Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Программно-алгоритмические средства инверсии и оптимального проектирования в индукционных зондированиях

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Программно-алгоритмические средства инверсии и оптимального проектирования в индукционных зондированиях"

1Г> СП

г-г 22

С=> )==

СО I—

О- I

На правах рукописи

НИКИТЕНКО Марина Николаевна

ПРОГРАММНО - АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИНВЕРСИИ И ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ИНДУКЦИОННЫХ ЗОНДИРОВАНИЯХ

04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК - 1995

Работа выполнена в Институте геофизики СО РАН.

Научный руководитель: доктор технических наук М.И. Эпов

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор С.И. Кабанихин;

______кандидат-техническихтоук

Г.М. Тригубович

Оппонирующая организация: Институт геоэлектромагнитных

исследований РАН (г. Троицк, Московская обл.)

Защита состоится Т~" 1995 г. в час.

на заседании диссертационного совета Д 002.50.06 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск, Университетский пр-т, 3. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГиМ СО РАН. Автореферат разослан " " ¿¿¿¿СсЯ^ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н.

Ю.А. Дашевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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.

квазистационарной электродинамики и „ат УРав"*ния

оптимизации.в качестве АактииГ математические методы

результаты расчетоГ ^^ "РИ Раб°Те "Римекалисъ

моделироаанГГпояГеГоТо ГТабоТ^' ^^

Института геофизики ЫМ^Я^Т^Г"™™ ПОлей

автоматизированной иитерпретациГ ЭРА^иГ "" СИСТеМЬ' экспериментальный матеоиал п„„Г ^РА"ВИКИЗ использовался приборов в АО "СурТнеф^гГз" "юГ испы™"

(несколькодесятковкадотажныГп' Юга"«^Ф^геоф,зика" в 1994 г.

- математическое моделис^ание^(<аГРаММ °СН°ВН0Й МеТ°А —Званий

матри, р^т^-^гг те'обращение

разложения функций, линейная и нелин.^

Сформулированы и защищаются научные реХльТаты

глубине с^тГЛ00б Г. Г" РаС"Ределением "Роводимости по

симмегрической матрицы наль.ой

^г—^г~ -

быстрой имитаЧии сигнал^ усто^

параметры околосГвГ 0 иТГГ ^-«е

4. Исполь^пиаи^о пространства и пластов-коллекторов.

1. используя редукцию краевой задачи к проблеме собственных;

: значении.

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.

2. 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.

3. 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 ЭЕЭ-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. (Ы гос. рег. 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^рек хлав_И-заключения,-содержит~101~стран ицу текста, 17 рисунков, 9 таблиц. Библиография содержит 110 наименований.

Логическая последовательность и тематическая направленность обусловили расположение материалов в диссертации.

Во введении сформулирована цель работы, показана ее актуальность, предложены основные задачи исследований и представлены защищаемые результаты, определена научная новизна и практическая ценность работы, а также сделан обзор по научным публикациям и современному состоянию исследований.

Первая глава посвящена решению прямых задач электромагнитных зондирований, являющиеся, в частности, элементами математического обеспечения системы обработки и интерпретации данных ВИКИЗ и комплекса построения оптимальных систем наблюдений.

Во второй главе изложены основы метода линейной инверсии каротажных данных, обоснована его эффективность и устойчивость, приведено описание автоматизированных программных комплексов обработки и интерпретации АСОИГИС-ВИКИЗ и ЭРА-ВИКИЗ, а также примеры интерпретации практических данных.

Третья глава посвящена вопросам повышения разрешающей способности нестационарных электромагнитных зондирований. Здесь сформулированы критерии выбора оптимальных систем наблюдений, дано описание автоматизированного комплекса проектирования таких систем ЭРА-ОПТИМА, а также приведены примеры построения оптимальных импульсов тока и установок зондирования для решения конкретных геофизических задач.

В заключении сформулированы основные результаты работы, указаны преимущества выполненного исследования по сравнению с имеющимися аналогами, определены условия применения научных результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Математическое моделирование

индукционного зондирующего сигнала в горизонтально и вертикально неоднородных средах

Основы математического " моделирования квазистационарных электромагнитных полей заложены в работах С.М.Шейнмана, А.Н.Тихонова, В.Р. Бурсиана, Л.Л. Ваньяна, Д.С. Даева, В.И. Дмитриева, А.И. Заборовского, Ф.М. Каменецкого, A.A. Кауфмана, Г.М. Морозовой, Г.В. Молочнова, Б.С. Светова, Л.А. Табаровского, Д.Н. Четаева, J.R. Wait. Поставленные задачи исследований определили необходимость дальнейшего развития модельной и алгоритмической базы индукционных зондирований.

1.1. Модель - проводящий пласт конечной мощности с произвольным распределением проводимости по глубине в изолирующем немагнитном пространстве. Система наблюдений характеризуется пространственным спектром G(X) и током в источнике, изменяющимся во времени по закону l(t) (0<t<T). Тогда электромагнитное поле выражается свертку импульса l(t)

и поля ф , вызванного мгновенным выключением постоянного тока.

Задача определения Ф решается следующим образом. Уравнения

Максвелла в квазистационарном приближении сводятся в проводниках к уравнениям теплопроводности. Начальные условия формулируются на основе закона индукции Фарадея, граничные - из условий непрерывности тангенциальных компонент электромагнитного поля. Фурье-образы горизонтальных компонент электрического и магнитного поля по плоским декартовым координатам выражаются через образы вертикальных компонент. После разделения временных и пространственных переменных уравнения теплопроводности редуцируются к обобщенной задаче Штурма-Лиувилля относительно амплитуд экспоненциальных спектров Фурье-образов вертикальных компонент плотности тока и магнитной индукции:

(а0, а„ а2 - коэффициенты, связанные с распределением проводимости). Функции fK, \ находятся из разностных аналогов краевых задач. Разностные уравнения записываются в матричной форме

6 V = у V

б - трехдиагональная симметрическая матрица, с - диагональная

матрица, и - трансформированный вектор значений в узлах сетки. Окончательно решение записывается в виде: _

= (л^)} = V <£ и^) к-1

Ф (х,у, г, Ь) = С)С(Я.)с/А.

о

- Фурье-образы вертикальных компонент магнитной, индукции или плотности постоянного тока в узлах разностной сетки).

1.2. Модель - цилиндрически-слоистая среда. Источник - произвольно ориентированный магнитный диполь - расположен в первом слое (скважине), плотность сторонних токов изменяется по закону е"!ш|. Задача решается методом разделения переменных в частотной области. Выполняется преобразование Фурье по цилиндрической координате г, устанавливается, что Фурье-образы горизонтальных компонент электромагнитного поля выражаются через образы вертикальных компонент. После разделения цилиндрических переменных гиф угловые гармоники образов вертикальных компонент выражаются через линейную комбинацию модифицированных функций Бесселя и Макдональда с неизвестными коэффициентами. Коэффициенты определяются из граничных условий на основе разложения Фурье-образов вертикальных компонент первичных полей в ряды по теореме сложения для Бесселевых функций.

1.3. Модель- цилиндрически-слоистая среда. Источник-вертикальный магнитный диполь - находится на оси скважины. Методами компьютерной алгебры получены низко- и высокочастотные приближения электромагнитного поля. Как известно, магнитное поле вертикального магнитного диполя на оси скважины записывается в виде :

я* = - -^Ц f PI F(Pi> • ■ • >pj cos U dA

Здесь Hz° - поле в однородной среде с параметрами скважины, L - длина зонда, Pj = (к2 + kfУ'2, kj - волновые числа среды. Подынтегральная функция раскладывается в ряд Тейлора по переменной z—У^/к2 (высокочастотное разложение) и по переменной т=к,2 /X3(низкочастотное разложение). Эти ряды сходятся соответственно научастках интегрирования от 0 до /kj /тт и от /kj /м,,. до «>. Модифицированные функции Бесселя и Макдональда, входящие в подынтегральную функцию, раскладываются в ряд по степеням к/ (высокочастотное разложение) или X2 для низкочастотного разложения. Полученные выражения интегрируются, в результате чего магнитное поле представляется в виде полинома, содержащего степени kf и /п к,, а также некоторые функции, зависящие от к, и длины зонда. Коэффициенты полинома зависят от проводимостей и радиусов цилиндрических слоев. Интеграл на отрезке от /kj /тт до /kj /тах вычисляется с помощью квадратурной формулы Гаусса.

Относительная точность расчета по приближенным формулам не хуже 0.5 % для частот до 7 МГц и не превышает 2-3 % для частотного диапазона до 14 МГц. При этом время счета сокращается в 6 раз.

Таким образом, применение асимптотических разложений позволяет резко уменьшить время решения прямой задачи и, следовательно, ускорить процесс поточечной интерпретации.

Глава 2. Решение обратной задачи индукционного каротажа и ВИКИЗ для цилиндрически-слоистой среды

Применение ЭВМ для интерпретации результатов геофизических исследований скважин как за рубежом, так и в СССР началось в первой половине 60-х годов. К началу 80-х годов была разработана высокоорганизованная автоматизированная система АСОИГИС, широко используемая при подсчете запасов нефтяных и газовых месторождений. Реализованная в этой системе методика определения удельного сопротивления пластов и их зоны проникновения по показаниям БКЗ, ИК и БК сводится к сравнению измеряемых значений кажущегося удельного сопротивления с палеточными (H.H. Сохранов, С.М. Аксельрод).

Среди множества модификаций электрокаротажа особое место занимает ВИКИЗ. Теоретические основы обоснования ВИКИЗ для

исследования разрезов скважин на нефть и газ разработаны Ю.Н. Антоновым, С.С. Жмаевым. В работе предложены эффективные алгоритмы детальной интерпретации данных ВИКИЗ, обоснована устойчивость одномерной оптимизации, приведены примеры интерпретации практических данных.

В основе алгоритмов линейной инверсии каротажных данных лежит решение задачи собственных значен"" и рритпрпп дпа матрицы

, dlni«r л-1, dlni.

А (dW С ldliф'

( 1 - модельные данные, ß - модельные параметры, д

- ковариационная матрица).

Метод главных направлений заключается в проведении последовательной одномерной минимизации вдоль . направлений, задаваемых собственными векторами информационной матрицы. В случае ее плохой обусловленности при построении решения обратной задачи используется метод сингулярного разложения, позволяющий регуляризировать неустойчивое решение (Т.Б. Яновская, Л.Н. Порохова).

Процедура интерпретации данных ВИКИЗ по методам главных направлений и сингулярного разложения на основе быстрой имитации сигнала реализована в рамках двух автоматизированных систем обработки и интерпретации геофизических данных: АСОИГИС/ОС ЕС и ЭРА.

Программный комплекс АСОИГИС-ВИКИЗ выполняет следующие функции: ввод исходных данных (экспериментальные кривые кажущихся удельных сопротивлений и их погрешности, начальные приближения параметров модели); автоматизированный подбор параметров модели; вынесение заключения о точности подбора; запись результатов интерпретации в базу данных.

Программный комплекс ЭРА - ВИКИЗ является диалоговой системой для работы с данными ВИКИЗ на персональных компьютерах. Круг решаемых задач включает обработку, инверсию данных и оценку точности результатов интерпретации. На выход системы подается информация о распределении удельного электрического сопротивления в радиальном направлении. Для каждого из параметров разреза оценивается точность его определения. ЭРА позволяет оценить глубинность зондирований и автоматически упростить радиальный разрез, если какие-то объекты в нем не выделяются данной системой зондов.

Обработка экспериментальных данных

— Экспериментальная кривая р„

в Поправка за мощность

« Поправка за эксцентриситет

0.5 0.7'

I 11 г Ц»)

Интерпретация

I Экспериментальные значения р„

___Исходная кривая

, Подобранная кривая

i 2- Ш

Оценка результатов

Модель

Доверительная область параметров

Параметр Минимум Среднее Максимум

Р, 0.853 1.7 3.39

Р, 115 161 226

Рз 4.85 5.10 5.37

Рд 19.9 20.6 21.4

Дг, 0.100 0.108 0.117

Дг, 0.391 0.402 0.414

Дг, 0.089 0.095 0.102

о.н ае

Рис. 1

Глубинность: 1.67 м

Программные комплексы АСОИГИС-ВИКИЗ и ЭРА-ВИКИЗ опробованы на экспериментальном материале, полученном в АО "Сургутнефтегаз" и "Юганскнефтегеофизика". На Рис. 1 приведен пример обработки, интерпретации и оценки полученных результатов. Выделена характерная для нефтенасыщенного пласта узкая окаймляющая зона пониженного удельного сопротивления (Ю.Н. Антонов, С.С. Жмаев). Интерпретация дает удовлетворительные результаты, хорошо согласующиеся с имеющимися "представлениями о радиальном распределении удельного сопротивления.

Глава 3. Проектирование оптимального эксперимента в индукционных зондированиях

В методах нестационарного поля, как правило, предполагается, что выключение питающего тока происходит мгновенно, в связи с чем возникают вопросы о влиянии фронта выключения токового импульса на регистрируемый сигнал, его минимальной длительности, увеличении сигнала за счет выбора подходящей -формы импульса, поиске импульса, обладающего высокой помехоустойчивостью. Эти задачи рассматривали многие исследователи, в том числе В.М. Давыдов, В.П. Соколов, Л.А. Табаровский, Б.И. Рабинович, А.Н. Захаркин, М.М. Гольдман, Б.М. Рогачевский, Г.А. Исаев, Ф.М. Каменецкий, А.И. Самойлов, Р.В. Вознюк, Б.М. Глинский, М.Н. Шорохов, A.A. Рыжов, Bin Qian, M.W. Asten. Несмотря на обширные исследования в данной области, вопрос об оптимальности используемых систем возбуждения и регистрации поля при решении конкретных геофизических задач часто остается открытым.

В работе сформулированы следующие критерии оптимальности. 1. Величина измеренного сигнала должна превосходить установленный уровень. 2. Энергия импульса тока меньше или равна энергии прямоугольного импульса. 3. Чувствительность к исследуемым параметрам разреза, определяемая как логарифмическая производная сигнала по модельным параметрам, не ниже заданной величины.

Универсальный диалоговый программный комплекс ЭРА - ОПТИМА, разработанный для персональных компьютеров IBM PC/AT - 386, 486, позволяет на основе установленных критериев строить системы возбуждения и регистрации поля, максимально чувствительного к исследуемым параметрам геоэлектрического разреза. В основу комплекса положено моделирование нестационарного поля для произвольного импульса и установки, которые характеризуются набором параметров.

Поиск параметров оптимального эксперимента заключается в увеличении чувствительности поля к изучаемым параметрам разреза с ограничениями на минимальный уровень сигнала и максимальную энергию импульса. Для повышения эффективности поиска параметры зондирования разбиты на две группы: импульса и установки. При этом последовательность оптимизации по данным группам произвольна.

С помощью программного комплекса ЭРА-ОПТИМА спроектирована система наблюдений для малоглубинной модели, характерной для гидрогеологических задач (Табл. 1).

Таблица 1

Номер слоя Сопротивление (Ом м) Глубина подошвы (м)

1 р,= 100 22=100

2 г,=200*

3 р3=100 »О

Символом "*" отмечены параметры, подлежащие определению. Токовая функция задана в виде затухающей синусоиды:

Г(с) = Г0 е-" з1п(2лт) , т=-|,

Вектор параметров импульса I = {а, Т\. Установка - "квадратная петля -квадратная петля" - определяется трехкомпонентным вектором

д = (г,ас,а^

(о, - сторона генераторной петли, а, - сторона приемной рамки, г -расстояние между центрами петель). Исходя из требования, что сторона генераторной петли не превосходит 100м, получены следующие значения параметров:

д = { 0,100,100 ) (л?) 1 = {3.2,4.3 тс )

На Рис. 2 изображен график функции а также графики относительной чувствительности сигнала к параметрам модели т|р в зависимости от времени ((сплошной линией-для оптимального импульса, штриховой-для

О 0.25 0.5 0.75 1

стандартного). Для оптимального импульса существуют участки полного преобладания т|в1, Т|г2 и г|,3. Максимум т|23 связан с переходом функции отклика через ноль на времени. 3 мс. По сравнению со стандартным импульсом графики чувствительности сдвинуты в область более ранних времен, где изменение сигнала не так значительно. При одинаковой чувствительности Г113=0.5 сигнал для стандартного импульса от начала регистрации уменьшается примерно в 105 раз, а для оптимального только в 73 раза. Общий динамический диапазон сигнала от оптимального импульса для всего интервала времен на два порядка ниже.

Следующая задача состоит в определении параметров тонкого глубокозалегающего слоя, перекрытого приповерхностными проводящими отложениями (Табл. 2). Эта задача неоднократно рассматривалась и обсуждалась в различных публикациях (Г.А. Исаев).

Оптимизация параметров импульса для небольших по размерам петель, обычно используемых при проведении экспериментов, приводит к таким токовым импульсам, которые дают высокую чувствительность к искомым границам только в области смены знака сигнала. В отличие от модели, рассмотренной выше, интервал преобладания Т|г< значительно уже,

что объясняется малой мощностью проводящего слоя и сравнительно большой глубиной его залегания.

Таблица 2

Номер слоя Сопротивление (Ом м) Глубина подошвы (м)

1 р,-50 г2=100

2 Р2=1 2Э=110

3 рэ=50 г4=510*

4 Р«=2 Г5=520*

5 р5=2000 оо

Совместная оптимизация параметров импульса и установки приводит к выводу, что искомый проводящий объект может быть выделен на ранних временах только при увеличении размеров генераторной петли. Ниже приведен пример оптимального импульса тока, представляющего собой выключение по закону затухающей косинусоиды:

Г (С) =

С-<0

, I = {а, 7)

Вектор геометрических параметров установки:

д = { 0,700,700 } (л?)

На Рис. 3 представлен результат, соответствующий ¡= {3, 35 мс}. Для времен от 0.1 мс до 13 мс величины Т1г4, Т115 находятся в пределах от 0.20 до 0.87. При этом э.д.с. для последней точки регистрации в 3 раза выше по сравнению со стандартным импульсом, а общий динамический диапазон сигнала на 2 порядка ниже.

Для самых разнообразных токовых импульсов (затухающая синусоида и косинусоида, выключение по экспоненциальному и другим законам) удается получить высокую чувствительность к искомым геоэлектрическим параметрам даже для тех случаев, когда она практически отсутствует при возбуждении сигнала токовой функцией Хевисайда. Преимуществами построенных импульсов по сравнению со стандартными являются: невысокий динамический диапазон сигнала, возможность восстановления параметров глубокозалегающих объектов на ранних

временах при удовлетворительном соотношении си гнал/помеха.

Оптимизация импульсов . устойчива относительно изменения модельных параметров. Вариации определяемых глубин в пределах 20% и фоновых параметров - до 100% не приводят к существенному изменению функций чувствительности. Это позволяет говорить об оптимальности возбуждения и регистрации нестационарного поля в некотором классе геоэлектрических моделей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом работы является создание программно-алгоритмических средств моделирования, инверсии и оптимального проектирования в индукционных электромагнитных зондированиях, направленных на повышение эффективности и детальности метода ВИКИЗ и увеличение разрешающей способности нестационарных зондирований.

В работе методами компьютерной алгебры получены асимптотические приближения магнитного поля вертикального магнитного диполя в цилиндрически-слоистой среде. На основе этого решения создана

программа быстрого расчета прямой задачи индукционного каротажа, существенно ускоряющая интерпретацию данных ВИКИЗ.

С помощью метода разделения переменных решена и программно реализована задача определейия поля вертикального магнитного диполя, смещенного с оси скважины в среде с произвольным числом цилиндрических границ. Преимущество ее по сравнению с известной задачей для модели "скважина-пласт" в более полном учете информации об околоскважинном пространстве. Моделирование смещения зонда с оси скважины позволяет вносить поправки в каротажные данные, обусловленные эксцентриситетом зонда. В дальнейшем предполагается использование полученного решения для интерпретации каротажных данных в условиях произвольного расположения зондового устройства.

Автоматизированная система обработки и интерпретации данных ЭРА-ВИКИЗ, являясь удобным и надежным инструментом инверсии данных, позволяет получать детальную информацию о радиальном распределении сопротивления и диагностировать продуктивные пласты-коллекторы, что не всегда возможно при использовании других методов электрокаротажа. Обработка и интерпретация экспериментальных материалов, полученных при скважинных испытаниях приборов, показали высокую эффективность системы ЭРА-ВИКИЗ; это позволяет рекомендовать ее к практическому применению для исследования разрезов скважин.

Если для зондирований в скважинах задача оценки параметров разреза ставилась как создание системы инверсии данных известного метода ВИКИЗ, то для нестационарных зондирований были предложены средства проектирования оптимальных систем наблюдений с целью извлечения наиболее полной информации об исследуемых объектах. При решении различных геофизических задач в методе нестационарного поля традиционно используются ступенеобразные токовые импульсы и фиксированные генераторные и приемные контуры, не являющиеся оптимальными с точки зрения чувствительности сигнала к параметрам изучаемого объекта. Автоматизированный комплекс построения оптимальных систем наблюдений ЭРА-ОПТИМА позволяет проектировать системы возбуждения и регистрации поля, которое характеризуется высокой чувствительностью к заданным геоэлектрическим параметрам. Выбранные системы наблюдений могут быть рекомендованы при изучении конкретных геоэлектрических разрезов. Преимуществом предложенного метода проектирования геофизического эксперимента является возможность исследования сигнала в условиях произвольного возбуждения и повышения

информационной значимости определенных параметров модели в заданном временном диапазоне.

Решение прямой задачи для проводящего пласта с произвольным изменением проводимости с глубиной позволит существенно расширить класс моделей, используемых в системе ЭРА-ОПТИМА. Дальнейшее использование полученного решения может быть связано с оценкой параметров макроанизотропии тонкослоистого разреза по результатам нестационарных зондирований.

Работы, опубликованные по-теме диссертации:

1. Табаровский Л.А., Эпов М.И., Никитенко М.Н. Решение обратной задачи высокочастотного изопараметрического каротажного индукционного зондирования (ВИКИЗ) для цилиндрически-слоистой среды. - Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1989. - 17 с. -Деп. в ВИНИТИ 30.01.89, N 1164-В89.

2. Эпов М.И., Никитенко М.Н. Решение обратной задачи ВИКИЗ для цилиндрически- слоистой среды // Электромагнитные процессы в земле и в космосе / Тез. докл. Всесоюзн. конф., Звенигород, ноябрь 1989 г. - М.: ИЗМИРАН, 1989. - с. 77.

3. Эпов М.И., Никитенко М.Н. Система одноменной интерпретации данных высокочастотных индукционных каротажных зондирований // Геология и геофизика. - 1993. - N. 2. - с. 124 -130.

4. Эпов М.И., Ельцов И.Н., Антонов Е.Ю., Никитенко М.Н. Автоматический комплекс проектирования систем наблюдений, обработки, интерпретации и визуализацииданныхэлектромагнитныхзондирований(ЭРА) //Междунар. геофизич. конф. и выст. БЕв-ЕАГО, Москва, 16-20 августа 1993 г.: Сб. реф. N2.-М.,1993.-с. 12.

5. Антонов Ю.Н., Эпов М.И., Ельцов И.Н., Никитенко М.Н. Автоматизированная интерпретация высокочастотных индукционных изопараметрических зондирований (ЭРА-ВИКИЗ)// Теория и практика магнито-теллурического зондирования / Тез. докл. конф., Москва, декабрь 1994 г. - М.: МГУ, 1994. - с. 57-58.

6. Эпов М.И., Никитенко М.Н., Ельцов И.Н. Проектирование оптимального эксперимента в индукционных электромагнитных зондированиях // Теория и практикамагнитотеллурическогозондирования/Тез. докл. конф., Москва, декабрь 1994 г. - М.: МГУ, 1994. - с. 58-59.

7. Эпов М.И., А. ду Плой, Никитенко М.Н., Ельцов И.Н. Повышение разрешающей способности в индукционных электромагнитных зондированиях // Геология и геофизика. - 1995. - N 4.