Введение к работе
Объектом исследования диссертационной работы является методика проведения эксперимента и средства оценки параметров по наблюденному электромагнитному полю. Несмотря на постоянное развитие программно-алгоритмических средств моделирования, обработки и интерпретации данных геофизических экспериментов, многие вопросы решены недостаточно полно. В их числе:
-детальное изучение радиальной неоднородности удельного сопротивления в пластах-коллекторах с целью получения достоверных сведений о характере их насыщения, в частности, для выявления зоны с пониженным сопротивлением, характерной для нефтеносного пласта: применение разработанного в Институте геофизики СО РАН метода высокочастотных индукционных каротажных изопараметрических зондирований (ВИКИЗ), способного решать эту задачу, сдерживалось отсутствием автоматизированной системы обработки и интерпретации экспериментальных данных;
- проектирование систем наблюдений нестационарных электромагнитных зондирований, обладающих высокой разрешающей способностью относительно исследуемых объектов: данная задача традиционно решается на основе совершенствования методик полевых работ и процедур интерпретации, в то время, как вопрос об оптимальности используемых систем возбуждения и регистрации поля при решении конкретных задач остается открытым.
На основе вышесказанного представляется актуальным создание высокоэффективных программно-алгоритмических средств обработки и интерпретации данных ВИКИЗ, сочетающих в себе быстрые алгоритмы решения прямой и обратной задачи, а также проектирования оптимального эксперимента в нестационарных электромагнитных зондированиях.
Цель исследований - повышение достоверности и детальности ВИКИЗ и увеличение разрешающей способности нестационарных электромагнитных зондирований путем разработки программно-алгоритмических средств математического моделирования, интерпретации, и проектирования оптимального эксперимента.
Основные задачи исследований. 1. Разработать алгоритмическую основу автоматизированной системы обработки и интерпретации данных ВИКИЗ (ЭРА - ВИКИЗ) с применением высокоэффективных решений прямой и обратной задачи индукционного
каротажа.
зондирований Z0 нове матГ "^^""х электромагнитных
возбуждения поля ^матического моделирования произвольного
квазистационарной э1ктроХГаМики Т ^Г УРЭВНеНИЯ
оптимизации.Є качестве АактииГ "^тематические методы
результаты расчетов шоГ1 ^'^ "РИ рабоТе "Р«"««пись
моделирования ьшолнТнноТсвТабоТ^* ^^ ФИ~
Института геофизики Гс"аТв 199МШГл^Т* "ЛЄЙ
автоматизированной интерпретациГ ЭРаХиЗ " СИСТЄМЬ'
экспериментальный матеоиал п„„Г ^РА"ВИКИЗ использовался
приборов е АО "СурТнеф";^ -юГ ""7"* —.таниях (несколькодесятковкаТот^ньГп' Юс"неФтег«>Ф"зика" в 1994 г. - матаматич^ ое мо«Г ие ГФаММ>- 0ЮМ0Й МЄТА —рваний матриц, решение пГбГмь?со^Иа,ЄНН0Є ИНТегриР8а^ обращение Разложения функци линеГая и нГяЄНН"Х ^^ Готические
глубине сводив ЛпоблГ. * РаСПредел проводимости по
симметрической матрГ." "^ ^^ т^—нальной
^~:z;=r~~ г—
параметры о.олосГвГ 0 пХраГва иТГГ Г—р~
4. Исполь^пйаи,^ пространства и пластов-коллекторов.
1. Используя редукцик, краевой задачи к проблеме собственных значений,
построены выражения для нестационарного электромагнитного поля дипольного источника над вертикально неоднородным проводящим пластом; основываясь на методе Фурье определено электромагнитное поле магнитного диполя, смещенного с оси скважины; исходя из полученных асимптотических приближений электромагнитного поля в цилиндрически -слоистой среде создан алгоритм быстрого моделирования сигналов в индукционных каротажных зондированиях.
-
На основе предложенных алгоритмов решения прямой задачи и линейной инверсии разработаны основные элементы системы автоматизированной обработки и интерпретации данных ВИКИЗ на персональных компьютерах и ЕС ЭВМ, изучена эффективность системы при интерпретации практического материала.
-
Исходя из анализа чувствительности сигнала к модельным параметрам обоснован и программно реализован автоматизированный комплекс для проектирования оптимальных систем зондирований становлением поля над неоднородным по глубине проводящим полупространством. Для задач экологического мониторинга, гидрогеологии и разведки рудных месторождений спроектированы оптимальные методики полевых экспериментов, характеризующиеся высокой чувствительностью зондирующего сигнала к исследуемым объектам.
Практическая значимость результатов. Система автоматизированной обработки и интерпретации данных ВИКИЗ ЭРА-ВИКИЗ, являющаяся эффективным инструментом для выявления водоносных и продуктивных пластов - коллекторов, внедряется в АО "Сургутнефтегаз" и "Юганскнефтегеофизика" на основании договора о совместных исследованиях.
Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзной конференции "Электромагнитные процессы в Земле и в космосе" (Звенигород, 1989 г.), Международной конференции и выставке SEG-ЕАГО (Москва, 1993 г.), Всероссийской конференции "Теория и практика магнитотеллурического зондирования" (Москва, 1994 г.). По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Работа выполнена в Институте геофизики СО РАН. Исследования проводились в соответствии с планом НИР ИГиГ на 1986-1990 гг. (N гос. per. 0186008 7812), Программой фундаментальных исследований СО РАН на 1991-1995 гг. (3.1.1.03).
Автор искренне благодарен сотрудникам лаборатории
электромагнитных полей Института геофизики СО РАН Ю.Н. Антонову, И.Н. Ельцову, Е.Ю. Антонову, В.П. Соколову, а также Л.А. Табаровскому и С.С. Жмаеву, оказавшим внимание и поддержку на разных этапах подготовки и написания диссертации. Автор глубоко признателен научному руководителю М.И. Эпову за постоянное внимание к работе, полезные консультации и обсуждение задач, рассмотренных в диссертации.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения^^рех. іаав_и-заключения,-содержигі01~страницу текста, 17 рисунков, 9 таблиц. Библиография содержит 110 наименований.