau aer). Mae dirgryniadau elastig yn ymledu trwy'r màs craig, gan gael eu plygiant a'u hadlewyrchu ar ffiniau haenau â gwahanol briodweddau. Mae tonnau a adlewyrchir yn dychwelyd i'r wyneb ac yn cael eu cofnodi gan geoffonau ar dir (fel arfer dyfeisiau electrodynamig yn seiliedig ar symudiad magnet wedi'i hongian mewn coil) neu hydroffonau yn y môr (yn seiliedig ar yr effaith piezoelectrig). Erbyn i'r tonnau gyrraedd, gellir barnu dyfnder haenau daearegol.
Offer tynnu llestr seismig
Mae'r gwn aer yn cyffroi dirgryniadau elastig
Mae'r tonnau'n mynd trwy'r màs craig ac yn cael eu cofnodi gan hydroffonau
Cwch ymchwil arolwg geoffisegol "Ivan Gubkin" ar y pier ger Pont Blagoveshchensky yn St Petersburg
Model signal seismig
Mae gan greigiau briodweddau ffisegol gwahanol. Ar gyfer archwilio seismig, priodweddau elastig yn bennaf bwysig - cyflymder lluosogi dirgryniadau elastig a dwysedd. Os oes gan ddwy haen yr un nodweddion neu briodweddau tebyg, yna ni fydd y don “yn sylwi” ar y ffin rhyngddynt. Os yw cyflymder tonnau yn yr haenau yn wahanol, yna bydd adlewyrchiad yn digwydd ar ffin yr haenau. Po fwyaf yw'r gwahaniaeth mewn eiddo, y mwyaf dwys yw'r adlewyrchiad. Bydd ei ddwysedd yn cael ei bennu gan y cyfernod adlewyrchiad (rc):
lle ρ yw dwysedd y graig, ν yw buanedd y tonnau, mae 1 a 2 yn dynodi'r haenau uchaf ac isaf.
Un o'r modelau signal seismig symlaf a ddefnyddir amlaf yw'r model convolution, pan fydd yr olrhain seismig a gofnodwyd yn cael ei gynrychioli o ganlyniad i drosiant dilyniant o gyfernodau adlewyrchiad gyda churiad treiddgar:
lle s(t) — olrhain seismig, h.y. popeth a recordiwyd gan hydroffon neu geoffon yn ystod amser recordio sefydlog, w(t) - y signal a gynhyrchir gan y gwn aer, n(t) - sŵn ar hap.
Gadewch inni gyfrifo olrhain seismig synthetig fel enghraifft. Byddwn yn defnyddio pwls Ricker, a ddefnyddir yn eang mewn archwilio seismig, fel y signal cychwynnol.
length=0.050; (*Signal lenght*)
dt=0.001;(*Sample rate of signal*)
t=Range[-length/2,(length)/2,dt];(*Signal time*)
f=35;(*Central frequency*)
wavelet=(1.0-2.0*(Pi^2)*(f^2)*(t^2))*Exp[-(Pi^2)*(f^2)*(t^2)];
ListLinePlot[wavelet, Frame->True,PlotRange->Full,Filling->Axis,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Initial wavelet",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
FillingStyle->{White,Black},ImageSize->Large,InterpolationOrder->2]Ysgogiad seismig cychwynnol
Byddwn yn gosod dwy ffin ar ddyfnder o 300 ms a 600 ms, a bydd y cyfernodau adlewyrchiad yn haprifau
rcExample=ConstantArray[0,1000];
rcExample[[300]]=RandomReal[{-1,0}];
rcExample[[600]]=RandomReal[{0,1}];
ListPlot[rcExample,Filling->0,Frame->True,Axes->False,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Reflection Coefficients",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]Dilyniant cyfernodau adlewyrchiad
Gadewch i ni gyfrifo ac arddangos yr olrhain seismig. Gan fod gan y cyfernodau adlewyrchiad arwyddion gwahanol, rydym yn cael dau adlewyrchiad bob yn ail ar yr olrhain seismig.
traceExamle=ListConvolve[wavelet[[1;;;;1]],rcExample];
ListPlot[traceExamle,
PlotStyle->Black,Filling->0,Frame->True,Axes->False,
PlotLabel->Style["Seismic trace",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]Trac efelychiedig
Ar gyfer yr enghraifft hon, mae angen cadw lle - mewn gwirionedd, mae dyfnder yr haenau yn cael ei bennu, wrth gwrs, mewn metrau, ac mae cyfrifo'r olrhain seismig yn digwydd ar gyfer y parth amser. Byddai'n fwy cywir gosod y dyfnder mewn metrau a chyfrifo'r amseroedd cyrraedd gan wybod y cyflymderau yn yr haenau. Yn yr achos hwn, rwy'n gosod yr haenau ar yr echelin amser ar unwaith.
Os byddwn yn siarad am ymchwil maes, yna o ganlyniad i arsylwadau o'r fath mae nifer enfawr o gyfresi amser tebyg (olion seismig) yn cael eu cofnodi. Er enghraifft, wrth astudio safle 25 km o hyd a 15 km o led, lle, o ganlyniad i waith, mae pob olrhain yn nodweddu cell sy'n mesur 25x25 metr (gelwir cell o'r fath yn fin), bydd y casgliad data terfynol yn cynnwys 600000 o olion. Gydag amser samplu o 1 ms ac amser recordio o 5 eiliad, bydd y ffeil ddata derfynol yn fwy na 11 GB, a gall cyfaint y deunydd “crai” gwreiddiol fod yn gannoedd o gigabeit.
Sut i weithio gyda nhw ?
Pecyn
Dechreuodd datblygiad y pecyn ar wal VK y grŵp cymorth sy'n siarad Rwsieg. Diolch i ymatebion y gymuned, daethpwyd o hyd i ateb yn gyflym iawn. Ac o ganlyniad, fe dyfodd yn ddatblygiad difrifol. Cyfatebol Cafodd ei farcio hyd yn oed gan gymedrolwyr. Ar hyn o bryd, mae'r pecyn yn cefnogi gweithio gyda'r mathau data canlynol a ddefnyddir yn weithredol yn y diwydiant daearegol:
- mewnforio data map mewn fformatau ZMAP ac IRAP
- mewnforio mesuriadau mewn ffynhonnau fformat CLT
- mewnbwn ac allbwn fformat ffeiliau seismig
I osod y pecyn, rhaid i chi ddilyn y cyfarwyddiadau ar dudalen lawrlwytho'r pecyn sydd wedi'i ymgynnull, h.y. gweithredu'r cod canlynol mewn unrhyw :
If[PacletInformation["GeologyIO"] === {}, PacletInstall[URLDownload[
"https://wolfr.am/FiQ5oFih",
FileNameJoin[{CreateDirectory[], "GeologyIO-0.2.2.paclet"}]
]]]Ar ôl hynny bydd y pecyn yn cael ei osod yn y ffolder rhagosodedig, a gellir cael y llwybr ato fel a ganlyn:
FileNameJoin[{$UserBasePacletsDirectory, "Repository"}]Er enghraifft, byddwn yn dangos prif alluoedd y pecyn. Gwneir yr alwad yn draddodiadol ar gyfer pecynnau yn Iaith Wolfram:
Get["GeologyIO`"]Datblygir y pecyn gan ddefnyddio . Mae hyn yn caniatáu ichi gyd-fynd â phrif swyddogaeth y pecyn gyda dogfennaeth, nad yw o ran fformat y cyflwyniad yn wahanol i ddogfennaeth Wolfram Mathematica ei hun, a darparu ffeiliau prawf i'r cydnabydd cyntaf i'r pecyn.
Ffeil o'r fath, yn arbennig, yw'r ffeil "Marmousi.segy" - mae hwn yn fodel synthetig o adran ddaearegol, a ddatblygwyd gan Sefydliad Petrolewm Ffrainc. Gan ddefnyddio'r model hwn, mae datblygwyr yn profi eu algorithmau eu hunain ar gyfer modelu maes tonnau, prosesu data, gwrthdroad olrhain seismig, ac ati. Mae model Marmousi ei hun yn cael ei storio yn y storfa lle cafodd y pecyn ei hun ei lawrlwytho. Er mwyn cael y ffeil, rhedeg y cod canlynol:
If[Not[FileExistsQ["Marmousi.segy"]],
URLDownload["https://wolfr.am/FiQGh7rk", "Marmousi.segy"];]
marmousi = SEGYImport["Marmousi.segy"]Canlyniad mewnforio - gwrthrych data SEGYD
Mae fformat SEGY yn golygu storio gwybodaeth amrywiol am arsylwadau. Yn gyntaf, sylwadau testun yw'r rhain. Mae hyn yn cynnwys gwybodaeth am leoliad y gwaith, enwau'r cwmnïau a gyflawnodd y mesuriadau, ac ati. Yn ein hachos ni, gelwir y pennawd hwn gan gais gyda'r allwedd TextHeader. Dyma bennawd testun byrrach:
Short[marmousi["TextHeader"]]“Cynhyrchwyd set ddata Marmousi yn y Sefydliad ...cyflymder o 1500 m/s ac uchafswm o 5500 m/s)”
Gallwch arddangos y model daearegol gwirioneddol trwy gyrchu'r olion seismig gan ddefnyddio'r allwedd “olion” (un o nodweddion y pecyn yw bod yr allweddi yn ansensitif i achosion):
ArrayPlot[Transpose[marmousi["traces"]], PlotTheme -> "Detailed"]Model Marmousi
Ar hyn o bryd, mae'r pecyn hefyd yn caniatáu ichi lwytho data mewn rhannau o ffeiliau mawr, gan ei gwneud hi'n bosibl prosesu ffeiliau y gall eu maint gyrraedd degau o gigabeit. Mae swyddogaethau'r pecyn hefyd yn cynnwys swyddogaethau ar gyfer allforio data i .segy ac atodi'n rhannol at ddiwedd y ffeil.
Ar wahân, mae'n werth nodi ymarferoldeb y pecyn wrth weithio gyda strwythur cymhleth ffeiliau .segy. Gan ei fod yn caniatáu ichi nid yn unig gael mynediad at olion a phenawdau unigol gan ddefnyddio allweddi a mynegeion, ond hefyd i'w newid ac yna eu hysgrifennu i ffeil. Mae llawer o fanylion technegol gweithrediad GeologyIO y tu hwnt i gwmpas yr erthygl hon ac mae'n debyg eu bod yn haeddu disgrifiad ar wahân.
Perthnasedd dadansoddiad sbectrol mewn archwilio seismig
Mae'r gallu i fewnforio data seismig i Wolfram Mathematica yn caniatáu ichi ddefnyddio ymarferoldeb prosesu signal adeiledig ar gyfer data arbrofol. Gan fod pob olin seismig yn cynrychioli cyfres amser, un o'r prif arfau ar gyfer eu hastudio yw dadansoddi sbectrol. Ymhlith y rhagofynion ar gyfer dadansoddi cyfansoddiad amlder data seismig, gallwn enwi, er enghraifft, y canlynol:
- Nodweddir gwahanol fathau o donnau gan gyfansoddiad amledd gwahanol. Mae hyn yn caniatáu ichi dynnu sylw at donnau defnyddiol ac atal tonnau ymyrraeth.
- Gall priodweddau creigiau fel mandylledd a dirlawnder effeithio ar y cyfansoddiad amlder. Mae hyn yn ei gwneud hi'n bosibl adnabod creigiau sydd â'r priodweddau gorau.
- Mae haenau â gwahanol drwch yn achosi anghysondebau mewn gwahanol ystodau amledd.
Y trydydd pwynt yw'r prif un yng nghyd-destun yr erthygl hon. Isod mae darn cod ar gyfer cyfrifo olion seismig yn achos haen gyda thrwch amrywiol - model lletem. Mae'r model hwn yn cael ei astudio'n draddodiadol mewn archwilio seismig i ddadansoddi effeithiau ymyrraeth pan fydd tonnau a adlewyrchir o lawer o haenau yn cael eu harosod ar ei gilydd.
nx=200;(* Number of grid points in X direction*)
ny=200;(* Number of grid points in Y direction*)
T=2;(*Total propagation time*)
(*Velocity and density*)
modellv=Table[4000,{i,1,ny},{j,1,nx}];(* P-wave velocity in m/s*)
rho=Table[2200,{i,1,ny},{j,1,nx}];(* Density in g/cm^3, used constant density*)
Table[modellv[[150-Round[i*0.5];;,i]]=4500;,{i,1,200}];
Table[modellv[[;;70,i]]=4500;,{i,1,200}];
(*Plotting model*)
MatrixPlot[modellv,PlotLabel->Style["Model of layer",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]Model o ffurfiant pinsio allan
Cyflymder tonnau y tu mewn i'r lletem yw 4500 m/s, y tu allan i'r lletem 4000 m/s, a thybir bod y dwysedd yn gyson 2200 g/cm³. Ar gyfer model o'r fath, rydym yn cyfrifo cyfernodau adlewyrchiad ac olion seismig.
rc=Table[N[(modellv[[All,i]]-PadLeft[modellv[[All,i]],201,4000][[1;;200]])/(modellv[[All,i]]+PadLeft[modellv[[All,i]],201,4500][[1;;200]])],{i,1,200}];
traces=Table[ListConvolve[wavelet[[1;;;;1]],rc[[i]]],{i,1,200}];
starttrace=10;
endtrace=200;
steptrace=10;
trasenum=Range[starttrace,endtrace,steptrace];
traserenum=Range[Length@trasenum];
tracedist=0.5;
Rotate[Show[
Reverse[Table[
ListLinePlot[traces[[trasenum[[i]]]]*50+trasenum[[i]]*tracedist,Filling->{1->{trasenum[[i]]*tracedist,{RGBColor[0.97,0.93,0.68],Black}}},PlotStyle->Directive[Gray,Thin],PlotRange->Full,InterpolationOrder->2,Axes->False,Background->RGBColor[0.97,0.93,0.68]],
{i,1,Length@trasenum}]],ListLinePlot[Transpose[{ConstantArray[45,80],Range[80]}],PlotStyle->Red],PlotRange->All,Frame->True],270Degree]Olion seismig ar gyfer y model lletem
Gelwir y dilyniant o olion seismig a ddangosir yn y ffigwr hwn yn adran seismig. Fel y gwelwch, gellir ei ddehongli hefyd ar lefel reddfol, gan fod geometreg y tonnau adlewyrchiedig yn cyfateb yn glir i'r model a nodwyd yn gynharach. Os dadansoddwch yr olion yn fwy manwl, fe sylwch nad yw olion o 1 i tua 30 yn wahanol - nid yw'r adlewyrchiad o do'r ffurfiad ac o'r gwaelod yn gorgyffwrdd â'i gilydd. Gan ddechrau o'r olrhain 31ain, mae'r adlewyrchiadau'n dechrau ymyrryd. Ac, er yn y model, nid yw'r cyfernodau adlewyrchiad yn newid yn llorweddol - mae'r olion seismig yn newid eu dwyster wrth i drwch yr haen newid.
Gadewch i ni ystyried osgled adlewyrchiad o ffin uchaf y ffurfiad. Gan ddechrau o'r 60fed llwybr, mae dwyster yr adlewyrchiad yn dechrau cynyddu ac ar y 70fed llwybr mae'n dod yn uchafswm. Dyma sut mae ymyrraeth tonnau o do a gwaelod yr haenau yn amlygu ei hun, gan arwain mewn rhai achosion at anghysondebau sylweddol yn y cofnod seismig.
ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[traces[[All,46]]],3][[;;;;2]],
InterpolationOrder->2,Frame->True,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Amplitude of reflection",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
PlotRange->All]Graff o osgled y don adlewyrchiedig o ymyl uchaf y lletem
Mae'n rhesymegol, pan fydd y signal yn amledd is, bod ymyrraeth yn dechrau ymddangos ar drwch ffurfio mawr, ac yn achos signal amledd uchel, mae ymyrraeth yn digwydd ar drwch llai. Mae'r pyt cod canlynol yn creu signal ag amleddau o 35 Hz, 55 Hz a 85 Hz.
waveletSet=Table[(1.0-2.0*(Pi^2)*(f^2)*(t^2))*Exp[-(Pi^2)*(f^2)*(t^2)],
{f,{35,55,85}}];
ListLinePlot[waveletSet,PlotRange->Full,PlotStyle->Black,Frame->True,
PlotLabel->Style["Set of wavelets",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
ImageSize->Large,InterpolationOrder->2]Set o signalau ffynhonnell ag amleddau o 35 Hz, 55Hz, 85Hz
Trwy gyfrifo olion seismig a phlotio graffiau o osgledau tonnau adlewyrchiedig, gallwn weld bod anghysondeb ar gyfer gwahanol amleddau yn cael ei arsylwi ar drwch ffurfiant gwahanol.
tracesSet=Table[ListConvolve[waveletSet[[j]][[1;;;;1]],rc[[i]]],{j,1,3},{i,1,200}];
lowFreq=ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[tracesSet[[1]][[All,46]]],3][[;;;;2]],InterpolationOrder->2,PlotStyle->Black,PlotRange->All];
medFreq=ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[tracesSet[[2]][[All,46]]],3][[;;;;2]],InterpolationOrder->2,PlotStyle->Black,PlotRange->All];
highFreq=ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[tracesSet[[3]][[All,46]]],3][[;;;;2]],InterpolationOrder->2,PlotStyle->Black,PlotRange->All];
Show[lowFreq,medFreq,highFreq,PlotRange->{{0,100},All},
PlotLabel->Style["Amplitudes of reflection",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
Frame->True]Graffiau o osgledau'r don adlewyrchiedig o ymyl uchaf y lletem ar gyfer amleddau gwahanol
Mae'r gallu i ddod i gasgliadau am drwch y ffurfiad o ganlyniadau arsylwadau seismig yn hynod ddefnyddiol, oherwydd un o'r prif dasgau mewn chwilio am olew yw asesu'r pwyntiau mwyaf addawol ar gyfer gosod ffynnon (hy, yr ardaloedd hynny lle mae'r ffurfiant yn cael ei ffurfio). mwy trwchus). Yn ogystal, yn yr adran ddaearegol efallai y bydd gwrthrychau y mae eu genesis yn achosi newid sydyn yn nhrwch y ffurfiad. Mae hyn yn gwneud dadansoddi sbectrol yn arf effeithiol ar gyfer eu hastudio. Yn rhan nesaf yr erthygl byddwn yn ystyried gwrthrychau daearegol o'r fath yn fwy manwl.
Data arbrofol. Ble cawsoch chi nhw a beth i chwilio amdano?
Cafwyd y deunyddiau a ddadansoddwyd yn yr erthygl yng Ngorllewin Siberia. Y rhanbarth, fel y gŵyr pawb yn ddieithriad mae'n debyg, yw prif ranbarth cynhyrchu olew ein gwlad. Dechreuodd datblygiad gweithredol dyddodion yn y rhanbarth yn 60au'r ganrif ddiwethaf. Y prif ddull o chwilio am ddyddodion olew yw archwilio seismig. Mae'n ddiddorol edrych ar ddelweddau lloeren o'r diriogaeth hon. Ar raddfa fach, gallwch nodi nifer enfawr o gorsydd a llynnoedd; trwy ehangu'r map, gallwch weld safleoedd drilio ffynnon clwstwr, a thrwy ehangu'r map i'r eithaf, gallwch hefyd wahaniaethu rhwng llennyrch y proffiliau y mae seismig ar eu hyd. gwnaed arsylwadau.
Delwedd lloeren o fapiau Yandex - ardal dinas Noyabrsk
Rhwydwaith o badiau ffynhonnau yn un o'r caeau
Mae creigiau sy'n dwyn olew o Orllewin Siberia yn digwydd mewn ystod eang o ddyfnderoedd - o 1 km i 5 km. Ffurfiwyd y prif gyfaint o greigiau sy'n cynnwys olew yn y cyfnod Jwrasig a'r cyfnod Cretasaidd. Mae'n debyg bod y cyfnod Jwrasig yn hysbys i lawer o'r ffilm o'r un enw. yn sylweddol wahanol i'r un modern. Mae gan yr Encyclopedia Britannica gyfres o baleomaps sy'n nodweddu pob cyfnod heolegol.
Yn bresennol
Cyfnod Jwrasig
Sylwch, yn y cyfnod Jwrasig, bod tiriogaeth Gorllewin Siberia yn arfordir môr (tir a groeswyd gan afonydd a môr bas). Gan fod yr hinsawdd yn gyfforddus, gallwn dybio bod tirwedd nodweddiadol yr amser hwnnw yn edrych fel hyn:
Siberia Jwrasig
Yn y llun hwn, yr hyn sy'n bwysig i ni yw nid cymaint yr anifeiliaid a'r adar, ond delwedd yr afon yn y cefndir. Mae'r afon yr un gwrthrych daearegol ag y gwnaethom stopio yn gynharach. Y ffaith yw bod gweithgaredd afonydd yn caniatáu i dywodfeini sydd wedi'u didoli'n dda gronni, a fydd wedyn yn dod yn gronfa ar gyfer olew. Gall y cronfeydd dŵr hyn fod â siâp rhyfedd, cymhleth (fel gwely afon) ac mae ganddynt drwch amrywiol - ger y glannau mae'r trwch yn fach, ond yn agosach at ganol y sianel neu mewn mannau ystumiol mae'n cynyddu. Felly, mae'r afonydd a ffurfiwyd yn y Jwrasig bellach ar ddyfnder o tua thri chilomedr ac yn destun chwilio am gronfeydd olew.
Data arbrofol. Prosesu a delweddu
Gadewch inni wneud amheuaeth ar unwaith ynghylch y deunyddiau seismig a ddangosir yn yr erthygl - oherwydd bod swm y data a ddefnyddir ar gyfer y dadansoddiad yn sylweddol - dim ond darn o'r set wreiddiol o olion seismig sydd wedi'i gynnwys yn nhestun yr erthygl. Bydd hyn yn caniatáu i unrhyw un atgynhyrchu'r cyfrifiadau uchod.
Wrth weithio gyda data seismig, mae geoffisegydd fel arfer yn defnyddio meddalwedd arbenigol (mae yna nifer o arweinwyr diwydiant y mae eu datblygiadau'n cael eu defnyddio'n weithredol, er enghraifft Petrel neu Paradigm), sy'n eich galluogi i ddadansoddi gwahanol fathau o ddata ac mae ganddo ryngwyneb graffigol cyfleus. Er gwaethaf yr holl gyfleustra, mae anfanteision i'r mathau hyn o feddalwedd hefyd - er enghraifft, mae gweithredu algorithmau modern mewn fersiynau sefydlog yn cymryd llawer o amser, ac mae'r posibiliadau ar gyfer awtomeiddio cyfrifiadau fel arfer yn gyfyngedig. Mewn sefyllfa o'r fath, mae'n dod yn gyfleus iawn i ddefnyddio systemau mathemateg cyfrifiadurol ac ieithoedd rhaglennu lefel uchel, sy'n caniatáu defnyddio sylfaen algorithmig eang ac, ar yr un pryd, yn ymgymryd â llawer o drefn. Dyma'r egwyddor a ddefnyddir i weithio gyda data seismig yn Wolfram Mathematica. Mae'n amhriodol ysgrifennu swyddogaethau cyfoethog ar gyfer gwaith rhyngweithiol gyda data - mae'n bwysicach sicrhau llwytho o fformat a dderbynnir yn gyffredinol, cymhwyso'r algorithmau dymunol iddynt a'u llwytho i fyny yn ôl i fformat allanol.
Yn dilyn y cynllun arfaethedig, byddwn yn llwytho'r data seismig gwreiddiol ac yn eu harddangos :
Get["GeologyIO`"]
seismic3DZipPath = "seismic3D.zip";
seismic3DSEGYPath = "seismic3D.sgy";
If[FileExistsQ[seismic3DZipPath], DeleteFile[seismic3DZipPath]];
If[FileExistsQ[seismic3DSEGYPath], DeleteFile[seismic3DSEGYPath]];
URLDownload["https://wolfr.am/FiQIuZuH", seismic3DZipPath];
ExtractArchive[seismic3DZipPath];
seismic3DSEGY = SEGYImport[seismic3DSEGYPath]Y data sy'n cael ei lawrlwytho a'i fewnforio fel hyn yw'r llwybrau a gofnodwyd ar ardal sy'n mesur 10 wrth 5 cilomedr. Os ceir y data gan ddefnyddio dull arolwg seismig tri dimensiwn (cofnodir tonnau nid ar hyd proffiliau geoffisegol unigol, ond dros yr ardal gyfan ar yr un pryd), mae'n bosibl cael ciwbiau data seismig. Mae'r rhain yn wrthrychau tri dimensiwn, ac mae adrannau fertigol a llorweddol ohonynt yn caniatáu astudiaeth fanwl o'r amgylchedd daearegol. Yn yr enghraifft a ystyriwyd, rydym yn ymdrin â data tri dimensiwn. Gallwn gael rhywfaint o wybodaeth o'r pennawd testun, fel hyn
StringPartition[seismic3DSEGY["textheader"], 80] // TableFormC 1 HWN FFEIL DANGOS AR GYFER PRAWF PECYN DAEAREG
C 2
C 3
C 4
C 5 DYDDIAD ENW'R DEFNYDDIWR: DEFNYDDIWR WOLFRAM
C 6 ENW’R AROLWG: RHYWLE YN SIBRIA
C 7 MATH O FFEIL 3D CYFROL SEISMIC
C 8
C 9
YSTOD C10 Z: CYNTAF 2200M OLAF 2400M
Bydd y set ddata hon yn ddigon i ni allu dangos prif gamau dadansoddi data. Mae'r olion yn y ffeil yn cael eu cofnodi'n ddilyniannol ac mae pob un ohonynt yn edrych yn debyg i'r ffigwr canlynol - dyma ddosbarthiad osgled tonnau adlewyrchiedig ar hyd yr echelin fertigol (echelin dyfnder).
ListLinePlot[seismic3DSEGY["traces"][[100]], InterpolationOrder -> 2,
PlotStyle -> Black, PlotLabel -> Style["Seismic trace", Black, 20],
LabelStyle -> Directive[Black, Italic], PlotRange -> All,
Frame -> True, ImageSize -> 1200, AspectRatio -> 1/5]Un o'r olion adran seismig
Gan wybod faint o olion sydd wedi'u lleoli i bob cyfeiriad o'r ardal a astudiwyd, gallwch gynhyrchu arae data tri dimensiwn a'i arddangos gan ddefnyddio'r swyddogaeth Image3D[]
traces=seismic3DSEGY["traces"];
startIL=1050;EndIL=2000;stepIL=2; (*координата Х начала и конца съёмки и шаг трасс*)
startXL=1165;EndXL=1615;stepXL=2; (*координата Y начала и конца съёмки и шаг трасс*)
numIL=(EndIL-startIL)/stepIL+1; (*количество трасс по оис Х*)
numXL=(EndXL-startXL)/stepIL+1; (*количество трасс по оис Y*)
Image3D[ArrayReshape[Abs[traces/Max[Abs[traces[[All,1;;;;4]]]]],{numIL,numXL,101}],ViewPoint->{-1, 0, 0},Background->RGBColor[0,0,0]]Delwedd XNUMXD o giwb data seismig. (Echel fertigol - dyfnder)
Os yw'r nodweddion daearegol o ddiddordeb yn creu anomaleddau seismig dwys, yna gellir defnyddio offer delweddu tryloyw. Gellir gwneud rhannau “dibwys” o'r recordiad yn anweledig, gan adael dim ond anomaleddau i'w gweld. Yn Wolfram Mathematica gellir gwneud hyn gan ddefnyddio и .
data = ArrayReshape[Abs[traces/Max[Abs[traces[[All,1;;;;4]]]]],{numIL,numXL,101}];
Graphics3D[{Opacity[0.1], Raster3D[data, ColorFunction->"RainbowOpacity"]},
Boxed->False, SphericalRegion->True, ImageSize->840, Background->None]Delwedd ciwb data seismig gan ddefnyddio swyddogaethau Didreiddedd[] a Raster3D[]
Fel yn yr enghraifft synthetig, ar rannau o'r ciwb gwreiddiol gall un nodi rhai ffiniau daearegol (haenau) gyda rhyddhad amrywiol.
Y prif offeryn ar gyfer dadansoddi sbectrol yw'r trawsnewidiad Fourier. Gyda'i help, gallwch werthuso sbectrwm amledd osgled pob arlliw neu grŵp o olion. Fodd bynnag, ar ôl trosglwyddo'r data i'r parth amlder, mae gwybodaeth yn cael ei golli am ba adegau (darllenwch ar ba ddyfnder) y mae'r amledd yn newid. Er mwyn gallu lleoleiddio newidiadau signal ar yr echelin amser (dyfnder), defnyddir y trawsffurfiad Fourier ffenestr a dadelfeniad tonfedd. Mae'r erthygl hon yn defnyddio dadelfeniad tonnau. Dechreuwyd defnyddio technoleg dadansoddi tonfedd yn weithredol mewn archwilio seismig yn y 90au. Ystyrir bod y fantais dros y trawsnewidiad Fourier ffenestr yn ddatrysiad amser gwell.
Gan ddefnyddio'r darn cod canlynol, gallwch ddadelfennu un o'r olion seismig yn gydrannau unigol:
cwd=ContinuousWaveletTransform[seismicSection["traces"][[100]]]
Show[
ListLinePlot[Re[cwd[[1]]],PlotRange->All],
ListLinePlot[seismicSection["traces"][[100]],
PlotStyle->Black,PlotRange->All],ImageSize->{1500,500},AspectRatio->Full,
PlotLabel->Style["Wavelet decomposition",Black,32],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
PlotRange->All,
Frame->True]Dadelfeniad o olrhain yn gydrannau
I asesu sut mae'r egni adlewyrchiad yn cael ei ddosbarthu ar wahanol amseroedd cyrraedd tonnau, defnyddir sgalogramau (sy'n cyfateb i sbectrogram). Fel rheol, yn ymarferol nid oes angen dadansoddi'r holl gydrannau. Yn nodweddiadol, dewisir cydrannau amledd isel, canolig ac uchel.
freq=(500/(#*contWD["Wavelet"]["FourierFactor"]))&/@(Thread[{Range[contWD["Octaves"]],1}]/.contWD["Scales"])//Round;
ticks=Transpose[{Range[Length[freq]],freq}];
WaveletScalogram[contWD,Frame->True,FrameTicks->{{ticks,Automatic},Automatic},FrameTicksStyle->Directive[Orange,12],
FrameLabel->{"Time","Frequency(Hz)"},LabelStyle->Directive[Black,Bold,14],
ColorFunction->"RustTones",ImageSize->Large]Scalogram. Canlyniad swyddogaeth
Mae Iaith Wolfram yn defnyddio'r ffwythiant ar gyfer trawsnewid tonfeddi . A bydd cymhwyso'r swyddogaeth hon i'r set gyfan o olion yn cael ei wneud gan ddefnyddio'r swyddogaeth . Yma mae'n werth nodi un o gryfderau Wolfram Mathematica - y gallu i ddefnyddio parallelization . Yn yr enghraifft uchod, nid oes angen paraleleiddio - nid yw cyfaint y data yn fawr, ond wrth weithio gyda setiau data arbrofol sy'n cynnwys cannoedd o filoedd o olion, mae hyn yn angenrheidiol.
tracesCWD=Table[Map[Hilbert[#,0]&,Re[ContinuousWaveletTransform[traces[[i]]][[1]]][[{13,15,18}]]],{i,1,Length@traces}]; Ar ôl cymhwyso'r swyddogaeth Mae setiau data newydd yn ymddangos yn cyfateb i'r amleddau a ddewiswyd. Yn yr enghraifft uchod, yr amleddau hyn yw: 38Hz, 33Hz, 27Hz. Mae'r dewis o amleddau yn cael ei wneud amlaf ar sail profion - maen nhw'n cael mapiau effeithiol ar gyfer gwahanol gyfuniadau amledd ac yn dewis yr un mwyaf addysgiadol o safbwynt daearegwr.
Os oes angen i chi rannu'r canlyniadau gyda chydweithwyr neu eu darparu i'r cwsmer, gallwch ddefnyddio swyddogaeth SEGYExport[] y pecyn GeologyIO
outputdata=seismic3DSEGY;
outputdata["traces",1;;-1]=tracesCWD[[All,3]];
outputdata["textheader"]="Wavelet Decomposition Result";
outputdata["binaryheader","NumberDataTraces"]=Length[tracesCWD[[All,3]]];
SEGYExport["D:result.segy",outputdata];Gyda thri o'r ciwbiau hyn (cydrannau amledd isel, amledd canolig, ac amledd uchel), defnyddir cyfuniad RGB yn nodweddiadol i ddelweddu'r data gyda'i gilydd. Rhoddir ei liw ei hun i bob cydran - coch, gwyrdd, glas. Yn Wolfram Mathematica gellir gwneud hyn gan ddefnyddio'r ffwythiant .
Y canlyniad yw delweddau y gellir gwneud dehongliad daearegol ohonynt. Mae'r ystumiau a gofnodir ar yr adran yn ei gwneud hi'n bosibl amlinellu paleochannels, sy'n fwy tebygol o fod yn gronfeydd dŵr ac yn cynnwys cronfeydd olew. Mae chwilio a dadansoddi analogau modern o system afon o'r fath yn ein galluogi i bennu'r rhannau mwyaf addawol o'r ystumiau. Nodweddir y sianeli eu hunain gan haenau trwchus o dywodfaen wedi'u didoli'n dda ac maent yn gronfa dda ar gyfer olew. Mae ardaloedd y tu allan i'r anomaleddau "les" yn debyg i ddyddodion gorlifdir modern. Cynrychiolir dyddodion gorlifdir yn bennaf gan greigiau cleiog a bydd drilio i'r parthau hyn yn aneffeithiol.
Tafell RGB o'r ciwb data. Yn y canol (ychydig i'r chwith o'r canol) gallwch olrhain yr afon droellog.
Tafell RGB o'r ciwb data. Ar yr ochr chwith gallwch olrhain yr afon droellog.
Mewn rhai achosion, mae ansawdd y data seismig yn caniatáu delweddau llawer cliriach. Mae hyn yn dibynnu ar y fethodoleg gwaith maes, yr offer a ddefnyddir gan yr algorithm lleihau sŵn. Mewn achosion o'r fath, nid yn unig mae darnau o systemau afonydd yn weladwy, ond hefyd afonydd paleo estynedig cyfan.
Cymysgu RGB o dair cydran o giwb data seismig (tafell llorweddol). Dyfnder tua 2 km.
Delwedd lloeren o Afon Volga ger Saratov
Casgliad
Mae Wolfram Mathematica yn caniatáu ichi ddadansoddi data seismig a datrys problemau cymhwysol sy'n ymwneud ag archwilio mwynau, ac mae pecyn GeologyIO yn gwneud y broses hon yn fwy cyfleus. Mae strwythur data seismig yn golygu bod defnyddio dulliau adeiledig i gyflymu cyfrifiadau (, ,…) yn effeithlon iawn ac yn eich galluogi i brosesu symiau mawr o ddata. I raddau helaeth, mae hyn yn cael ei hwyluso gan nodweddion storio data pecyn GeologyIO. Gyda llaw, gellir defnyddio'r pecyn nid yn unig ym maes archwilio seismig cymhwysol. Defnyddir bron yr un mathau o ddata mewn radar treiddiol a seismoleg. Os oes gennych awgrymiadau ar sut i wella'r canlyniad, pa algorithmau dadansoddi signal o arsenal Wolfram Mathematica sy'n berthnasol i ddata o'r fath, neu os oes gennych feirniadaeth, gadewch a sylw.
Ffynhonnell: hab.com