Faleminderit autorit të blogut për prezantimin e tij
Hyrje
Ky artikull është shkruar pas konferencës dhe përmban një përmbledhje të prezantimit që zhvillova. Ngjarja u mbajt në qershor në qytetin e Shën Pjetrit. Duke marrë parasysh se punoj një kat në largësi nga vendi i zhvillimit të konferencës, nuk mund të mos e vizitoj këtë ngjarje. Në vitet 2016 dhe 2017 dëgjova prezantimet e konferencës, ndërsa këtë vit zhvillova një prezantim. Së pari, u shfaq një temë interesante (sipas mendimit tim), që e zhvillojmë me , dhe së dyti, pas një studimi të gjatë të legjislacionit rus në lidhje me politikën e sanksioneve, në ndërmarrjen ku punoj, tani kemi dy licenca të .
Para se të kaloj në temën e prezantimit tim, do doja të theksoj organizimin e mirë të ngjarjes. Në faqen e vizitës së konferencës është përdorur imazhi i Katedrales Kazan. Katedralja është një nga atraksionet kryesore të Shën Pjetrit dhe shihet shumë mirë nga salla ku u mbajt konferenca.
NĂ« hyrje tĂ« SPbGEU, pjesĂ«marrĂ«sit u pritĂ«n nga ndihmĂ«s tĂ« studentĂ«ve â tĂ« cilĂ«t parandaluan humbjen. GjatĂ« regjistrimit u dhanĂ« suvenire tĂ« vogla (lodra â spajki qĂ« ndriçonte, stilolaps, ngjitĂ«se me simbolikĂ«n e Wolfram). Dreka dhe kafeja gjithashtu ishin tĂ« pĂ«rfshira nĂ« programin e konferencĂ«s. PĂ«r kafen e shijshme dhe Ă«mbĂ«lsirat e vogla, e kam theksuar tashmĂ« nĂ« grupin tonĂ« â kuzhinierĂ«t janĂ« tĂ« shkĂ«lqyer. Me kĂ«tĂ« hyrje do doja tĂ« theksoj se vetĂ« ngjarja, forma dhe vendi i zhvillimit tĂ« saj, sjellin emocione pozitive.
Prezantimi që përgatita unë dhe Kirill Belov titullohet «Përdorimi i Wolfram Mathematica për zgjidhjen e problemeve të geofizikës aplikative. Analiza spektrale e të dhënave sizmike ose «ku iknin lumenjtë e lashtë». Përmbajtja e prezantimit mbulon dy pjesë: së pari, është përdorimi i algoritmeve që gjenden në për analizën e të dhënave geofizike, dhe së dyti, se si të dhënat geofizike mund të vendosen në Wolfram Mathematica.
Sizmologjia
Për të filluar, është e nevojshme të bëjmë një ekskurs të vogël në geofizikë. Geofizika është shkenca që studion pronat fizike të shkëmbinjve. Tani, pasi shkëmbinjtë kanë pronat e ndryshme: elektrike, magnetike, elastike, ekzistojnë metodat përkatëse të geofizikës: elektrorazgjimi, magnetorazgjimi, sizmologjia⊠Në kontekstin e këtij artikulli do të flasim në detaje vetëm për sizmologjinë. Sizmologjia është metoda kryesore për gjetjen e naftës dhe gazit. Metoda bazohet në nxjerrjen e vibracioneve elastike dhe regjistrimin e përgjigjes nga shkëmbinjtë që përbëjnë territorin e hulumtimit. Nxjerrja e vibracioneve realizohet në tokë (me dinamit ose burime vibruese që nuk shkaktojnë shpërthim) ose në det (me armë pneumatike). Vibracionet elastike përhapen përmes masës së shkëmbinjve duke u thyer dhe reflektuar në kufijtë e shtresave me prona të ndryshme. Valët e reflektuara kthehen në sipërfaqe dhe regjistrohen nga geofonët në tokë (zakonisht janë aparate elektrodinamikë, të bazuara në lëvizjen e një magneti që vehet në një bobinë) ose nga idrofoni në det (të bazuara në efektin piezoelektrik). Nga koha e ardhjes së valëve mund të gjykohet për thellësitë e shtresave gjeologjike.
Anija sizmologjike tërheq pajisjet
Armë pneumatike nxjerrin vibracione elastike
Valët kalojnë përmes masës së shkëmbinjve dhe regjistrohen nga idrofoni
Anija kĂ«rkimore pĂ«r geofizikĂ« «Ivan Gubkin» nĂ« dokun pranĂ« urĂ«s BlagoveĆçensk nĂ« ShĂ«n Petersburg
Modeli i sinjalit sizmik
ShkĂ«mbinjtĂ« kanĂ« prona fizike tĂ« ndryshme. PĂ«r sizmologjinĂ«, pronat elastike janĂ« veçanĂ«risht tĂ« rĂ«ndĂ«sishme â shpejtĂ«sia e pĂ«rhapjes sĂ« vibracioneve elastike dhe densiteti. NĂ«se dy shtresa kanĂ« prona tĂ« njĂ«jta ose tĂ« ngjashme, vala «nuk e vĂ«ren» kufirin e tyre. Por, nĂ«se shpejtĂ«sitĂ« e valĂ«ve nĂ« shtresa ndryshojnĂ«, atĂ«herĂ« nĂ« kufirin e shtresave do tĂ« ndodhĂ« reflektime. Sa mĂ« e madhe tĂ« jetĂ« diferenca nĂ« prona, aq mĂ« e intensiteti i reflektimit. Intensiteti i saj do tĂ« pĂ«rcaktohet nga koeficienti i reflektimit (rc):
ku Ï Ă«shtĂ« densiteti i shkĂ«mbinjve, Îœ Ă«shtĂ« shpejtĂ«sia e valĂ«ve, 1 dhe 2 shĂ«nojnĂ« shtresĂ«n e sipĂ«rme dhe atĂ« tĂ« poshtme.
Një nga modelet më të thjeshta dhe më shpesh të përdorura të sinjalit sizmik është modeli i konvolucionit, kur pista sizmike e regjistruar paraqitet si rezultat i konvolucionit të sekuencës së koeficienteve të reflektimit me impulsin e sondazhit:
ku s(t) është pista sizmike, dmth. gjithçka që ka regjistruar idrofoni ose geofoni gjatë një kohe fikse regjistrimi, w(t) është sinjali që gjeneron arma pneumatike, n(t) është zhurma rastësore.
Do t'ju përllogarisim një sërë sintetikese seismike si shembull. Si sinjal fillestar do të përdorim impulsin Ricker, që është shumë i përdorur në seksionet seismike.
length=0.050; (*Gjatësia e sinjalit*)
dt=0.001;(*Shkalla e mostrave të sinjalit*)
t=Range[-length/2,(length)/2,dt];(*Koha e sinjalit*)
f=35;(*Frekuenca qendrore*)
wavellet=(1.0-2.0*(Pi^2)*(f^2)*(t^2))*Exp[-(Pi^2)*(f^2)*(t^2)];
ListLinePlot[wavellet, Frame->True,PlotRange->Full,Filling->Axis,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Valvula fillestare",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
FillingStyle->{White,Black},ImageSize->Large,InterpolationOrder->2]Sinjali fillestar seismik
Do të vendosim dy kufij në thellësitë 300 ms dhe 600 ms, ndërsa koeficientët e reflektimit do të jenë numra të rastit.
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["Koeficientët e reflektimit",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]Sëkuenca e koeficientëve të reflektimit
Do t'ju llogarisim dhe do t'ju tregojmë një sërë seismike. Duke qenë se koeficientët e reflektimit kanë shenja të ndryshme, ne gjithashtu do të marrim dy reflektime të ndryshme në serin e seismikës.
traceExamle=ListConvolve[wavellet[[1;;;;1]],rcExample];
ListPlot[traceExamle,
PlotStyle->Black,Filling->0,Frame->True,Axes->False,
PlotLabel->Style["Sera seismike",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]Sera e modeluar
PĂ«r kĂ«tĂ« shembull duhet tĂ« bĂ«jmĂ« njĂ« sqarim â nĂ« tĂ« vĂ«rtetĂ«, thellĂ«sia e shtresave pĂ«rcaktohet patjetĂ«r nĂ« metra, ndĂ«rsa llogaritja e serĂ«s seismike ndodh nĂ« fushĂ«n e kohĂ«s. Do tĂ« ishte mĂ« e saktĂ« tĂ« vendosnim thellĂ«sitĂ« nĂ« metra dhe tĂ« llogaritnim koha e mbĂ«rritjes duke ditur shpejtĂ«sitĂ« nĂ« shtresa. NĂ« kĂ«tĂ« rast, unĂ« menjĂ«herĂ« vendosa shtresat nĂ« boshtin e kohĂ«s.
NĂ«se flasim pĂ«r studimet nĂ« terren, nĂ« rezultat tĂ« kĂ«tij vĂ«zhgimi regjistrohet njĂ« numĂ«r tĂ« madh tĂ« serive kohezive si kĂ«to (serĂ« seismike). PĂ«r shembull, kur studiohet njĂ« zonĂ« me gjatĂ«si 25 km dhe gjerĂ«si 15 km, ku si rezultat i punĂ«s çdo serĂ« karakterizon njĂ« njĂ«si 25x25 metra (kjo njĂ«si quhet bin), dosja pĂ«rfundimtare e tĂ« dhĂ«nave do tĂ« pĂ«rmbajĂ« 600000 sĂ«rĂ«. Duke pasur njĂ« hap tĂ« diskretizimit me kohĂ« tĂ« barabartĂ« me 1 ms, dhe me kohĂ« regjistrimi 5 sekonda, dosja pĂ«rfundimtare e tĂ« dhĂ«nave do tĂ« ketĂ« mĂ« shumĂ« se 11 GB, ndĂ«rsa vĂ«llimi i materialit âtĂ« papĂ«rpunuarâ mund tĂ« arrijĂ« qindra gigabajt.
Si të punoni me to në ?
Paketa
Fillimi i zhvillimit të paketës ishte në murin e grupit VK të mbështetjes shqipfolëse. Falë përgjigjeve të komunitetit, zgjidhja u gjet shumë shpejt. Dhe në rezultat, kjo u zhvillua në një zhvillim të rëndësishëm. Përkatësisht u vlerësua edhe nga moderatorët. Në momentin e tanishëm, paketa mbështet punën me këto lloje të të dhënash, të cilat përdoren aktivisht në industrinë gjeologjike:
- importi i të dhënave kartografike në formate ZMAP dhe IRAP
- importi i masave në puse në formatin LAS
- input dhe output të skedareve seismike në formatin
Për të instaluar paketën, nevojitet të ndjekim udhëzimet në faqen e shkarkimit të paketës së përfunduar, dmth. të ekzekutojmë këtë kod në çdo :
If[PacletInformation["GeologyIO"] === {}, PacletInstall[URLDownload[
"https://wolfr.am/FiQ5oFih",
FileNameJoin[{CreateDirectory[], "GeologyIO-0.2.2.paclet"}]
]]]Pas kësaj, paketa do të instalohet në dosjen e paracaktuar, rruga e së cilës mund të merret në këtë mënyrë:
FileNameJoin[{$UserBasePacletsDirectory, "Repository"}]Për shembull, le të demonstrojmë mundësitë kryesore të paketës. Thirrja bëhet tradicionalisht për paketat në Gjuhën Wolfram:
Get["GeologyIO`"]Paketa zhvillohet duke përdorur . Kjo lejon që funksionin kryesor të paketës të shoqërohet me dokumentacion, i cili në formatin e prezantimit nuk ndryshon nga dokumentacioni i vetë Wolfram Mathematica dhe t'i jep paketës skedare provuese për njohjen e parë.
NjĂ« nga kĂ«to skedare Ă«shtĂ« skedari âMarmousi.segyâ - njĂ« model sintetik i prerjes gjeologjike, i cili u zhvillua nga instituti francez i naftĂ«s. Duke pĂ«rdorur kĂ«tĂ« model, zhvilluesit testojnĂ« algoritmet e tyre pĂ«r modelimin e fushĂ«s sĂ« valĂ«ve, trajtimin e tĂ« dhĂ«nave, ekspertizĂ«n e serave seismike, etj. Modeli Marmousi ruhet nĂ« regjistrin, nga ku u shkarkua paketa vetĂ«. PĂ«r tĂ« marrĂ« skedarin - do tĂ« ekzekutojmĂ« kĂ«tĂ« kod:
If[Not[FileExistsQ["Marmousi.segy"]],
URLDownload["https://wolfr.am/FiQGh7rk", "Marmousi.segy"];]
marmousi = SEGYImport["Marmousi.segy"]Rezultati i importit â objekti SEGYData
Formati SEGY parashikon ruajtjen e të dhënave të ndryshme mbi vëzhgimet. Në radhë të parë, këto janë komentet tekstuale. Këtu regjistrohet informacioni rreth vendit të punimeve, emrat e kompanive që realizuan matjet, etj. Në rastin tonë, ky titull merret nga thirrja me çelësin TextHeader. Këtu është një version i shkurtuar i titullit tekstual:
Short[marmousi["TextHeader"]]«Grupi i të dhënave Marmousi u gjenerua në Institutin ... shpejtësia minimale e 1500 m/s dhe një maksimale 5500 m/s)»
Për të paraqitur modelin gjeologjik, mund të drejtohemi te serat seismike me çelësin "traces" (një nga karakteristikat e paketës është pavarësia e çelësave nga registri):
ArrayPlot[Transpose[marmousi["traces"]], PlotTheme -> "Detailed"]Modeli Marmousi
Aktualisht, paketa gjithashtu lejon ngarkimin e të dhënave në pjesë nga skedarë të mëdhenj, duke e bërë të mundur përpunimin e skedarëve me madhësi që mund të arrijnë disa gigabayte. Gjithashtu, në funksionalitetin e paketës përfshihen funksione për eksportin e të dhënave në .segy dhe për regjistrimin e pjesshëm në fund të skedarit.
Duhet të theksohet veçanërisht funksionaliteti i paketës në punën me strukturat komplekse të skedarëve .segy. Ai lejon jo vetëm qasjen me çelësa dhe indekse në trajtat e veçanta, kryesoret, por edhe ndryshimin e tyre me regjistrimin e mëvonshëm në skedar. Shumë detaje teknike të realizimit të GeologyIO tejkalojnë kuadri i këtij artikulli dhe, me siguri, meritojnë një përshkrim të veçantë.
Relevanca e analizës spektrale në gjeofizikën sizmike
Mundësia e importit të materialeve sizmike në Wolfram Mathematica lejon përdorimin e funksionalitetit të brendshëm të përpunimit të sinjaleve për të dhënat eksperimentale. Duke qenë se çdo trajtë sizmike përfaqëson një seri kohore, një nga mjetet kryesore për studimin e saj është analiza spektrale. Disa nga supozimet për analizën e përbërjes frekuenciale të të dhënave sizmike mund të përfshijnë, për shembull, këto:
- Lloje të ndryshme valesh karakterizohen nga përbërje të ndryshme frekuenciale. Kjo lejon dallimin e valëve të dobishme dhe shtypjen e valëve ndërhyrëse.
- Të tilla si pronat e shkëmbinjve, si poroziteti dhe ngopja, mund të ndikojnë në përbërjen frekuenciale. Kjo lejon dallimin e shkëmbinjve me pronat më të mira.
- Shtresat me trashësi të ndryshme përcaktojnë anomali në banda frekuenciale të ndryshme.
Pika e tretĂ« Ă«shtĂ« thelbĂ«sore nĂ« kontekstin e kĂ«tij artikulli. MĂ« poshtĂ« Ă«shtĂ« njĂ« fragment kodi pĂ«r llogaritjen e trajtave sizmike nĂ« rastin e njĂ« shtrese me trashĂ«si nĂ« ndryshim â modeli i konusit. Ky model studiohet tradicionalisht nĂ« gjeofizikĂ«n sizmike pĂ«r tĂ« analizuar efektet e ndĂ«rhyrjes, kur valĂ«t e reflektuara nga shumĂ« shtresa mbivendosen me njĂ«ra-tjetrĂ«n.
nx=200;(* Numri i pikave në këndin X*)
ny=200;(* Numri i pikave në këndin Y*)
T=2;(*Koha totale e përhapjes*)
(*Shpejtësia dhe densiteti*)
modellv=Table[4000,{i,1,ny},{j,1,nx}];(* Shpejtësia P në m/s*)
rho=Table[2200,{i,1,ny},{j,1,nx}];(* Densiteti në g/cm³, përdoret densitet i konstant*)
Table[modellv[[150-Round[i*0.5];;,i]]=4500;,{i,1,200}];
Table[modellv[[;;70,i]]=4500;,{i,1,200}];
(*Vizatim i modelit*)
MatrixPlot[modellv,PlotLabel->Style["Modeli i shtresës",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic]]Modeli i shtresës që dalë
Shpejtësia e valëve brenda konusit është 4500 m/s, jashtë konusit 4000 m/s, dhe densiteti është i pranuar si konstant 2200 g/cm³. Për një model të tillë, le të llogarisim koeficientët e reflektimit dhe trajtat sizmike.
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]Trajtat sizmike për modelin e konusit
Sequenca e trajtave sizmike tĂ« paraqitura nĂ« kĂ«tĂ« ilustĂ«rim quhet prerja sizmike. Siç mund tĂ« vĂ«reni, interpretimi i saj mund tĂ« bĂ«het nĂ« njĂ« nivel intuitiv, pasi geometria e valĂ«ve tĂ« reflektuara i pĂ«rgjigjet qartĂ« modelit qĂ« u pĂ«rcaktua mĂ« parĂ«. NĂ«se analizojmĂ« mĂ« nĂ« detaje trajtat, do tĂ« vĂ«mĂ« re se trajtat nga e para deri tek, pĂ«rafĂ«rsisht, e 30-ta nuk dallohet â reflektimi nga tarraca e shtresĂ«s dhe nga baza nuk mbivendosen me njĂ«ra-tjetrĂ«n. Duke filluar nga e 31-ta, reflektimet fillojnĂ« tĂ« interferojnĂ«. Dhe, ndonĂ«se, nĂ« model, koeficientĂ«t e reflektimit nuk ndryshojnĂ« horizontalisht â trajtat sizmike ndryshojnĂ« intensitetin e tyre me ndryshimin e trashĂ«sisĂ« sĂ« shtresĂ«s.
Le të shqyrtojmë amplitudën e reflektimit nga kufiri i sipërm i shtresës. Duke filluar nga e 60-ta, intensiteti i reflektimit fillon të rritet, dhe në e 70-tën arrin maksimumin. Kështu manifestohen interferencat e valëve nga tarraca dhe baza e shtresave, duke çuar në disa raste në anomali të dukshme të regjistrimit sizmik.
ListLinePlot[GaussianFilter[Abs[traces[[All,46]]],3][[;;;;2]],
InterpolationOrder->2,Frame->True,PlotStyle->Black,
PlotLabel->Style["Amplituda e reflektimit",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
PlotRange->All]Grafiku i amplitudës së valës së reflektuar nga kufiri i sipërm të konusit
E logjikshme që kur sinjali është më frekuencë të ulët, interferenca fillon të shfaqet në trashësi më të mëdha të shtresës, dhe në rastin e sinjalit me frekuencë të lartë, interferenca ndodh në trashësi më të vogla. Fragmenti i ardhshëm i kodit krijon një sinjal me frekuenca 35 Hz, 55 Hz dhe 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]Grupi i sinjaleve fillestare me frekuenca 35 Hz, 55 Hz, 85 Hz
Duke kryer llogaritet e profileve sizmike dhe duke ndërtuar grafikët e amplitudës së valës së reflektuar, mund të shohim se anomalitë shfaqen për trashësi të ndryshme shtresash në frekuenca të ndryshme.
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["Amplitudat e reflektimit",Black,20],
LabelStyle->Directive[Black,Italic],
Frame->True]Grafikët e amplitudës së valës së reflektuar nga maja e klinës për frekuenca të ndryshme
Mundësia për të nxjerrë përfundime mbi trashësinë e shtresave në bazë të rezultateve të vëzhgimeve sizmike është shumë e dobishme, pasi një nga qëllimet kryesore në eksplorimin e rezervave të naftës është vlerësimi i pikave më premtuese për vendosjen e pusëve (dmth. atyre zonave ku shtresa ka trashësi më të madhe). Përveç kësaj, në profilin gjeologjik mund të hasen objekte që, me origjinën e tyre, nxisin një ndryshim të papritur të trashësive të shtresave. Kjo e bën analizën spektrale një mjet efektiv për studimin e tyre. Në pjesën tjetër të artikullit do të shqyrtojmë këto objekte gjeologjike më në detaje.
Të dhënat eksperimetale. Ku janë marrë dhe çfarë duhet të kërkoni?
Materialet qĂ« analizohet nĂ« kĂ«tĂ« artikull janĂ« marrĂ« nĂ« territorin e SiberisĂ« PerĂ«ndimore. Rajoni, siç ndoshta e dinĂ« tĂ« gjithĂ«, Ă«shtĂ« zona kryesore prodhuese tĂ« naftĂ«s nĂ« vendin tonĂ«. Zhvillimi aktiv i fushave ka filluar nĂ« kĂ«tĂ« rajon gjatĂ« vitit '60 tĂ« shekullit tĂ« kaluar. Metoda kryesore e kĂ«rkimit tĂ« rezervave tĂ« naftĂ«s Ă«shtĂ« sizmo-eksplorimi. ĂshtĂ« interesante tĂ« shikosh imazhet satelitore tĂ« kĂ«tij territori. NĂ« njĂ« shkallĂ« tĂ« vogĂ«l mund tĂ« vĂ«rehen njĂ« numĂ«r i madh liqenesh dhe moçalesh, duke e rritur hartĂ«n mund tĂ« shohĂ«sh platformat e shpimeve tĂ« pusĂ«ve, dhe duke e rritur mĂ« tej harten deri nĂ« maksimum, mund tĂ« dallosh edhe kalimet e profileve ku janĂ« kryer vĂ«zhgimet sizmike.
Imazhi satelitor i hartës Yandex - zona e qytetit Novy Urengoy
Të gjitha platformat e grupit në një nga fushat naftëmbajtëse
Formacionet naftëmbajtëse në Siberinë Perëndimore ndodhen në një gamë të gjerë thellësish - nga 1 km deri në 5 km. Shumica e formacioneve që përmbajnë naftë u formuan gjatë periudhës Jurassike dhe Cretaceous. Periudha Jurassike ndoshta është njohur nga të gjithë për filmin me të njëjtin emër. shumë ndryshe nga ai modern. Në Enciklopedinë Britannica ekziston një seri kartash paleontologjike që karakterizojnë çdo epokë gjeologjike.
Koha e tanishme
Periudha Jurassike
Vini re se gjatë periudhës Jurassike, territori i Siberisë Perëndimore ishte një bregdet deti (toka e prerë nga lumenj dhe një det i cekët). Nëse klima ishte e këndshme, mund të supozosh se peizazhi tipik i asaj kohe dukej si më poshtë:
Siberia e periudhës Jurassike
Në këtë imazh, për ne nuk është aq e rëndësishme kafshët dhe zogjtë, saqë përshkrimi i lumenjve në sfond. Lumi është ai objekt gjeologjik mbi të cilin ndalëm më parë. Arsyeja është se aktiviteti i lumenjve lejon akumulimin e rërave të mirësortuara, të cilat më pas do të bëhen depozita nafte. Këto depozita mund të kenë forma të çuditshme dhe komplekse (si edhe shtrati i lumenjve) dhe ato kanë trashësi të ndryshueshme - pranë brigjeve trashësia është e vogël, ndërsa më afër qendrës së shtratit ose në zonat e meandrave, trashësia rritet. Pra, lumenjtë të formuar gjatë periudhës Jurassike tani ndodhen në thellësi prej rreth tre kilometrash dhe janë objekte të kërkimit të depozitave të naftës.
Të dhënat eksperimetale. Trajtimi dhe vizualizimi
Le të bëjmë një sqarim në lidhje me materialet sizmike të treguara në artikull - për shkak se volumi i të dhënave të përdorura për analizë është i konsiderueshëm, në tekstin e artikullit është përfshirë vetëm një fragment i grupit origjinal të profileve sizmike. Kjo do t'i lejojë të gjithë ata që dëshirojnë të riprodhojnë llogaritjet e përmendura.
Duke punĂ«s me tĂ« dhĂ«nat sizmike, geofizikĂ«t zakonisht pĂ«rdorin softuer tĂ« specializuar (ka disa liderĂ« tĂ« industrisĂ« qĂ« janĂ« aktivisht nĂ« pĂ«rdorim, si Petrel apo Paradigm), qĂ« lejon analiza tĂ« llojeve tĂ« ndryshme tĂ« tĂ« dhĂ«nave dhe ka njĂ« ndĂ«rfaqe grafike tĂ« kĂ«ndshme. MegjithatĂ«, pavarĂ«sisht lehtĂ«sisĂ«, kĂ«to lloje softueri kanĂ« dhe disavantazhe â pĂ«r shembull, implementimi i algoritmeve moderne nĂ« versionet stabile merr shumĂ« kohĂ«, dhe mundĂ«sitĂ« pĂ«r automatizimin e llogaritjeve zakonisht janĂ« tĂ« kufizuara. NĂ« njĂ« situatĂ« tĂ« tillĂ«, pĂ«rdorimi i sistemeve tĂ« matematikĂ«s kompjuterike dhe gjuhĂ«ve tĂ« programimit tĂ« nivelit tĂ« lartĂ« bĂ«het shumĂ« i dobishĂ«m, pasi ofrojnĂ« njĂ« bazĂ« tĂ« gjerĂ« algoritmike dhe, gjithashtu, marrin pĂ«rsipĂ«r shumĂ« punĂ« repetitive. Bazuar nĂ« kĂ«tĂ« parim, punojnĂ« me tĂ« dhĂ«nat sizmike nĂ« Wolfram Mathematica. Nuk Ă«shtĂ« e arsyeshme tĂ« shkruhet njĂ« funksionalitet i pasur pĂ«r punĂ« interaktive me tĂ« dhĂ«nat - mĂ« e rĂ«ndĂ«sishme Ă«shtĂ« tĂ« sigurohet ngarkimi nga formati standard, tĂ« aplikohet algoritmi i dĂ«shiruar dhe tĂ« eksportohet pĂ«rsĂ«ri nĂ« formatin e jashtĂ«m.
Në përputhje me skemën e propozuar, do të ngarkojmë të dhënat origjinale sizmike dhe do t'i paraqesim ato në :
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]Të dhënat e ngarkuara dhe të importuara në këtë mënyrë janë gjurmët e regjistruara mbi një sipërfaqe prej 10 me 5 kilometra. Në rastin kur të dhënat janë marrë sipas metodës së sizmo-gjeologjisë tre-dimensionale (regjistrimi i valëve bëhet jo nëpër profile të veçanta geofizike, por në të gjithë sipërfaqen njëkohësisht), bëhet e mundur të merret kube sizmike. Këto janë objekte tre-dimensionale, prerjet vertikale dhe horizontale të të cilëve lejojnë një studim të detajuar të mjedisit gjeologjik. Në shembullin e shqyrtuar, kemi të bëjmë pikërisht me të dhëna tre-dimensionale. Disa informacione mund të nxirren nga titulli tekstual, për shembull në këtë mënyrë
StringPartition[seismic3DSEGY["textheader"], 80] // TableFormC 1 KY KONA DEMO PĂR TESTIMIN E PAKETES GEOLOGYIO
C 2
C 3
C 4
C 5 DATA EMRI I PĂRDORUESIT: WOLFRAM USER
C 6 EMRI I HULUMTIMI: NĂ NDONJĂ MESTO NĂ SIBERIA
C 7 LLOJI I FILE-it VOLUMI SIZMIK 3D
C 8
C 9
C10 Z RANGE: E PARA 2200M E FUNDI 2400M
Ky set të dhënash do të jetë i mjaftueshëm për të demonstruar hapat kryesorë të analizës së të dhënave. Gjurmët në skedarin janë regjistruar sequentially dhe secila prej tyre duket më afër si në figurën e mëposhtme - ky është shpërndarja e amplitudave të valëve të reflektuara përgjatë boshtit vertikal (boshti i thellësive).
ListLinePlot[seismic3DSEGY["traces"][[100]], InterpolationOrder -> 2,
PlotStyle -> Black, PlotLabel -> Style["Gjurmë sizmike", Black, 20],
LabelStyle -> Directive[Black, Italic], PlotRange -> All,
Frame -> True, ImageSize -> 1200, AspectRatio -> 1/5]Një nga gjurmët e seksionit sizmik
Duke ditur se sa shumë gjurmë janë të qëndruara në çdo drejtim të zonës së studiuar, mund të formohet një matricë tre-dimensionale të të dhënave dhe ta paraqesim atë duke përdorur funksionin Image3D[]
traces=seismic3DSEGY["traces"];
startIL=1050;EndIL=2000;stepIL=2; (*koordinata X fillimi dhe fundi i regjistrimit dhe hapi i gjurmëve*)
startXL=1165;EndXL=1615;stepXL=2; (*koordinata Y fillimi dhe fundi i regjistrimit dhe hapi i gjurmëve*)
numIL=(EndIL-startIL)/stepIL+1; (*numri i gjurmëve në boshtin X*)
numXL=(EndXL-startXL)/stepIL+1; (*numri i gjurmëve në boshtin Y*)
Image3D[ArrayReshape[Abs[traces/Max[Abs[traces[[All,1;;;;4]]]]],{numIL,numXL,101}],ViewPoint->{-1, 0, 0},Background->RGBColor[0,0,0]]Imazhi tre-dimensionale i kubit tĂ« tĂ« dhĂ«nave sizmike. (Boshti vertikal â thellĂ«sia)
Në rastin kur objektet gjeologjike që paraqesin interes krijojnë anomali sizmike intensive, mund të përdoren mjete vizualizimi me transparencë. Prçka regjistron 'e parëndësishme' mund të bëhet e padukshme, duke lënë vetëm anomali të dukshme. Në Wolfram Mathematica, kjo mund të realizohet me dhe .
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]Imazhi i kubit të të dhënave sizmike duke përdorur funksionet Opacity[] dhe Raster3D[]
Ashtu si në shembullin sintetik, në prerjet e kubit origjinal mund të identifikohen disa kufij gjeologjikë (shtresa) me reliev të ndryshueshëm.
Instrumenti kryesor i analizës spektrale është transformimi i Fourier-it. Me të, mund të vlerësohet spektri amplitudë-frekuencë i çdo përshtatjeje ose grupi përshtatjesh. Megjithatë, pas transfertës së të dhënave në zonën e frekuencave, humbet informacioni mbi kohët (në thellësi) ku ndryshon frekuenca. Për të pasur mundësinë e lokalizimit të ndryshimeve në sinjal në boshtin temporal (thellësor), përdoren transformimi i Fourier-it me dritare dhe shpërndarja wavelet. Në këtë artikull përdoret shpërndarja wavelet. Teknologjia e analizës wavelet filloi të aplikohej aktivisht në kërkimin e sizmës në vitet '90. Avantazhi përpara transformimit të Fourier-it me dritare është rezolucioni më i mirë temporal.
Me ndihmën e fragmentit të mëposhtëm të kodit, mund të kryhet shpërndarja në componente të ndryshme të një prej përshtatjeve sizmike:
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]Shpërndarja e përshtatjes në componente
Për të vlerësuar se si shpërndahet energjia e reflektimit në kohë të ndryshme të mbërritjes së valëve, përdoren skalogramet (analog i spektrogramit). Si rregull, në praktikë nuk ka nevojë të analizohet çdo komponim. Zakonisht zgjidhen komponimet e frekuencës së ulët, të mesme dhe të lartë.
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->{"Koha","Frekuenca(Hz)"},LabelStyle->Directive[Black,Bold,14],
ColorFunction->"RustTones",ImageSize->Large]Skalogrami. Rezultati i funksionit
NĂ« Wolfram Language, pĂ«r transformimin waveform pĂ«rdoret funksioni . PĂ«rdorimi i kĂ«tij funksioni pĂ«r gjithĂ« grupin e pĂ«rshtatjeve bĂ«het duke pĂ«rdorur funksionin . KĂ«tu duhet theksuar njĂ« nga fuqitĂ« e Wolfram Mathematica, mundĂ«sia e pĂ«rdorimit tĂ« paralelizimit . NĂ« shembullin e dhĂ«nĂ« nuk ka nevojĂ« pĂ«r paralelizim â volumi i tĂ« dhĂ«nave nuk Ă«shtĂ« i madh, por kur punoni me grupe eksperimentale tĂ« dhĂ«nash qĂ« pĂ«rmbajnĂ« qindra mijĂ«ra pĂ«rshtatje, kjo bĂ«het njĂ« nevojĂ«.
tracesCWD=Table[Map[Hilbert[#,0]&,Re[ContinuousWaveletTransform[traces[[i]]][[1]]][[{13,15,18}]]],{i,1,Length@traces}]; Pas aplikimit të funksionit shfaqen grupe të reja të dhënash për frekuencat e zgjedhura. Në shembullin e mësipërm, këto frekuenca janë: 38Hz, 33Hz, 27Hz. Zgjedhja e frekuencave zakonisht bazohet në testimin - prodhohen hartat efektive për kombinime të ndryshme frekuencash dhe zgjidhen ato më informative nga pikëpamja e gjeologut.
Nëse rezultatet duhet të ndahen me kolegët ose t'u ofrohen klientëve, mund të përdoret funksioni SEGYExport[] nga paketa GeologyIO
outputdata=seismic3DSEGY;
outputdata["traces",1;;-1]=tracesCWD[[All,3]];
outputdata["textheader"]="Rezultati i Shpërndarjes Wavelet";
outputdata["binaryheader","NumberDataTraces"]=Length[tracesCWD[[All,3]]];
SEGYExport["D:result.segy",outputdata];Duke pasur nĂ« dispozicion tri kubĂ« tĂ« tillĂ« (komponentet e ulĂ«t, tĂ« mesme dhe tĂ« larta frekuencĂ«), zakonisht pĂ«rdoret pĂ«rzierja RGB pĂ«r vizualizimin e pĂ«rbashkĂ«t tĂ« tĂ« dhĂ«nave. Ădo komponenti i jepet njĂ« ngjyrĂ« e vetme â e kuqe, e gjelbĂ«r, blu. NĂ« Wolfram Mathematica, kjo mund tĂ« bĂ«het duke pĂ«rdorur funksionin .
Si rezultat, shpĂ«rndahen imazhe, tĂ« cilat mund tĂ« interpretohen gjeologjikisht. Meandrat qĂ« shfaqen nĂ« prerjen lejojnĂ« pĂ«rkufizimin e paleoriverave, tĂ« cilat kanĂ« mĂ« shumĂ« gjasa tĂ« jenĂ« rezerva dhe tĂ« kenĂ« rezerva nafte. KĂ«rkimi dhe analiza e analogĂ«ve modernĂ« tĂ« njĂ« sistemi tĂ« tillĂ« lumor lejon pĂ«rcaktimin e pjesĂ«ve mĂ« premtuese tĂ« meandrave. VĂ«rtetĂ«, lumenjtĂ« karakterizohen nga shtresa tĂ« fuqishme tĂ« rĂ«rĂ«s sĂ« mirĂ« tĂ« ŃĐŸŃŃatuar dhe janĂ« njĂ« rezervuar i mirĂ« pĂ«r naftĂ«. Seksionet jashtĂ« anomalive tĂ« "lidhura" janĂ« tĂ« ngjashme me depozitat moderne tĂ« lumit. Depozitat e lumit zakonisht pĂ«rfaqĂ«sohen nga shkĂ«mbinj argjilor dhe shpimi nĂ« kĂ«to zona do tĂ« jetĂ« joefektiv.
RGB prerja e kubit të dhënave. Në qendër (pak majtas nga qendra) mund të ndjeket lumi që bëhet meandër.
RGB prerja e kubit të dhënave. Në anën e majtë mund të ndjeket lumi që bëhet meandër.
Në disa raste, cilësia e të dhënave sizmike lejon krijimin e imazheve dukshëm më të qarta. Kjo varet nga metodologjia e punëve në terren, pajisjet dhe algoritmet e përdorura për zbutjen e zhurmës. Në këto raste, jo vetëm fragmentet e sistemeve lumore janë të dukshme, por edhe të tëra paleoreka të shtrira.
RGB përzierja e tre komponenteve të kubit të të dhënave sizmike (prerja horizontale). Thellësia rreth 2 km.
Imazhi i satelitit të lumit Volga në zonën e Saratovit
PĂ«rfundimi
NĂ« Wolfram Mathematica, Ă«shtĂ« e mundur tĂ« analizohet tĂ« dhĂ«nat sizmike dhe tĂ« zgjidhen probleme praktike qĂ« lidhen me kĂ«rkimin e mineraleve, ndĂ«rsa paketa GeologyIO e bĂ«n kĂ«tĂ« proces mĂ« tĂ« pĂ«rshtatshĂ«m. Struktura e tĂ« dhĂ«nave sizmike Ă«shtĂ« e tillĂ« qĂ« pĂ«rdorimi i metodave tĂ« integruara pĂ«r pĂ«rshpejtimin e llogaritjeve (, ,âŠ) Ă«shtĂ« shumĂ« efektiv dhe lejon pĂ«rpunimin e sasi tĂ« mĂ«dha tĂ« tĂ« dhĂ«nave. NjĂ« pjesĂ« e madhe e kĂ«saj pĂ«rfitohet nga karakteristikat e ruajtjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave tĂ« paketĂ«s GeologyIO. PĂ«r t'u thĂ«nĂ«, paketa mund tĂ« pĂ«rdoret jo vetĂ«m nĂ« fushĂ«n e eksplorimeve sizmike praktike. Praktikisht, tĂ« njĂ«jtat lloje tĂ« tĂ« dhĂ«nave pĂ«rdoren nĂ« gjeoradar dhe sizmologji. NĂ«se keni sugjerime se si tĂ« pĂ«rmirĂ«sohet rezultati, cilat algoritmo analizash sinjali nga arsenali i Wolfram Mathematica janĂ« tĂ« aplikueshme pĂ«r kĂ«to tĂ« dhĂ«na, ose nĂ«se keni vĂ«rejtje kritike - lini komente.
Burimi: habr.com
