Методика изучения геологического строения осадочного чехла по данным зондирования становлением поля (на примере центральной части Волго-Уральской антеклизы)

В данной работе обосновывается и демонстрируется высокая эффективность метода главных компонент (МГК) применительно к данным электромагнитного поля, полученным в результате исследований методом зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБЗ). Зондирование становлением поля в ближней зоне – метод импульсной электроразведки, основанный на изучении неустановившегося поля, искусственно возбуждаемого в Земле при ступенеобразном изменении амплитуды тока в источнике. В данной работе информативность метода ЗСБЗ существенно расширена за счет обработки трансформированных данных аппаратом МГК. Метод главных компонент (факторный анализ) – метод многомерного статистического анализа, основанный на изучении коррелируемых переменных величин, зависящих от внутренних факторов, являющихся причинами такой корреляции. Метод позволяет понизить размерность исходных данных и выявить закономерности, которые не проявляются в явном виде при визуализации или линейной фильтрации данных. Данные ЗСБЗ специальным образом готовятся для проведения процедуры МГК. Впервые метод главных компонент использован как инструмент интерпретации данных зондирования становлением поля в ближней зоне с целью повышения его информативности для изучения тонкой структуры осадочного чехла и поиска углеводородов. Разработанная методика обработки и интерпретации данных ЗСБЗ с использованием метода главных компонент существенно повышает информативность данных, которые скрыты в результате интерпретации по обычной классической (традиционной) методике. Получаемая информативность может усилить роль метода ЗСБЗ для получения более детальной информации о строении осадочного чехла (выделение и выявление характера распространения по площади тонких геоэлектрических реперов) и поисков углеводородов. Для корректной обработки данных ЗСБЗ методом главных компонент исходные данные кривых Sτ(Hτ) необходимо трансформировать сначала в значения удельной кажущейся электропроводности Δσ, а далее – для того, чтобы связь между переменными была максимально приближена к линейному закону, – выделенные локальные экстремумы (максимумы – «низкоомные комплексы» и минимумы – «высокоомные комплексы») удельной электропроводности необходимо привести к единым глубинным отметкам по «эталонной» параметрической кривой. Использование R-анализа МГК (с помощью которого изучается преобразование между объектами) позволяет определить тип геоэлектрического разреза в целом по площади. Интерпретация базируется на первоначально принятой субгоризонтально-поверхностной модели геоэлектрического разреза. Разработка критериев интерпретации в каждом исследуемом районе производится на основе первоначального анализа распределения весов компонент (факторов) и далее – на исследовании распределения компонентов (факторов) по площади. В R-анализе МГК графики весовых нагрузок главных компонент наиболее удобно идентифицировать с изменением удельной электропроводности Δσ по разрезу в целом. Использование Q-анализа МГК позволяет получить информацию по распространению различных типов разреза по площади. Q-анализ также базируется на анализе графиков факторных нагрузок и дальнейшего рассмотрения распределения факторных весов по площади. Факторные нагрузки главных компонент характеризуют удельную электропроводность в целом по разрезу, а карта распределения весов компонент позволяет оценить наличие того или иного типа разреза по площади.