СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗИ ПРИ РЕГИОНАЛЬНЫХ РАБОТАХ НА НЕФТЬ И ГАЗ

Аннотация

Выполнение анализа результатов региональных работ на нефть и газ в Пермском крае и Кировской области, в которых принимала участие гравиразведка, связано с все- сторонним рассмотрением данных, включая статистические характеристики геологиче- ских и геофизических данных, используемых при интерпретации (ранее были рассмот- рены методы прогнозирования результатов гравиметрических работ [4]). Рассматривались данные региональных работ [1-3, 5] выполненных в Кировской области (две площади) и Пермском крае (14 площадей), в различных тектонических ре- гионах. Для площадей анализировались следующие характеристики: рельеф земной по- верхности (R), магнитное поле (M), гравитационное поле (G), структурная карта ОГ IIК (кровля визейских терригенных отложений) (S), трансформанта гравитационного поля, характеризующая ОГ IIК (P). В связи с этим решались три задачи: К I) изучение взаимосвязи разброса значений ΔS (ОГ II ) c разбросом значений других геофизических характеристик (ΔR, ΔM, ΔG, ΔP), т.е. получение некоторой свод- ной оценки по всем площадям в целом. II) возможности прогноза на основании всего рассматриваемого набора геофи- 2 2 2 2 зических характеристик (R, M, G, P, R , M , G , P ) или его части поведения S для каж- дой площади. III) взаимосвязи трансформанты гравитационного поля (P) c исходным набором геофизических данных (R, M, G) Разброс значений какой-либо величины может описываться такими характери- стиками как размах, дисперсия, стандартное отклонение, коэффициент вариации. Ана- лиз указанных характеристик показал, что наиболее информативным является размах (разность максимального и минимального значений), поскольку непосредственно опи- сывает пределы изменения величин. Взаимосвязь данных описывалась с помощью коэффициентов парной и множе- ственной корреляции. Для каждой из описанных выше задача вычислялись парные корреляции рассматриваемых величин, а также различные варианты множественной корреляции, сделанные с предположением о линейном характере связи. Коэффициенты корреляции K описывают следующие типы силы связей: 0.1-0.3 - слабая связь, 0.3-0.5 - умеренная, 0.5-0.7 - заметная, 0.7-0.9 - высокая, 0.9-1.0 - очень высокая. При анализе основное внимание уделялось связям с K≥0.7. Также для характеристики связей ис- пользовался Коэффициент детерминации R2 - величина, показывающая долю диспер- сии зависимой переменной, объясняемой рассматриваемой моделью зависимости. В 2 случае линейной зависимости R является квадратом множественного коэффициента корреляции между зависимой переменной и объясняющими переменными. При решении задачи I были получены следующие коэффициенты парной и множественной корреляции. Парные коэффициенты корреляции были меньше 0.7, наи- большее значение для связи ΔS=f(ΔP), равное 0.646. Для двух вариантов множествен- ной корреляции ΔS=f(ΔX , ΔX ) максимальное значение, равное 0.776, было получено 1 2 для ΔS= f(ΔR, ΔP), другое значение K>0.7 было для ΔS= f(ΔR, ΔG). Наибольшее значе- 143 ----------------------- Page 144----------------------- ние коэффициента множественной корреляции (K=0.8) было получено для наиболее полной связи ΔS= f(ΔG, ΔP, ΔR, ΔT). Рис. 1. Взаимосвязь размахов трансформант гравитационных полей и размахов ОГ IIК Получаемые линейные зависимости не всегда могут хорошо описать имеющиеся данные. На рис.1 приведена квадратичная зависимость с высоким значением коэффи- циента детерминации для квадратичной связи ΔS=f(ΔP), полученной после удаления двух точек, отображающих данные по Патраковской площади [3] (складчато- надвиговая зона, единственный случай для рассматриваемой совокупности площадей) и Суксунской площади в Предуральском прогибе (уступ по кровле артинских карбонат- ных отложений). При решении задачи II также вычислялись коэффициенты парной и множест- венной корреляции, но не для размахов (ΔR, ΔM, ΔG, ΔP), а непосредственно для гео- физических величин (R, M, G, P). Полученные данные были сведены в таблицу. Наибо- лее интересные взаимосвязи имеют следующие значения K. а) для S = f(R, M) только для Керчевской площади [5], расположенной на севере платформенной части Пермского края, сила связи оценена как высокая, в то время как для трех площадей связь была слабой (K<0.3). Для квадратичной зависимости S = f(R, M, R2 2 , M ) высокие значения K были получены только для двух площадей (Юго- Камская [1] и Керчевская). Таким образом, с использованием только рельефа земной поверхности и магнитного поля практически невозможно спрогнозировать поведение ОГ IIК. 2 2 б) для S = f(G, P, G , P ), т.е. при попытке описания сейсмических данных через квадратичную зависимость от гравитационного поля и его трансформанты коэффици- енты множественной корреляции для четырех площадей (Патраковской, Григорьевской [2], Керчевской и Юго-Камской) были высокими, а еще для пяти площадей заметными (0.5 ≤ K ≤ 0.7). Причем для Патраковской площади K=0.845, что объясняется наличием надвигов, хорошо проявляющиеся как в исходном гравитационном поле, так и в его К трансформанте, отображающей ОГ II . 144 ----------------------- Page 145----------------------- 2 2 2 2 в) для общего вида зависимости S = f(M, R, G, P, M , R , G , P ) для восьми пло- щадей получаются высокие значения коэффициентов корреляции, а для остальных - заметные. Для четырех площадей (тех же, что и в предыдущем случае) коэффициенты корреляции были более 0.8, а коэффициенты детерминации превосходили 0.64. Таким образом, для этих четырех площадей модель сейсмической структурной поверхности на две трети описывается выбранным набором геофизических данных. Можно отметить следующую закономерность расположения площадей, для кото- рых коэффициенты корреляции больше и меньше 0.7. Площади с K<0.7 лежат преимуще- ственно в западной и северо-западной части Пермского края и в Кировской области, где глубины залегания кристаллического фундамента в среднем не превышают 3 км. Конечно, имеются исключения из такой тенденции: для Лимновско-Вожгальской площади (Киров- ская область) K=0.707, а для Березовской площади (Пермский край, Юрюзано-Сылвинская депрессия) K=0.626, хотя глубина залегания фундамента более 4 км. При решении задачи III вычислялись коэффициенты парной и множественной корреляции с целью выяснить насколько поведение трансформанты гравитационного поля, отображающей ОГ IIК можно объяснить рельефом, магнитным полем и исходным гравитационным полем. Высокие значения коэффициентов множественной корреляции из всего набора 15 площадей были получены для трех площадей при зависимости P = 2 2 2 f(M, R, M , R ) для пяти площадей при P = f(G, G ) и для 10 площадей при рассмотре- , 2 2 2 нии полного набора данных P = f(G, M, R, G , M , R ). В последнем случае для двух площадей были получены K>0.9 : Юго-Камская и Марковская (восточная часть Юрю- зано-Сылвинской депрессии) Таким образом, рассчитаны коэффициенты корреляции и проанализированы раз- личные наборы геофизических зависимостей, описывающих статистические взаимосвязи как с сейсмическими структурными поверхностями, так и с трансформанты гравитацион- ного поля. Полученные результаты имеют значение как для оценки информативности от- дельных геофизических методов, так и в дальнейшем при выполнении детального анализа взаимосвязи характеристик структур и приподнятых участков, выделяемых сейсморазвед- кой (по кровле визейских терригенных отложений) с параметрами гравитационных анома- лий, отображающих антиклинальные структуры в этом интервале глубин.