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史上最經(jīng)典的三維地質(zhì)模型(超高清、超實(shí)用?。?| 收藏

 老王abcd 2022-08-09 發(fā)布于廣東

內(nèi)容來源:  中國砂石網(wǎng)

圖片

正文開始


三維地質(zhì)建模的概念最早是由加拿大SimonWHoulding于1993年提出的。所謂三維地質(zhì)建模, 就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù), 在三維環(huán)境下, 將空間信息管理、地質(zhì)解譯、空間分析和預(yù)測(cè)、地學(xué)統(tǒng)計(jì)、實(shí)體內(nèi)容分析以及圖形可視化等工具結(jié)合起來,用于地質(zhì)研究的一門新技術(shù)。嚴(yán)格的講,三維地質(zhì)建模已經(jīng)不能算是很新的技術(shù),在國外,地質(zhì)建模已經(jīng)發(fā)展了幾十年,中國自上世紀(jì)80年代末開始引入EarthVision以來,也已經(jīng)發(fā)展了快二十年。是一個(gè)基于數(shù)據(jù)/ 信息分析,合成的學(xué)科,或者說是一個(gè)整合各種學(xué)科的學(xué)科。這樣建立的地質(zhì)模型匯總了各種信息和解釋結(jié)果。所以是否了解各種輸入數(shù)據(jù)/ 信息的優(yōu)勢(shì)和不足是合理整合這些數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。我們的儲(chǔ)層一般都會(huì)有多尺度上的非均質(zhì)性和連續(xù)性,但是由于各種原因我們不可能直接測(cè)量到所有的這些細(xì)節(jié)。
在另一方面,油田開發(fā)地質(zhì)研究工作中,目前還沒有十分有效、先進(jìn)的技術(shù)。油藏地質(zhì)研究還主要依靠手工編制的厚度圖、油藏剖面圖、連通圖等。十分需要新的技術(shù)的補(bǔ)充與提高。在整個(gè)開發(fā)階段地質(zhì)研究工作中,唯一可以稱為新技術(shù)的就是三維地質(zhì)建模。因此三維地質(zhì)建模完全可以在開發(fā)階段地質(zhì)研究中起到更為突出的作用。實(shí)際上,三維地質(zhì)建模應(yīng)該,也完全可以成為油藏開發(fā)階段油藏精細(xì)描述和生產(chǎn)措施部署的核心技術(shù)。
自上世紀(jì)五十年代馬特龍把地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)引用地質(zhì)研究以來,地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)就成了地質(zhì)建模的核心。但是幾十年的實(shí)際應(yīng)用也表明,單純依靠地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是不能把三維地質(zhì)建模更深入的引入到油田的開發(fā)生產(chǎn)中的。
如何更多的發(fā)揮三維地質(zhì)建模技術(shù)的作用,真正使其成為油藏開發(fā)階段油藏精細(xì)描述和生產(chǎn)措施部署的核心技術(shù)是每一個(gè)從事三維地質(zhì)建模工作的人必須經(jīng)常琢磨的問題。
地質(zhì)建模的輸入數(shù)據(jù)就要盡量包括已有的資料。通常這些資料有:
1、地震資料及其解釋結(jié)果這包括地震層位,斷層,地震相,巖石類型,巖石屬性;
2、測(cè)井、巖心資料和解釋結(jié)果這包括tops,連井剖面,巖性,巖相,巖石物性;滲透率;油氣水界面;各種分布圖比如直方圖,散點(diǎn)圖;空間連續(xù)性,比如垂向半變譜(semivariogram)。
3、概念模型/ analog資料包括沉積相模型;沉積體疊置關(guān)系;泥巖分布特征;沉積體的大小,百分比以及屬性直方圖;空間連續(xù)性- 橫向半變譜(semivariogram)。
很多人并不重視這最后一類資料,即概念模型/ analog資料。也就是說他們忽略了要把儲(chǔ)層的概念模型轉(zhuǎn)換成數(shù)值模型,再把這個(gè)數(shù)值模型整合到最后的地質(zhì)模型中去。關(guān)于這一點(diǎn),以后會(huì)詳細(xì)討論。
已建成的地質(zhì)模型可以為我們提供很多信息。首先是儲(chǔ)層地質(zhì)的三維可視化。我們可以看到儲(chǔ)層的地質(zhì)三維空間分布,變化,也可以制作二維的圖片比如構(gòu)造圖,等厚圖,巖相分布圖等。其次是它為我們提供了一套有機(jī)融合在一起的數(shù)據(jù)體,因?yàn)榻_^程就是各種數(shù)據(jù)的融合過程。第三,它是我們進(jìn)行儲(chǔ)層分析的平臺(tái)。從地質(zhì)模型我們通過分析可以得到粗至儲(chǔ)層的平均砂泥比,平均孔隙度等儲(chǔ)層平均值,也可以得到細(xì)至儲(chǔ)層的kv/ kh,各項(xiàng)異性等信息。這些定量分析可以大大提高我們對(duì)儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)。

CCTC?01

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巖溶地貌

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具有溶蝕力的水對(duì)可溶性巖石(大多為石灰?guī)r)

進(jìn)行溶蝕作用等所形成的地表和地下形態(tài)。

除溶蝕作用以外,

還包括流水的沖蝕、潛蝕,

以及坍陷等機(jī)械侵蝕過程。

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巖溶地貌

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河流地貌

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河流作用于地球表面,

經(jīng)侵蝕、搬運(yùn)和堆積過程

所形成的各種侵蝕、堆積地貌。

從水源處的冰川、

再到辮狀河、曲流河、網(wǎng)狀河、三角洲,

最后匯入海洋,

也會(huì)相應(yīng)形成一系列碎屑沉積。

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風(fēng)成地貌

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風(fēng)對(duì)地面物質(zhì)進(jìn)行吹蝕、搬運(yùn)和堆積

所形成的各種風(fēng)蝕地貌和風(fēng)積地貌,

包括風(fēng)蝕柱、風(fēng)蝕谷、風(fēng)蝕殘丘、沙丘等。

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冰川地貌

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冰川運(yùn)動(dòng)對(duì)地球表面進(jìn)行侵蝕、搬運(yùn)、堆積

所形成的各種地貌。

塑造冰川地貌的動(dòng)力包括

冰川、寒凍、雪蝕、雪崩和流水等作用。

冰川地貌有冰斗、角峰、冰磧物、漂石等。

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巖溶地貌

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巖溶地貌有天坑、干谷、壺穴、

石筍、鐘乳石、地下河等。

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海蝕地貌

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海水運(yùn)動(dòng)對(duì)沿岸陸地侵蝕破壞形成的地貌。

海蝕地貌有海灘、海蝕崖、海岬、海蝕穴、

海蝕拱門、海蝕柱等。

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沿海地貌

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珊瑚瀉湖

由環(huán)狀珊瑚礁環(huán)繞或由壩狀珊瑚礁相隔而成,

水域呈圓形或不規(guī)則形狀。

形成于熱帶開闊海域。

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海蝕崖

海岸受海蝕及重力崩塌作用,

常沿?cái)鄬庸?jié)理或?qū)永砻嫘纬啥副趹已隆?/p>

主要見于基性(花崗巖、玄武巖)海岸。

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三角洲河流流入海洋、湖泊或其他河流時(shí),

因流速減低,

所攜帶泥沙大量沉積,

逐漸發(fā)展成的沖積平原。

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障壁海岸

存在障壁性地形(通常是一種長(zhǎng)而狹窄的地質(zhì)體),

如障壁島,障壁沙壩、生物礁等,

而使近岸海與廣海隔絕或部分隔絕,

以致海水處于局部循環(huán)的一種海岸。

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里阿斯式海岸

由于陸地沉降和海水上升,

形成的宛如鋸齒般的復(fù)雜海岸。

地理上特別稱為里阿斯(Rias)式海岸地形。

涌來的海水遇到里阿斯式海岸之后,

浪會(huì)變高。

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峽灣

冰川與海洋共同作用的結(jié)果,

數(shù)萬年前巨大的冰川切割海岸邊的大地,

形成一道道槽谷,

而當(dāng)冰川消融后,

海水倒灌進(jìn)槽谷,

便形成了峽灣。

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沙丘地貌

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新月型沙丘(左上)

一種最簡(jiǎn)單的橫向沙丘形態(tài),

其平面如新月,走向與風(fēng)向垂直或大于60°。

迎風(fēng)坡為凸坡,較平緩;

背風(fēng)坡為凹坡,較陡。

拋物線沙丘(右上)

當(dāng)橫向沙丘的地面上遇植物灌叢阻礙時(shí)

可以形成拋物線沙丘,

其形態(tài)與新月型沙丘相反,

沙丘的2個(gè)翼角指向風(fēng)源方向,

沙丘的凹側(cè)迎風(fēng)。

縱向沙丘(左下)

沙丘形態(tài)的走向與風(fēng)向基本一致,

一般小于30°,長(zhǎng)條狀展布。

CCTC?02

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波浪的形態(tài)

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深水中,波浪的振幅小而波長(zhǎng)長(zhǎng),能量小。

淺水中,波浪的振幅大而波長(zhǎng)短,能量大。

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曲流河沉積

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曲流河沉積的基本原則是

凹岸侵蝕,凸岸沉積。

河流的凹岸水流流速快,

岸邊沉積物容易受到水流侵蝕。

凸岸水流流速慢,

以堆積作用為主,不易受到侵蝕。

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鮞粒的形成

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鮞粒是具有核心和同心圓包殼的

球形碳酸鹽巖顆粒。

在動(dòng)蕩的淺水環(huán)境中,

波浪牽引核心顆粒往復(fù)運(yùn)動(dòng),

在運(yùn)動(dòng)中逐層國商包殼,

使顆粒越來越大,

直到大到波浪能量不能驅(qū)動(dòng)為止。

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濁流沉積

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濁流沉積模式

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在濁流中,粗粒的物質(zhì)集中到靠近底部的前鋒,

流速可能繼續(xù)增加。

根據(jù)坡度的大小和坡的長(zhǎng)短,

濁流可以達(dá)到最高的流速。

隨著坡度變緩,流速逐漸減小,

沉積物開始卸載,從而形成濁流沉積。

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風(fēng)成沙丘沉積體系

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CO2地下儲(chǔ)存

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將工業(yè)生產(chǎn)排放的二氧化碳進(jìn)行分離和收集,

不向大氣中排放,

而是注入到合適的深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)中,

永久性埋存在地下。

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蘑菇狀巖石的形成

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在風(fēng)沙強(qiáng)勁的地方,

如果出露地表的巖石的水平節(jié)理、

層理很發(fā)育,很容易被被風(fēng)蝕成奇特外形。

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水循環(huán)模式

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滑坡類型

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A-旋轉(zhuǎn)滑坡,B-平移滑坡,C-塊體滑坡,

D-落石,E-崩塌,F(xiàn)-泥石流,

G-巖屑崩落,H-土流,

I-蠕滑,J-橫向彈裂。

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旋轉(zhuǎn)滑坡

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由斜坡前緣逐級(jí)向后旋轉(zhuǎn)滑動(dòng),

形成階梯狀滑坡,規(guī)模逐漸擴(kuò)大。

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旋轉(zhuǎn)滑坡

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不同條件的滑坡類別

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滑坡分類的兩個(gè)要素,水含量和滑移速度。

CCTC?03

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可持續(xù)排水系統(tǒng)

Sustainable Drainage Systems(SuDS)

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可持續(xù)排水系統(tǒng)

Sustainable Drainage Systems(SuDS)

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各種沉積環(huán)境分布圖

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濱淺海沉積環(huán)境模式

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巖漿巖產(chǎn)狀及地貌模式

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離散型板塊邊界

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常規(guī)水熱系統(tǒng)

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壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)

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在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣,

將空氣高壓密封在報(bào)廢礦井、

沉降的海底儲(chǔ)氣罐、山洞、過期油氣井

或新建儲(chǔ)氣井中,

在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣

推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。

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巖石三維模型

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灰色-孔隙,

黃色-固體基質(zhì),

藍(lán)色-孔隙填充物,

黃線-流體流動(dòng)路徑

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三維孔隙模型

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黃色-巖石顆粒,

黑色-流體

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頁巖氣水平井壓裂

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美國蒙特雷組地層分布

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火星地層分布

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濱淺海沉積體系模式

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颶風(fēng)摧毀大壩的預(yù)測(cè)模型

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1-堤壩剖面圖,1a-水流漫過,1b-水流涌出,

2-層內(nèi)侵蝕,3-表面侵蝕,4-堤壩滑動(dòng),

5-波浪作用,6-撞擊等結(jié)構(gòu)破壞,7-液化作用,

8-地下水,9-樹木破壞,10-滑坡。

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水平井壓裂模式

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CCTC?04

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地?zé)豳Y源成因機(jī)制

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由地殼抽取的天然熱能,

這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖,

并以熱力形式存在,

是引致火山爆發(fā)及地震的能量。

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地?zé)崮荛_發(fā)模型

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地?zé)崮苣J?/p>

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地質(zhì)工程涉及領(lǐng)域

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土木、采礦、石油、環(huán)境、水文等。

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地?zé)岚l(fā)電廠模型

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利用地下熱水和蒸汽為動(dòng)力源的

一種新型發(fā)電技術(shù)。

其基本原理與火力發(fā)電類似,

根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理,

首先把地?zé)崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能,

再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

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Tademait高原的地形模型

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青尼羅河沉積模式

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大壩工程地質(zhì)模型

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干熱巖發(fā)電系統(tǒng)

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地下含水層熱能儲(chǔ)存模型

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冬季供熱系統(tǒng)

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地下含水層熱能儲(chǔ)存模型

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夏季制冷系統(tǒng)

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人類在不同深度的地下從事活動(dòng)模型

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地?zé)崮荛_發(fā)模型圖

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油頁巖開發(fā)模型

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海浪對(duì)海灘的改造

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不同的氣候形成不同的海浪,

不同的海浪對(duì)海灘具有不同的改造作用。

由于地質(zhì)體的復(fù)雜性,三維地質(zhì)模型中的不確定性是固有的,不可回避的。面對(duì)不確定性,擅長(zhǎng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的專家更喜歡從統(tǒng)計(jì)的角度對(duì)不確定性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。這在油藏整體評(píng)價(jià)階段是正確的,但當(dāng)我們把三維地質(zhì)模型直接應(yīng)用于生產(chǎn)的時(shí)候,又是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。例如從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度,可以利用隨機(jī)模擬技術(shù)得到多個(gè)實(shí)現(xiàn),通過多個(gè)實(shí)現(xiàn)的分析,對(duì)不確定性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。但對(duì)于生產(chǎn)來說,我們有可能根據(jù)多個(gè)實(shí)現(xiàn)鉆探多套開發(fā)井網(wǎng)嗎?生產(chǎn)需要的是一個(gè)確定的模型。因?yàn)樯a(chǎn)方案只能有一個(gè),生產(chǎn)措施方案只能有一套,鉆探井位也只能有一套。

我們也可以計(jì)算出一個(gè)最大概率的模型做為最終的結(jié)果。但這個(gè)最大概率模型就真的更接近于地質(zhì)體的實(shí)際狀況嗎?有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的人都可以很容易的給與否定的回答。因此要想讓地質(zhì)模型能夠被直接從事油藏開發(fā)生產(chǎn)的技術(shù)人員所接受,更合理的出路是想辦法(通過更為充分的基礎(chǔ)地質(zhì)研究和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應(yīng)用)盡量降低模型的不確定性。從而為生產(chǎn)方案提供一個(gè)更為合理可靠的(而不是多個(gè)等概率的)參考依據(jù)。

要想做到這一點(diǎn),出路顯然不在于更為合理的計(jì)算方法和計(jì)算參數(shù)上 ,而是更為充分合理的應(yīng)用地質(zhì)、物探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

來源:85 Otets Paisity

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