Диссертация на тему "Разработка и реализация методов конечноэлементного моделирования электромагнитных полей в задачах электроразведки", скачать бесплатно автореферат по специальности 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
ГЛАВА 1. Конечноэлементные схемы моделирования нестационарных электромагнитных осесимметричных полей, вызванных токовой

1.1. Математическая постановка. Нормальная и аномальная задачи

1.2. Вариационная постановка и конечноэлементные аппроксимации

1.3. Сравнение с полуаналитическим методом расчета для моделей горизонтальнослоистых сред

1.4. Сравнение расчетов на регулярных и нерегулярных прямоугольных сетках.

1.5. Сравнение с экспериментом

1.6. Выводы.

Глава 2. Конечноэлементные схемы моделирования нестационарных

электромагнитных осесимметричных полей для источников типа , ВЭЛиКЭД

2.1. Математическая модель для расчета нестационарного осесимметричного поля ВЭЛ
2.2. Вариационная постановка для задачи моделирования нестационарного осесимметричного электромагнитного поля ВЭЛ
2.3. Аппроксимация по времени и пространству задачи для ВЭЛ.
2.4. Случай необсаженной скважины для ВЭЛ.
2.5. Случай обсаженной скважины для ВЭЛ.
2.6. Решение двойственной задачи для ВЭЛ
2.7. Математическая модель для расчета нестационарных электромагнитных осесимметричных полей от идеального КЭД.
2.8. Анализ точности конечноэлементного решения осесимметричной задачи расчета электромагнитного поля идеального КЭД.
2.9. Выводы.
Глава 3. Конечноэлементные схемы моделирования стационарных и
нестационарных трехмерных электрических и магнитных полей для ВЭЛ и КЭД.
3.1. Математические модели стационарных трехмерных магнитных и
электрических полей источников ВЭЛ и КЭД
3.2. Вариационная постановка и конечноэлементная аппроксимация
3.3. Проверка адекватности предложенной модели и оценка точности конечноэлементного решения трехмерной стационарной задачи.
3.3.1. Оценка точности конечноэлементного решения сравнением с результатом интегрирования по закону БиоСавараЛапласа.
3.3.2. Оценка точности конечноэлементного решения сравнением с решением соответствующей двумерной задачи.
3.4. Математические модели нестационарных трехмерных электромагнитных полей от ВЭЛ и КЭД.
3.5. Анализ точности конечноэлементных решений нестационарных трехмерных задач
3.5.1. Задачи с источником КЭД
3.5.2. Задачи с источником ВЭЛ
3.6. Выводы.
Глава 4. Оценка разрешающей способности площадных электромагнитных
зондирований от различных источников для нефтяных моделей
восточной и западной сибири.
4.1. Оценка разрешающей способности площадных электромагнитных зондирований с индукционным приемом для типичной модели нефтегазовой залежи Восточной Сибири
4.1.1. Результаты моделирования для источника петля.
4.1.2. Результаты моделирования для источника ВЭЛ
4.1.3. Результаты моделирования для источника КЭД
4.1.4. Результаты сравнения разрешающей способности различных
источников.
4.2. Оценка разрешающей способности площадных электромагнитных зондирований с индукционным приемом для типичной модели
Ф нефтегазовой залежи Западной Сибири.
4.2.1. Результаты моделирования для источника петля
4.2.2. Результаты моделирования для источника КЭД
4 Результаты сравнения разрешающей способности петли и КЭД
4.3. Выводы.
Глава 5. Трехмерное моделирование электрических полей при решении
задач мониторинга
5.1. Алгоритм расчета электрического поля в средах, содержащих
несколько обсаженных скважин
5.2. Проявление хорошо и плохопроводящих объектов при измерениях
по стволу обсаженной скважины.
5.3. Теоретическая оценка возможности проведения мониторинга ЖРО
при измерениях в обсаженной скважине
5.4. Анализ практических данных наземной и скважиной электроразведки, полученных на двух участках захоронения
ЖРО в Красноярском крае и Томской области.
5.4.1. Анализ наземных наблюдений
5.4.2. Анализ скважинных наблюдений
5.5. Выводы.
Заключение
Список использованных источников

Предлагаемые в данной работе конечноэлементные схемы моделирования нестационарных трехмерных электромагнитных полей реализованы в программном комплексе. Разработаны и программно реализованы конечноэлементые схемы моделирования нестационарных электромагнитных полей в осесимметричных средах для источников ВЭЛ, КЭД и токовая петля. Построенные численные процедуры протестированы, проведены экспериментальные оценки их точности и вычислительной эффективности. Разработаны и программно реализованы конечноэлементные схемы моделирования стационарных трехмерных магнитных полей от ВЭЛ и КЭД. Построенные численные процедуры протестированы, оценена их точность и соответствующие вычислительные затраты. С помощью разработанных процедур вычисления нормального нестационарного поля и аномального стационарного поля выполнены расчеты трехмерных нестационарных электромагнитных полей. Проведена оценка точности получаемых решений. Проведены исследования нестационарных трехмерных электромагнитных полей от различных источников на ряде геологических моделей. Разработан и реализован алгоритм расчета стационарных трехмерных электрических полей для геологических моделей, содержащих несколько обсаженных трубами скважин. Проведено тестирование и решены практические задачи. Основные результаты работы были представлены на V международной конференции Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП Новосибирск, г. Третьем сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике Новосибирск, г. Проблемы геологии и освоения недр Томск, и г. Третьем русскокорейском международном симпозиуме КОШ5 Международной геофизической конференциивыставки Геофизика XXI века прорыв в будущее Москва, IV международном геологогеофизическом конкурсеконференции Геофизика СанктПетербург, Всероссийской научнотехнической конференции Томск, г. По результатам выполненных исследований опубликовано работ, из них 9 статей, 9 работ в сборниках трудов конференций, работ в сборниках тезисов конференций, 7 отчетов о НИР, 1 патент. Полученные в диссертационной работе результаты были использованы при написании трех производственных отчетов. Диссертационная работа изложена на 4 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников 0 наименований, приложения и содержит рисунка и 5 таблиц. ГЛАВА 1. В настоящее время технология моделирования нестационарных электромагнитных полей, вызванных токовой петлей, является достаточно отработанной. Кроме того, решена и трехмерная задача , которая полностью описывает поведение нестационарного электромагнитного отклика от трехмерного объекта, отличного по сопротивлению от вмещающей среды. Все это позволило разработать подход к решению обратной задачи, который описан в работе . Этот подход позволяет с помощью специальной комбинации решений двумерных осесимметричных задач довольно точно описывать влияние трехмерных объектов на электромагнитное поле, вызванное генераторной петлей и, таким образом, исключает многократное решение полностью трехмерных задач, которое требует очень больших вычислительных ресурсов. Однако, для решения с помощью этого подхода обратной задачи требуется многократное решение осесимметричных задач, отличающихся между собой положением объекта и значениями его сопротивления. Таким образом, для того чтобы решать обратные задачи за приемлемое время, требуется очень быстрое решение осесимметричных задач при сохранении достаточно высокой точности. В данной главе предлагается подход, основанный на использовании МКЭ на прямоугольных нерегулярных сетках , с кусочнобилинейными локальными базисными функциями, который позволяет в несколько раз ускорить решение таких задач и дает возможность существенно сократить время решения обратных задач. Математическая постановка. Электромагнитное нестационарное поле в осесимметричной среде, вызванное круговой генераторной петлей с током, находящейся в плоскости , может быть полностью описано компонентой векторного потенциала ав . Далее везде в качестве источника задана функция Хевисайда. При этом на схеме решения стационарной задачи 1. При решении задачи 1. П. Начальное условие 0, если задана с момента включения
1.

Название работы	Автор	Дата защиты
Эволюция сложных распределенных систем, развивающихся в режиме с обострением	Белавин, Владимир Анатольевич	2005
Моделирование управляемых систем с запаздывающей обратной связью	Шепелев, Георгий Александрович	2011
Математическое моделирование ударных течений идеального и вязкого теплопроводного газа на основе дискретно-аналитического подхода	Адрианов, Александр Леонидович	2013

Электронная библиотека диссертаций

Разработка и реализация методов конечноэлементного моделирования электромагнитных полей в задачах электроразведки