Задание 1
Построить процедуры решения обратной задачи на основе анализа матриц чувствительности
для сигналов ДНМЭ. Изучить поведение электромагнитных полей в средах с частотной
зависимостью проводимости и магнитной проницаемости. Исследовать связи параметров
поляризации и вещественного состава пород на основе лабораторных петрофизических
измерений.
Исполнители:
д.т.н. Могилатов В.С.
к.т.н. Антонов Е.Ю.
м.н.с. Павлов Е.В.
аспирант Потапов В.В.
аспирант Шеин А.Н.
Результаты исследований:
Создано программно-алгоритмическое обеспечение для моделирования нестационарного
сигнала, измеряемого гальванической установкой (AB-NOM), которая применяется
при работах дифференциально-нормированным методом электроразведки (ДНМЭ).
Объектом исследования является поляризующаяся слоистая среда. Эффект вызванной
поляризации учитывается введением в электродинамическую задачу комплексного
сопротивления описываемого формулой Коль-Коль:
здесь  - поляризуемость, 
- характерное время, c - постоянная (от 0.5 до 1.0).
Рис. 1. Схема измерительной установки, применяемой в ДНМЭ.
С помощью установки (рис. 1), состоящей из одной питающей и двух приемных линий,
производятся измерения суммарной 
и дифференциальной  разностей
потенциалов. Высокая точность измерения этих величин позволяет использовать
в процессе интерпретации, получаемые с их помощью, трансформанты сигнала:
обладающие высокой чувствительностью к параметрам модели Коль-Коль.
Основой интерпретационного процесса в геоэлектрике являются процедуры решения
прямой и обратной одномерных задач. Обратная задача решается обычно на основе
анализа чувствительности прямой задачи к изменениям модельных параметров. Такой
анализ проводится путем многократного применения процедуры решения прямой задачи.
Разработан и программно реализован алгоритм, позволяющий однократным обращением
к процедуре решения прямой задачи рассчитывать сигнал  ,
его трансформанты  , а также производные
сигнала и трансформант по параметрам разреза (глубины геоэлектрических границ;
сопротивления слоев; параметры модели Коль-Коль - поляризуемость, время релаксации,
степенная зависимость).
Рис. 2. Сопоставление результатов интегрального и разностного
способов вычисления производных проводимости по параметрам модели Коль-Коль.
Рис. 3. Производные трансформант 
по параметрам модели Коль-Коль.
Разработанные алгоритмы и программы позволили реализовать решение обратной задачи
методом линейной минимизации на основе спектрального анализа матрицы чувствительности.
Рис. 4. Иллюстрация решения обратной задачи для суммарного сигнала.
На рис. 4 показаны практическая и синтетическая кривые зондирований для найденной
модели, а также целевая функция невязки.
Создано программно-алгоритмическое обеспечение для моделирования переходных
характеристик петлевых установок в присутствии горизонтально-слоистой среды
с частотной зависимостью проводимости и магнитной проницаемости.
Рис. 5. Переходные процессы над проводящим полупространством
и полупространством, содержащим поляризующийся слой (шифр кривых - мощность
слоя).
Установлено, что присутствие в разрезе поляризующихся и суперпарамагнитных
слоев существенно влияет на результаты измерений методами индуктивной импульсной
электроразведки. Пренебрежение поляризационной или магнитовязкой составляющей
переходного процесса может привести к неверному выбору класса интерпретационных
моделей. Качественные проявления вызванной поляризации и магнитной вязкости
среды на трансформантах кажущегося сопротивления могут интерпретироваться как
проводящие или изолирующие слои.
Рис. 6. Переходные процессы над проводящим полупространством
и полупространством, содержащим магнитовязкий слой.
Важнейшие публикации:
Эпов М.И., Антонов Е.Ю., Павлов Е.В. Связь частотной дисперсии электромагнитных
параметров и пространственной неоднородности с высоким разрешением в электроразведке
// Геология и геофизика, 2004, т. 45, № 6, с. 742-751.
Эпов М.И., Морозова Г.М., Антонов Е.Ю., Шатров С.В. Определение параметров ферромагнитного
проводящего цилиндра по данным метода зондирования становлением электромагнитного
поля // Геология и геофизика, 2004, т. 45, № 11, с.1358-1368.
Выступления на научных конференциях:
Павлов Е.В. Применение симплекс-метода для решения обратной задачи в рамках
дифференциально-нормированного метода электроразведки // Пятая Уральская молодежная
научная школа по геофизики (Екатеринбург, Россия, 2004). Сборник материалов.
Екатеринбург: УрО РАН, 2004, с. 110-113.
Подготовленные к защите докторские и кандидатские диссертации:
К.т.н. Антонов Е.Ю. подготовил диссертацию на соискание ученой степени доктора
физико-математических наук.
М.н.с. Павлов Е.В. подготовил диссертацию на соискание ученой степени кандидата
технических наук.
|
