1地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法簡(jiǎn)述
地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是在礦山儲(chǔ)量計(jì)算工作中慢慢發(fā)展起來的,是上個(gè)世紀(jì)六七十年代法國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家馬特隆教授(G.Matheron)大量的理論研究基礎(chǔ)上形成的數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)科的一個(gè)分支,他的專著《應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)》的問世標(biāo)志著地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門新興學(xué)科的誕生①。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是和采礦業(yè)發(fā)展同步興起的學(xué)科,它是以變差函數(shù)為主要工具,以區(qū)域化變量理論為基礎(chǔ),研究在空間分布上既有結(jié)構(gòu)性又有隨機(jī)性(或有空間相關(guān)性和依賴性)的自然現(xiàn)象(包括地質(zhì)現(xiàn)象)的一門科學(xué)。
2地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法發(fā)展現(xiàn)狀
地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一個(gè)年輕的邊緣學(xué)科,正處在蓬勃向前發(fā)展的階段,目前地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法的發(fā)展主要有以下幾個(gè)方面:
2.1兩大學(xué)派地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展至今,出現(xiàn)了兩個(gè)學(xué)派。
一個(gè)是以A.G儒爾奈耳(A.GJourna1)為首的“斯坦福地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)派(非參數(shù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)派)”。這一學(xué)派研究了不需要對(duì)數(shù)據(jù)的分布做假設(shè)的快速條件模擬、概率克立格法和指示克立格法等方法,并且研究了軟數(shù)據(jù)的使用問題。另一個(gè)學(xué)派以馬特隆教授為首,他們開展了以正態(tài)的假設(shè)為基礎(chǔ)的析取克立格法和條件模擬研究,把協(xié)同克立格法和主成分分析進(jìn)行有效結(jié)合,形成簡(jiǎn)單克立格法、析取克立格法、泛克立格法和普通克立格法等一系列的方法和理論,這些方法都要用實(shí)際的樣品數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),所以也稱“參數(shù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)”
2.2多學(xué)科的滲透形成新克立格法
目前,對(duì)于含有一些特異值,接近了高斯分布的具體數(shù)據(jù),就要把穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)學(xué)思想應(yīng)用到求變差函數(shù)當(dāng)中,繼而提出了穩(wěn)健克立格法;把多元區(qū)域化的變量引到克立格法中,運(yùn)用兩個(gè)或兩個(gè)以上有相關(guān)性的變量對(duì)某一個(gè)變量估值,繼而產(chǎn)生了協(xié)同克立格法;把多元區(qū)域化的變量引到指示克立格法中,繼而得到了協(xié)同指示克立格法。
2.3多領(lǐng)域應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)目前不斷擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域,深入到生活的各個(gè)方面。
3地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法在地質(zhì)工程中的重要作用
隨著市場(chǎng)飛速發(fā)展,統(tǒng)計(jì)方法運(yùn)用在地質(zhì)工程是時(shí)代潮流發(fā)展的必然。以前我們?cè)谟?jì)算礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量時(shí),常用不同級(jí)別儲(chǔ)量的工程密度,用稀密法得到相對(duì)誤差來論證礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的可靠程度,并將相對(duì)誤差值作為衡量礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量精度的標(biāo)準(zhǔn)。然而,這種方法缺乏科學(xué)根據(jù),被許多人置疑,地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法的出現(xiàn)很好地解決了這類問題。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)工作是深化我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革和加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)不但可以整體估計(jì),還能對(duì)局部進(jìn)行估計(jì),對(duì)原有的數(shù)學(xué)方法和理論進(jìn)行選擇創(chuàng)新,把更好地解決面臨的地質(zhì)問題作為目標(biāo)。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)估計(jì)的克立格方差是一個(gè)很好的估計(jì)精度,其估計(jì)精度高較高。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)的隨機(jī)模擬能很好的再現(xiàn)出地質(zhì)變量變化,從而為定量研究地質(zhì)體提供一個(gè)有利的基礎(chǔ)和可靠的保障。
4一維變差函數(shù)
可以假設(shè)空間中一點(diǎn)只在一維數(shù)軸X上變化,把區(qū)域化變量z作者簡(jiǎn)介:常維(1990一),男,江蘇泰興人,本科生,研究方向?yàn)榻y(tǒng)計(jì)學(xué)。(x)在X,x+/兩點(diǎn)處的數(shù)值的差的方差的一半定義成區(qū)域化變量z(x)在x方向上的變差函數(shù),記為:‘P(x)=—1V(x)一Z(x+1)]=—1E[Z(x)一Z(x+/)】一{E[Z(x)卜E[Z(x+/)】}z公式中,‘P(x)表示變差函數(shù);E表示期望值,V表示方差。變差函數(shù)的函數(shù)值僅依賴于x和Z兩個(gè)自變量。在本假設(shè)條件下,變差函數(shù)僅依賴于分割它們的距離z和方向,因而變差函數(shù)可定義成:變差函數(shù)是在任一方向,相距f的兩個(gè)區(qū)域化變量[z(x)和(x+/)的增量的方差的一半。變差函數(shù)是一個(gè)有關(guān)距離的函數(shù),描述不同位置變量的相似性,‘p值越大,變量的相關(guān)性越差。通常情況下,‘p值隨著距離矢量Z的增大而增大,直到到達(dá)一定值時(shí)‘p達(dá)到極大值,之后保持不變。
5統(tǒng)計(jì)方法在地質(zhì)工程中的應(yīng)用
1977年地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)正式引入我國(guó),經(jīng)過我國(guó)對(duì)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法的努力學(xué)習(xí),地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法在我國(guó)得到了飛快的發(fā)展,目前廣泛應(yīng)用于以下幾個(gè)方面:
5.1用于儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)石油地質(zhì)學(xué)研究中的一個(gè)重要的難點(diǎn)和熱點(diǎn),就是對(duì)儲(chǔ)層的參數(shù)進(jìn)行一個(gè)有效的科學(xué)的預(yù)測(cè)。我國(guó)原先利用的是傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法,這種方法是純數(shù)學(xué)的方法,沒有充分考慮到儲(chǔ)層參數(shù)間相關(guān)性和空間連續(xù)性的問題,也不附帶任何的地質(zhì)意義,因此,對(duì)儲(chǔ)層的參數(shù)預(yù)測(cè)有較大局限性。使用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法就可以有效解決這一問題,它以區(qū)域化的變量理論作為基礎(chǔ),對(duì)地質(zhì)參數(shù)的空間變化方向性和趨勢(shì)都有了充分的全面的考慮,再克里金方法的外推和插值的功能,算出了與地質(zhì)規(guī)律吻合的統(tǒng)計(jì)方法和模型,繼而表征儲(chǔ)層參數(shù)的規(guī)律變化,利用這規(guī)律,針對(duì)滲透率和孔隙度等參數(shù)的空間展布開展有效又合理的預(yù)測(cè)。
5.2用于不確定性描述油藏的復(fù)雜變化,很難通過動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的確定性模型來反映。只有運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法,用不確定性的描述,才能反映出真實(shí)的復(fù)雜油藏模型。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以很方便地把不同的資料有效整合應(yīng)用,如生產(chǎn)、測(cè)井、地震、地質(zhì)等方面信息,這些對(duì)于油藏;隹確的描述是非常關(guān)鍵的。這種不確定性的描述可以給油藏工程師一個(gè)可選擇的參考,幫助他們?nèi)娣治�,制定一個(gè)合理的科學(xué)的開發(fā)方案。
5.3用于數(shù)據(jù)整合地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法通過隨機(jī)模擬方法和油藏?cái)?shù)值模擬相結(jié)合,繼而預(yù)測(cè)出油藏動(dòng)態(tài)的特征,為調(diào)整和制定開發(fā)決策和提高最終的采收率提供一個(gè)合理的依據(jù)。
6結(jié)語(yǔ)
統(tǒng)計(jì)學(xué)在地質(zhì)工程應(yīng)用中經(jīng)過多年發(fā)展,已初顯成效。而且其應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大。我們有理由相信,隨著地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的不斷完善,其必將發(fā)展成為一個(gè)通用性工具性的科學(xué)。