Στόχος του μαθήματος είναι η ανάπτυξη ενιαίου αριθμητικού μοντέλου δεδομένου γεωλογικού συστήματος (κοιτάσματος, υδροφόρου ορίζοντα, πετρελαϊκού ταμιευτήρα) με χρήση γεωστατιστικής, το οποίο θα ενσωματώνει το σύνολο των ετερογενών πληροφοριών που μπορεί να είναι διαθέσιμες (περιγραφές γεωτρήσεων, γεωλογικές θεωρίες, γεωφυσικές μετρήσεις, εμπειρική γνώση, κλπ). Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που οδηγούν στην καθιέρωση ξεχωριστού μαθήματος αποτελούν η χρησιμοποίηση κατηγορικών γεωλογικών μεταβλητών (είδος πετρώματος) καθώς και η δυνατότητα βελτιστοποίησης των παραμέτρων του (συνήθως η χωρική κατανομή της γεωλογικής μεταβλητής) βάσει της απόκρισής του στις αρχικές ή συνοριακές συνθήκες. Το αντικείμενο του μαθήματος είναι διεπιστημονικό μεταξύ Μεταλλευτικής, Γεωλογίας – Υδρογεωλογίας, Μηχανικής Πετρελαίων.
Περιγραφή
- ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Σημασία της σύνθεσης γεωλογικών, τεχνικών, οικονομικών και άλλων πληροφοριών που αφορούν στο υπό μελέτη γεωλογικό σύστημα, για την δημιουργία ενοποιημένου αριθμητικού μοντέλου. Βασικές αρχές στοχαστικής προσομοίωσης. Εισαγωγή στην γλώσσα προγραμματισμού R.
- ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΚΑΙ ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ ΕΤΕΡΟΓΕΝΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ: Από κοινού βαριόγραμμα τυχαίων μεταβλητών, το γραμμικό μοντέλο χωρικής συμμεταβλητότητας πολλών τυχαίων μεταβλητών
- ΧΡΗΣΗ ΚΑΤΗΓΟΡΙΚΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΛΙΘΟΦΑΣΕΩΝ: Δείκτες και κατηγορικές μεταβλητές, προσδιορισμός κατανομής συνεχούς τυχαίας μεταβλητής με εφαρμογή διαδοχικών κατωφλιών, kriging και cokriging με δείκτες.
- ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΛΙΘΟΦΑΣΕΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΠΟΛΥΓΚΑΟΥΣΙΑΝΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ: Παράσταση κατηγορικής μεταβλητής με αποκοπή συνεχούς Γκαουσιανής τυχαίας μεταβλητής, ενσωμάτωση γεωλογικού κανόνα, προσδιορισμός του αριθμού των απαιτούμενων κανονικών μεταβλητών για την προσομοίωση, αναλογίες λιθοφάσεων και ενσωμάτωσή τους, αλγόριθμος δοκιμής και σφάλματος για τον προσδιορισμό των παραμέτρων των κανονικών μεταβλητών της προσομοίωσης. Υλοποίηση μέσω εξειδικευμένου λογισμικού.
- ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ: Ορισμός/ Διατύπωση, Ευθύ/ Αντίστροφο, Υπο-καθορισμένο/ Υπερ-καθορισμένο, Εφαρμογές. Μέθοδοι επίλυσης γραμμικών αντίστροφων προβλημάτων στις γεωεπιστήμες (αιτιοκρατικά μοντέλα, στοχαστικά μοντέλα). Μη γραμμικά αντίστροφα προβλήματα και μέθοδοι επίλυσης (McMC, Επαναληπτικοί αλγόριθμοι) – Υλοποίηση παραδειγμάτων στην R.
- ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΤΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ: Συνάρτηση πιθανοφάνειας των παραμέτρων του γεωλογικού μοντέλου, το αντίστροφο πρόβλημα ως πρόβλημα βελτιστοποίησης υπό συνθήκες, ο αλγόριθμος των διαδοχικών γραμμικών προσεγγίσεων, τεχνική προσομοιωμένης ανόπτησης, γενετικοί αλγόριθμοι, επίλυση του αντίστροφου προβλήματος με στοχαστική δειγματοληψία Μαρκοβιανής αλυσίδας, χωροχρονική ρύθμιση παραμέτρων (history matching) – Υλοποίηση παραδειγμάτων στην R.
- ΜΕΛΕΤΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:
- Χρήση σεισμικών μετρήσεων ακουστικής αντίστασης ως πρόσθετης πληροφορίας για την βελτίωση της γνώσης του πορώδους από δειγματοληψίες γεωτρήσεων.
- Ογκομέτρηση ταμιευτήρα με χρήση δεδομένων από γεωτρήσεις που αφορούν στο βάθος της οροφής και το πάχος του, υποβοηθούμενη από σεισμικές μετρήσεις μετά από επεξεργασία της ταχύτητας, που αφορούν επίσης στο βάθος της οροφής.
- Προσδιορισμός της χωρικής κατανομής λιθοφάσεων προσομοιωμένου υδροφόρου ορίζοντα βάσει της απόκρισής του σε συνθήκες άντλησης.
Σύνδεσμος στο Helios: https://helios.ntua.gr/course/view.php?id=2127
