Адаптивный алгоритм для решения обратной задачи по данным магнитотеллурических зондирований (МТЗ)

• Автор: Кашафутдинов, Олег Валиуллович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Содержание
Введение.
1 Теоретические основы электроразведки МТЗ и существующие методы решения прямой и обратной задач
1.1 Методы и модели земной коры при изучении е с использованием электромагнитных полей.

1.2 Природа магнитотеллурического поля.

1.3 Методика магнитотеллурических наблюдений.

1.4 Моделирование геоэлектромагнитных нолей Прямая задача

1.5 Обратные задачи МТЗ

1.5.1 Постановка обратных задач.

1.5.2 Некоторые методы решения обратных задач.

1.6 Адаптивные методы в теории управления

1.7 Адаптивные методы в сейсморазведке.
2 Введение в метод магнитотеллурического зондирования МТЗ.
2.1 Модель ТихоноваКаньяра
2.2 Уравнения, описывающие МТполе в горизонтальнослоистой среде
2.3 МТполе в однородном полупространстве
2.4 Рекуррентная формула для расчета импеданса на Земной поверхности.
2.5 Переход к приведенному импедансу.
2.6 Кривые МТЗ.
2.7 Программа и результаты решения прямой задачи МТЗ.
Адаптивный метод решения обратных задач МТЗ.
3.1 Краткая классификация существующих методов.
3.2 Введение в адаптивный метод
3.3 Анализ производных.
3.4 Исследовательская программа для решения прямой и обратной задач
3.5 Эксперименты по решению обратной задачи на трехслойной модели
3.5.1 Уточнение по рт при известных и неизвестных мощностях слоев
3.5.2 Определение зависимости от аи.
3.5.3 Зависимость результата уточнения от используемых кривых рт, рт или совместного решения
3.5.4 Зависимость от порядка следования уточняющих функций
3.5.5 Зависимость от очередности прохода уравнений
3.5.6 Зависимость от частоты линеаризации после уточнения каждого неизвестного, после уравнения, после итерации
3.5.7 Зависимость от начального приближения
3.5.8 Зависимость СКН от сти и сг, .
3.6 Эксперимент по решению обратной задачи на многослойной модели
3.7 Эксперименты по решению обратной задачи в радиочастотном диапазоне
3.8 Выводы.
4 Исследование помехоустойчивости и сравнение с другими методами.
4.1 Помехоустойчивость адаптивного алгоритма.
4.1.1 Модель 1
4.1.2 Модель 2
4.2 Сопоставление адаптивного алгоритма с методом Качмажа
4.2.1 Модель 1 без шумов
4.2.2 Модель 1 с шумами.
4.2.3 Модель 2 без шумов
4.2.4 Модель 2 с шумами.
4.3 Сопоставление адаптивного алгоритма с регуляризированным методом проекций
4.3.1 Модель 1 с шумами.
4.3.2 Модель 2 с шумами.
4.4 Выводы.
5 Решения обратных задач МТЗ для изучения разрезов по модельным и реальным данным.
5.1 Вариант 1. Уточняются сопротивления и мощности без учета информации, полученной с соседних точек
5.2 Вариант. 2. Уточняются сопротивления и мощности с учетом информации, полученной с соседних точек
5.3 Вариант 3. Уточняются сопротивления при известных мощностях
5.4 Вариант 4. Уточняются мощности при известных сопротивлениях
5.5 Исследование метода на реальных данных.
5.6 Выводы.
Заключение.
Список использованных источников


В-третьих, современная техника предоставляет большие возможности для создания новых приемов возбуждения и изучения полей и, наконец, в-четвертых, геологоразведочная практика выдвигает множество задач, для решения которых требуются различные приемы исследования [0]. Скважинная электроразведка (изучение формы, размеров и элементов залегания вскрытых рудных тел, оконтуривания нефтегазоносных залежей, а также исследование околоскважинного и межскважиниого пространства). В каждой группе выделяют две подгруппы модификаций, основанных на изучении постоянных и переменных электромагнитных полей. К первой группе относится магнитотеллурическое зондирование (МТЗ), обратная задача которого и будет основой для исследования адаптивного метода в данной работе. Приведем особенности основных известных методов [4]. Метод сопротивлений. В отечественной литературе известен под названием метода вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Электрический ток вводится в Землю посредством двух неполяризующихся электродов с определением на сё поверхности разности потенциалов между двумя измерительными электродами. Чем больше расстояние между питающими электродами, тем мощнее слой, по которому течет ток, и тем больше степень усреднения определяемых удельных сопротивлений. Точность измерений быстро уменьшается с ростом глубины исследований, а вероятность погрешностей существенно возрастает при изучении глубокозалегающих слоев. Метод широко применяется для картирования зеркала грунтовых вод и для поисков рудных полезных ископаемых. В неявном виде предполагается горизонтально слоистая модель среды при интерпретации одного ВЭЗ. Интерпретируя совокупность ВЭЗ, можем получить модель изменения проводимости слоев по профилю. Метод эквипотенциальных линий. В этом методе изучаются линии равного потенциала между двумя питающими электродами. Согласно теории метода, эквипотенциальные линии можно прослеживать с высокой точностью с помощью искательной цепи, состоящей из двух электродов и прибора. Метод позволяет с достаточно высокой точностью определять форму и параметры погребенного тела, но в связи с малой глубинностью, его можно применять только для изучения приповерхностных тел. На использовании переменных полей основан ряд способов электроразведки. Возможно использование переменного тока в методах сопротивлений и эквипотенциальных линий. При этом преимущества и недостатки подобны тем, которые имеют место при использовании постоянного тока, за исключением того, что нет необходимости в применении неполяризующихся электродов. Большее значение имеют методы, использующие особые, индуцирующие свойства переменного тока. В модель кроме проводимости слоев может включаться и их индуктивность. Метод бесконечного длинного кабеля (БДК). В этом методе через заземленный на концах кабель длиной 2-4 км пропускается электрический ток частотой 0-0 Гц. Измерения проводятся вдоль профилей, ориентированных перпендикулярно кабелю, с шагом 0-0 м (длина профилей достигает 0-0 м по обе стороны от кабеля). Вертикальная составляющая магнитного поля измеряется с помощью многовитковой (- витков) рамки диаметром 1-2 м. Па каждой точке наблюдений сравниваются амплитуды и фазы индуцированного и первичного магнитных полей. Характеризуемым методом картируются аномалии повышенной проводимости геологической среды. Дипольное индуктивное профилирование. В этом методе электроразведки используются две одинаковые по размерам многовитковые рамки диаметром 1. Обе рамки располагаются в горизонтальной плоскости. По одной из рамок пропускается переменный ток, а другая используется в качестве измерительного диполя. Дипольное индуктивное профилирование в основных чертах подобно методу бесконечно длинного кабеля. Как правило, рассматривается двухслойная модель среды, при этом оценивается мощность или проводимость первого слоя. Метод магнитотеллурических зондирований (МТЗ). Внутри Земли существуют естественные электрические токи как локального, так и регионального распространения. Локальные электрические токи могут возникать в результате электрохимических, метеорологических или искусственных факторов. Теллурические токи имеют глобальное распространение.