Анотація до роботи:

Віршило І.В. Автоматизована система розв'язку задач інверсії даних сейсмоакустики для багатокомпонентного анізотропного геологічного середовища. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидату геологічних наук за спеціальністю 04.00.22 – геофізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2004.

Дисертаційна робота присвячена розробці методики та алгоритмічно-програмних засобів розв'язання задач інверсії сейсмоакустичних даних. В основу роботи покладено методологічно новий підхід до поняття геологічного середовища, що розглядається не тільки як носій фізичних властивостей, але і динамічних процесів, що в ньому відбуваються. Математично геологічне середовище апроксимується багатокомпонентною моделлю матричної структури з еліпсоїдальними пружними включеннями, які мають просторово задану імовірнісну функцію розподілу орієнтації. Компонентами моделі є мінерали і тріщини. Поставлена та вирішена задача інверсії фазових швидкостей пружних хвиль в параметри багатокомпонентного геологічного середовища. Задача вирішена методом найменших квадратів (МНК) з використанням нелінійних методів глобальної та локальної оптимізації. Визначені критерії стійкості знаходження компактної множини розв'язків МНК на обмеженому просторі параметрів моделі. Розроблені алгоритми реалізовані в програмному комплексі інверсії даних сейсмоакустики, що включає в себе інтегровану базу даних геолого-геофізичної інформації. Проведено дослідження мінералогічного складу та тріщинуватості континентальної земної кори за даними глибинного сейсмічного зондування в центральній частині Українського кристалічного щита. Методом інверсії визначено орієнтацію мінералів і тріщин за даними азимутальних сейсмічних спостережень в океанічній верхній мантії.

Основні наукові результати зводяться до наступного:

1. Розроблений алгоритм та програмне забезпечення для моделювання ефективних термопружних властивостей багатокомпонентного анізотропного тріщинуватого геологічного середовища, який забезпечує чисельні розрахунки швидкостей пружних хвиль в заданих термобаричних умовах.

2. Розроблена база даних фізичних властивостей основних породоутворюючих мінералів, яка включає в себе пружні модулі мінералів, густину, коефіцієнт лінійного розширення, похідні всіх параметрів по тиску і температурі.

3. Базу даних інтегровано до програмного комплексу інверсії, розроблені спеціальні процедури управління даними, проведення петрохімічних перерахунків.

4. Розроблено алгоритм глобальної оптимізації для задачі інверсії даних сейсмоакустики. Сформульовані критерії стійкості вирішення задачі мінімізації цільового функціоналу методу найменших квадратів.

5. Одержані важливі результати при геологічній інтерпретації сейсмоакустичних даних:

Визначено мінералогічний склад земної кори центрального району Українського щита.

Одержаний розподіл щільності тріщин в земній корі центральної частини УЩ.

Розроблено методику визначення природи тріщинуватості за даними комплексних досліджень АК та сейсмічних методів в свердловині.

Розроблено методику визначення функції розподілу орієнтації мінералів і тріщин за даними азимутальних спостережень швидкостей пружних хвиль.

Апробація програмного комплексу на реальних геологічних об'єктах показала великі можливості запропонованого методу геологічної інтерпретації даних сейсмоакустики, зокрема, при оцінці мінералогічного складу і тріщинуватості, дослідження природи сейсмічної анізотропії земної кори.

Публікації автора:

1. Продайвода Г.Т., Віршило І.В. Розробка програмного комплексу інтерпретації даних сейсмоакустики // Вісн. Київ. ун-ту. Геологія - 2002 - Вип. 23–24 - С. 7–9.

2. Віршило І.В. Оцінка стійкості розв’язку задачі інверсії даних сейсмоакустики // Вісн. Київ. ун-ту. Геологія – 2003 - Вип. 26 – С.17-20

3. Продайвода Г.Т., Віршило І.В., Чорнявська К.І., Продайвода Т.Г. Оцінка кількісного мінералогічного складу геологічного розрізу Кіровоградської глибокої свердловини (СГ-3000) за даними АК і ВСП// Вісн. Київ. ун-ту. Геологія – 2003 - Вип. 27 – С.83-85

4. Продайвода Г.Т., Виршило И.В., Продайвода Т.Г. Сейсмоакустический метод количественной оценки состава и тектонических нарушений литосферы // Материалы XIII сессии РАО, М.:ГЕОС, 2003, т.2, с.72-75

5. Продайвода Г.Т., Віршило І.В. Інверсія даних сейсмоакустики в параметри тріщинуватості геологічного середовища // Тези міжнародної конференції "Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища". Київ. - 2000 - С.18

6. Продайвода Г.Т., Віршило І.В. Розробка програмного комплексу інверсії даних сейсмоакустики // Актуальні проблеми геології України. Матеріали наукової конференції професорсько-викладацького складу геологічного факультету. Київ - 2001 - С.64-65

7. Продайвода Г.Т., Віршило І.В. Інверсія даних про швидкість пружних хвиль при оцінці пружних властивостей середовища //Тези міжнародної конференції "Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища". Київ. - 2001- С.24-25

8. Prodayvoda G., Virshylo I. Inverse at interpretation of seismoacoustical data // Internat. Conf. "Ill-Posed and inverse problems", Novosibirsk: Sobolev Institute Press – 2002 - p. 132–133.

9. Продайвода Г.Т., Продайвода Т.Г., Віршило І.В., Чорнявська К.І. Кількісний мінералогічний аналіз геологічного розрізу Кіровоградської свердловини (СГ–3000) за даними акустичного каротажу // Тези міжнародної конференції "Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища" - 2002 - С. 30–31.

10. Продайвода Г.Т., Віршило І.В., Продайвода Т.Г. Сейсмомінералогічні критерії кімберлітового магматизму Архангельської алмазоносної провінції // Тези міжнародної конференції "Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища"- 2003 - С. 10–11.

11. Виршило И.В. Методика и программа построения сейсмоминералогических моделей земной коры // Тезисы международной научно-практической конференции молодых ученых "Геофизика-2003". С.Пб. – 2003 – С.35-36

12. Продайвода Г.Т., Омельченко В.Д., Виршило И.В., Продайвода Т.Г. Глубинное сейсмическое геокартирование и диагностика геодинамических процессов Коростенского плутона // Сб. Научное наследие Г.А. Гамбургцева. М.: Наука, 2003, С.98-107

13. Virshylo I.V., Prodaivoda G.T. Mineralogical composition of continental Earth crust estimated by inversion of seismic velocities and density // Inter. Conf. "Problems of GeoCosmos". St.Petersburg – 2004 – p.67-68