النمذجة الجيولوجية
من ويكيبيديا، الموسوعة encyclopedia
التصميم الجيولوجي، أو النمذجة الجيولوجية أو المحاكاة الجيولوجية هو العلم التطبيقي لإنشاء تمثيلات محوسبة لأجزاء من قشرة الأرض بناءً على الملاحظات الجيوفيزيائية والجيولوجية التي يتم إجراؤها على سطح الأرض وأسفلها. النموذج الجيولوجي هو المكافئ الرقمي لخريطة جيولوجية ثلاثية الأبعاد تكملها بوصف الكميات الفيزيائية في المجال الذي يهمنا. ترتبط المحاكاة الجيولوجية بمفهوم نموذج الأرض المشترك؛ الذي يعد قاعدة معرفية متعددة التخصصات وقابلة للتشغيل البيني والتحديث حول ما تحت السطح.[1][2]
تُستخدم النمذجة الجيولوجية بشكل شائع في إدارة الموارد الطبيعية وتحديد المخاطر الطبيعية وتحليل العمليات الجيولوجية الكمية، مع تطبيقات رئيسية على حقول النفط والغاز ومستويات المياه الجوفية والرواسب المعدنية. على سبيل المثال، في صناعة النفط والغاز، هناك حاجة إلى نماذج جيولوجية واقعية كمدخلات لبرامج محاكاة الخزانات الجوفية، والتي تتنبأ بسلوك الصخور في ظل سيناريوهات مختلفة لاستخراج الهيدروكربونات. لا يمكن تطوير وإنتاج الخزانات الجوفية إلا مرة واحدة؛ لذلك، فإن ارتكاب خطأ باختيار موقع بظروف سيئة للتنمية يعتبر مأساويًا وإسرافا. يتيح استخدام النماذج الجيولوجية ومحاكاة المكامن لمهندسي المكامن تحديد خيارات الاستخلاص التي توفر خطة التطوير الأكثر أمانًا واقتصادية وكفاءة وفعالية لمكمن معين.
النمذجة الجيولوجية هي فرع حديث نسبيا من علوم الجيولوجيا يدمج الجيولوجيا البنائية والترسيب الطبقي وعلم وصف طبقات الأرض وعلم المناخ القديم ونشأة مابعدية؛
في بعدين (2D)، يتم تمثيل تكوين جيولوجي بواسطة مضلع، يمكن أن يحدها الصدوع أو عدم التوافق أو امتدادها الجانبي أو المحصول. في النماذج الجيولوجية، يتم تحديد الوحدة الجيولوجية بواسطة أسطح ثلاثية الأبعاد (3D) مثلثة أو شبكية. يعادل المضلع المرسوم الوحدة الجيولوجية المغلقة تمامًا، باستخدام شبكة مثلثة. لغرض نمذجة الخصائص أو السوائل، يمكن تقسيم هذه الأحجام إلى مجموعة من الخلايا، وغالبًا ما يشار إليها باسم وفوكسل (عناصر الحجم). هذه الشبكات ثلاثية الأبعاد تعادل الشبكات ثنائية الأبعاد المستخدمة للتعبير عن خصائص الأسطح الفردية.[3]
تعد النمذجة الجيولوجية بشكل عام عملية تتضمن الخطوات التالية:[4]
- التحليل الأولي للسياق الجيولوجي لمنطقة الدراسة.
- تفسير البيانات والمشاهدات المتاحة كنقاط أو خطوط مضلعة (على سبيل المثال ، "عصي الفوالق" المقابلة للفوالق على مقطع زلزالي رأسي).
- بناء نموذج هيكلي يصف حدود الصخور الرئيسية (الآفاق، عدم التطابق، الاخراجات، الصدوع)[5]
- تعريف شبكة ثلاثية الأبعاد تحترم النموذج الهيكلي لدعم التمثيل الحجمي لعدم التجانس (انظر الجيولوجيا الإحصائية) وحل معادلات التفاضل الجزئية التي تحكم العمليات الفيزيائية في باطن الأرض (على سبيل المثال، انتشار الموجات الزلزالية، نقل السوائل في الوسط المسامي).