НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№1(74) Январь - Март 2019

Исследование эквивалентности влияний переменной толщины и проводимости при трехмерной обработке данных аэроэлектроразведки в сложных средах

Выпуск № 4 (73) Октябрь - Декабрь 2018
Авторы:

Кондратьев Николай Владимирович,
Киселев Дмитрий Сергеевич,
Вагин Денис Владимирович,
Персова Марина Геннадьевна,
Соловейчик Юрий Григорьевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2018-4-59-78
Аннотация

Работа посвящена проблеме обработки данных аэроэлектроразведочных работ с целью разработки рекомендаций к параметризации геологической среды для выполнения геометрических 3D-инверсий аэроданных. Исследования проводятся с использованием конечноэлементного 3D-моделирования нестационарных электромагнитных полей, возбуждаемых расположенной на вертолете установкой, в сложных средах, с последующей 3D-инверсией синтезированных аэроданных. Геоэлектрические модели, выбранные для исследований, были взяты характерными для рассмотренного класса аэроэлектроразведочных работ в средах с рельефом и проводящим, неоднородным по проводимости и толщине верхним слоем, являющимся, по сути, мешающим фактором, и расположенным под ним слабопроводящим слоем с целевыми проводящими телами. Показано, что если изменения толщины верхнего слоя не превышают 30…35 м, при проведении 3D-ин-версии, как минимум на ее первом этапе, верхний слой может подбираться как эквивалентный с постоянной (но подбираемой) толщиной, т. е. при параметризации верхнего слоя в вектор искомых параметров при решении обратной задачи можно включать только латеральные границы 3D-неоднородностей, их проводимости и толщину слоя, описываемую одним параметром. Также показано, что если на изучаемой площади изменения толщины верхнего слоя являются более существенными, его нижнюю границу следует определять более детально, поскольку в противном случае вполне могут быть пропущены в следующем целевом слое поисковые объекты с откликами порядка 15…20 % от суммарных сигналов, которые при более точном восстановлении верхнего слоя могут быть достаточно уверенно выявлены.


Ключевые слова: аэроэлектроразведка, численное 3D-моделирование, геометрические 3D-инверсии, электромагнитное поле, зондирование во временной области, рельеф, эквивалентные решения, обратные задачи

Список литературы

1. Three-dimensional resistivity characterization of a coastal area: application of grounded electrical-source airborne transient electromagnetic (GREATEM) survey data from Kujukuri Beach, Japan / S. Abd Allah, T. Mogi, H. Ito, A. Jomori, Y. Yuuki, E. Fomenko, K. Kiho, H. Kaieda, K. Suzuki, K. Tsukuda // Journal of Applied Geophysics. ? 2013. ? Vol. 99. ? P. 1–11.



2. Artificial neural networks for removal of couplings in airborne transient electromagnetic data / K.K. Andersen, C. Kirkegaard, N. Foged, A.V. Christiansen, E. Auken // Geophysical Prospecting. ? 2016. ? Vol. 64, N 3. ? P. 741–752.



3. Dehiya R.S.A., Gupta P.K., Israil M. Interpretation of CSEM data using 2D block inversion algorithm // 22nd EM Induction Workshop. ? Weimar, Germany, 2014.



4. Grayver A.V. Parallel three-dimensional magnetotelluric inversion using adaptive finite-element method. Part I. Theory and synthetic study // Geophysical Journal International. ? 2015. ? Vol. 202, N 1. ? P. 584–603.



5. Haber E., Schwarzbach C. Parallel inversion of large-scale airborne time-domain electromagnetic data with multiple OcTree meshes // Inverse Problems. ? 2014. ? Vol. 30, N 5.



6. Liu Y., Yin C. 3D inversion for multipulse airborne transient electromagnetic data // Geophysics. ? 2016. ? Vol. 81, N 6. ? P. E401–E408.



7. 3D parametric hybrid inversion of time-domain airborne electromagnetic data / M.S. McMillan, C. Schwarzbach, E. Haber, D.W. Oldenburg // Geophysics. ? 2015. ? Vol. 80, N 6. ? P. K25–K36.



8. Multiple body parametric inversion of frequency- and time-domain airborne electromagnetics / M.S. McMillan, C. Schwarzbach, E. Haber, D.W. Oldenburg // SEG Technical Program Expanded Abstracts. ? 2016. ? Vol. 35. ? P. 846–851.



9. Application of the marine circular electric dipole method in high latitude Arctic regions using drifting ice floes / V. Mogilatov, M. Goldman, M. Persova, Y. Soloveichik, Y. Koshkina, O. Tru-bacheva, A. Zlobinskiy // Journal of Applied Geophysics. ? 2016. ? Vol. 135. ? P. 17–31.



10. Oldenburg D.W., Haber E., Shekhtman R. Three dimensional inversion of multisource time domain electromagnetic data // Geophysics. ? 2013. ? Vol. 78, N 1. ? P. E47–E57.



11. Geometrical nonlinear 3D inversion of airborne time domain EM data / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, Y.I. Koshkina, D.V. Vagin, O.S. Trubacheva // Near Surface Geoscience 2016: 1st Conference on Geophysics for Mineral Exploration and Mining. – Barcelona, Spain, 2016.



12. Methods and algorithms for reconstructing three-dimensional distributions of electric conductivity and polarization in the medium by finite-element 3D modeling using the data of electromagnetic sounding / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, G.M. Trigubovich, M.G. Tokareva // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. ? 2013. ? Vol. 49, N 3. ? P. 329–343.



13. Transient electromagnetic modelling of an isolated wire loop over a conductive medium / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, G.M. Trigubovich, D.V. Vagin, P.A. Domnikov // Geophysical Prospecting. ? 2014. ? Vol. 62, N 5. ? P. 1193–1201.



14. Multidimensional processing of the airborne EM data in the complex media / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, D.V. Vagin, P.A. Domnikov, D.S. Kiselev, Y.I. Koshkina, E.I. Simon // Engineering and Mining Geophysics 2018. ? Kazakhstan, Almaty, 2018.



15. Schenk O., G?artner K. Solving unsymmetric sparse systems of linear equations with PARDISO // Future Generation Computer Systems. ? 2004. ? Vol. 20, N 3. ? P. 475–487.



16. Singh A.D.R., Gupta P.K., Israil M. Development of block Inversion algorithm and its comparison with cell inversion schemes // 22nd EM Induction Workshop. ? Weimar, Germany, 2014.



17. Finite-element solution to multidimensional multisource electromagnetic problems in the frequency domain using non-conforming meshes / Y.G. Soloveichik, M.G. Persova, P.A. Domnikov, Y.I. Koshkina, D.V. Vagin // Geophysical Journal International. ? 2018. ? Vol. 212, N 3. ? P. 2159–2193.



18. Yang D., Oldenburg D.W. Three-dimensional inversion of airborne time-domain electromagnetic data with applications to a porphyry deposit // Geophysics. ? 2012. ? Vol. 77, N 2. ? P. B23–B34.



19. Yang D., Oldenburg D.W., Haber E. 3-D inversion of airborne electromagnetic data parallelized and accelerated by local mesh and adaptive soundings // Geophysical Journal International. ? 2014. ? Vol. 196, N 3. ? P. 1492–1507.



20. Применение неконформных сеток с шестигранными ячейками для 3D-моделирования технологий аэроэлектроразведки / М.Г. Персова, Ю.Г. Соловейчик, Д.В. Вагин, Д.С. Киселев, Н.В. Кондратьев, Ю.И. Кошкина, О.С. Трубачева // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. ? 2018. – № 1 (38). ? C. 64–79.



21. Персова М.Г., Трубачева О.С. О подходе к решению обратной задачи вызванной поляризации при восстановлении границ аномальных по поляризуемости объектов // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. ? 2015. – № 3 (28). ? C. 88–98.



22. Соловейчик Ю.Г., Рояк М.Э., Персова М.Г. Метод конечных элементов для решения скалярных и векторных задач. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. ? 896 с.



23. Соловейчик Ю.Г., Токарева М.Г., Персова М.Г. Решение трехмерных стационарных задач электроразведки на нерегулярных параллелепипеидальных сетках // Вестник Иркутского государственного технического университета. ? 2004. – № 1 (17). ? C. 22–23.

Для цитирования:

Исследование эквивалентности влияний переменной толщины и проводимости при трехмерной обработке данных аэроэлектроразведки в сложных средах / Н.В. Кондратьев, Д.С. Киселев, Д.В. Вагин, М.Г. Персова, Ю.Г. Соловейчик // Научный вестник НГТУ. – 2018. – № 4 (73). – С. 59–78. – Яз. англ. – doi: 10.17212/1814-1196-2018-4-59-78.

For citation:

Kondratyev N.V., Kiselev D.S., Vagin D.V., Persova M.G., Soloveichik Yu.G. A study of equivalence of influences of varying thickness and conductivity in 3D-processing of airborne electromagnetic data in complex media. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaScience bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2018, no. 4 (73), pp. 59–78. doi: 10.17212/1814-1196-2018-4-59-78.

Просмотров: 172