Использование методов численного дифференцирования для обработки геофизических данных электромагнитных зондирований с целью повышения разрешающей способности
Построение интегрального сплайна для сглаживания геофизических данных, полученных с некоторой погрешностью. Применение численного дифференцирования профильных кривых при решении обратной задачи электромагнитного зондирования двумерно-неоднородных сред.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.02.2019 |
Размер файла | 75,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Факультет вычислительной математики и кибернетики
УДК 550.837
Использование методов численного дифференцирования для обработки геофизических данных электромагнитных зондирований с целью повышения разрешающей способности
Ж.Г. Ингтем, В.И. Дмитриев
Целесообразность методов численного дифференцирования в обработке данных электромагнитных зондирований обусловливается тем, что незаметные изменения функции могут быть более четко подтверждены её производной, т.е. использование производных позволяет выделить с хорошей точностью области, где расположена неоднородность.
Интегральный сплайн позволяет, как сглаживать геофизические данные, полученные с погрешностью, так и одновременно вычислять производную исследуемого процесса. Для того чтобы выделить с хорошей точностью области, где расположена неоднородность, достаточно исследовать поведение интегрального сплайна построенного по полученным геофизическим данным, а также поведение его первой и второй производных. Построение интегрального сплайна заключается в определении сплайна -го порядка через производную -го порядка , которая считается кусочно-постоянной функцией. Исходя из того, что необходимо исследовать поведение производных до второго порядка включительно, достаточно построить сплайн второго порядка.
Для построения интегрального сплайна решается следующая задача
(1)
где - измеренные значения в точках , - длина отрезка на котором строится сплайн, - количество измеренных значений, является кусочно-постоянной функцией на сетке построения сплайна , - шаг сетки, ; при , ; .
Интегральный сплайн зависит от параметров вектора . Если количество измерений больше чем количество параметров т.е., то вектор параметров однозначно определяется, и, следовательно, существует единственный интегральный сплайн аппроксимирующий заданные значения. Если , то определяется неустойчиво и требуется стабилизировать задачу минимизации с помощью стабилизатора . В соответствии с теорией регуляризации, минимизация стабилизирующего функционала
(где параметр регуляризации, зависящий от погрешности измерения ) позволяет устойчиво определять вектор параметров , и, следовательно, устойчиво построить интегральный сплайн .
Первая производная интегрального сплайна является кусочно-линейной, а вторая кусочно-постоянной. Для того, чтобы иметь гладкое представление первой и второй производных необходимо построить интегральный сплайн по значениям этих производных взятых в середине отрезков , .
Вычислительный эксперимент на модели МТ-полей в двумерных неоднородных средах проводился следующим образом:
- Расчет кажущегося сопротивления для неоднородной среды при фиксированной частоте в зависимости от на земной поверхности;
- Внесение погрешностей в кажущееся сопротивление случайным образом;
- Вычисление и с помощью интегрального сплайна, и их анализ.
На рис. 1 приведены графики профильных кривых , и при для случая двух неоднородностей находящихся в двухслойной среде ; ; . Проводимость неоднородностей , их глубина залегания , неоднородности расположены при и , т.е. расстояние между неоднородностями . Погрешность в равна от среднего аномалии . Из рис.1а видно, что по различить аномалии от каждого тела практически невозможно (точками показаны неточные данные). Первая производная (рис. 1б) уже разделяет неоднородности, а вторая производная (рис.1в) даёт чёткое положение каждой неоднородности (жирные горизонтальные отрезки обозначают расположение неоднородностей по оси, но никак не связанны с глубиной из-за масштаба). интегральный сплайн геофизический зондирование
а) б) в)
Рис. 1. Пример разделения аномалий от двух тел
Полученный результат показывает эффективность применения численного дифференцирования профильных кривых для повышения разрешающей способности МТЗ при выделении особенностей строения среды вдоль земной поверхности.
Библиографический список
1. Дмитриев В.И., Мерщикова Н.А. Использование дифференциальных характеристик магнитного поля при решении обратной задачи электромагнитного зондирования двумерно-неоднородных сред// Физика Земли 1991 № 6 с. 59-64.
2. Dmitriev V.I., Dmitrieva I.V., Ingtem J.G. Integral form of the spline function in approximation problems // Computational Mathematics and Modeling, Consultants Bureau (United States) 2013, том 24, № 4, с. 488-497.
Аннотация
УДК 550.837
Использование методов численного дифференцирования для обработки геофизических данных электромагнитных зондирований с целью повышения разрешающей способности. Ж.Г. Ингтем, В.И. Дмитриев. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова факультет Вычислительной математики и кибернетики.
Обработка данных электромагнитных зондирований не всегда позволяет провести четкую интерпретацию полученного результата. Такая ситуация часто оказывается вызванной близким расположением нескольких неоднородностей, или когда неоднородности расположены на разных глубинах или неоднородности имеют разную проводимость и т.д. и т.п. Использование дифференциальных методов электроразведки при поиске полезных ископаемых позволяет повысить разрешающую способность методов интерпретации. Данная работа посвящена использованию метода интегрального сплайна в обработке данных электромагнитных зондирований.
Ключевые слова: Численное дифференцирование, Интегральный сплайн, магнитотеллурическое зондирование.
Abstract
Using methods of numerical differentiation for processing geophysical data electromagnetic soundings for the purpose of raising the resolution. J.G. Ingtem, V.I. Dmitriev
The application of differential methods in electrical prospecting of mineral resources allows to increase the resolving power for the interpretation. This work is focused on the application of the integral form of the spline function in the treatment of electromagnetic sounding data.
Keywords: Numerical differentiation, Integral spline, magnetotelluric sounding.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Геофизическая изученность и описание геологического строения Соанваарской площади. Аппаратурное обеспечение и методика работ: магниторазведка, электроразведка, топографические разбивочно-привязочные работы. Методика интерпретации геофизических данных.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.02.2015Географическое положение, климатические особенности Томского района, его характеристика, геологическое строение. Методика и техника проведения геофизических исследований в скважинах. Проведение геофизических работ, расчет и обоснование стоимости проекта.
дипломная работа [5,3 M], добавлен 19.05.2014Геолого-геофизическая характеристика Ромашкинского месторождения Республики Татарстан: стратиграфия, тектоника, нефтеносность, гидрогеология. Методика исследований и контроля за техническим состоянием ствола скважины; интерпретация геофизических данных.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 17.05.2014Характеристика промыслово-геофизической аппаратуры и оборудования. Технология проведения промыслово-геофизических исследований скважин. Подготовительные работы для проведения геофизических работ. Способы измерения и регистрации геофизических параметров.
лабораторная работа [725,9 K], добавлен 24.03.2011Геологическое строение района работ. Литолого-стратиграфическая характеристика продуктивного разреза. Тектоника и нефтегазоносность. Геологические задачи, решаемые геофизическими методами. Физико-геологические предпосылки применения геофизических методов.
курсовая работа [783,0 K], добавлен 16.02.2016Проектирование геофизических работ на Култуминском участке с целью поиска золото-сульфидного оруденения. Обоснование выбора скважинных приборов и метода вызванной поляризации. Геологическое и геофизическое строение территории. Морфология рудных тел.
курсовая работа [90,9 K], добавлен 11.12.2013Физические свойства горных пород и петрофизические характеристики Мыльджинского месторождения. Геологическая интерпретация геофизических данных. Физико-геологические основы и спектрометрическая аппаратура литолого-плотностного гамма-гамма-каротажа.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 22.03.2014Использование метода линейной фильтрации для расчета кривых электрических зондирований. Таблицы с параметрами линейных фильтров. Листинг программы: расчет кажущегося сопротивления от разноса, считывание параметров мощности слоев, присвоение значений.
курсовая работа [417,1 K], добавлен 11.12.2012Организация проведения геофизических работ в скважине. Рациональная организация и планирование работ геофизической партии. Выбор рациональных методов и этапов проверки качества выполненных работ. Каротаж оборудования для геофизических исследований.
отчет по практике [40,3 K], добавлен 24.09.2019Факторы, определяющие величину пористости. Определение коэффициента пористости коллекторов по результатам обработки керна. Кубическая зависимость Вахгольца. Степенное соотношение Дахнова. Планшет геофизических исследований скважины 31, 85, 97, 2349, 133.
дипломная работа [6,7 M], добавлен 12.05.2018Местоположение и техногенные условия района работ. Тектоническое строение района работ. Результативность геофизических исследований участка Джубгинской ТЭС. Комплекс геофизических методов изучения инженерно-геологических и сейсмогеологических условий.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 09.10.2013Характеристика района в географо-экономическом плане, геолого-геофизическая изученность района. Выбор участка работ и методов ГИС. Методика геофизических исследований скважин. Камеральная обработка и интерпретация материалов. Смета объемов работ.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 04.02.2008Выбор и обоснование комплекса геофизических методов для выделения пластов-коллекторов. Анализ условий вскрытия, обоснование метода вскрытия пластов. Выбор метода вскрытия пласта и типоразмера перфоратора в зависимости от геолого-технических условий.
курсовая работа [489,6 K], добавлен 16.11.2022Эргономика, ее задачи и правила организации рабочего места оператора с целью повышения качества ГИС. Информационно-измерительные системы для геофизических исследований скважин. Сравнительный анализ эффективности регистрирующих систем исследования скважин.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 28.06.2009Оценка инженерной обстановки при наводнении. Создание связей между основной моделью рельефа местности и теплодинамическими показателями атмосферы. Моделирование 3D рельефа местности по заданной топографической съемке. Прогноз погоды и природные явления.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 19.06.2014Понятие разведочного бурения, его сущность и особенности, применение и эффективность. Методы разведочных бурений, их характеристика и отличительные черты. Случаи использования геофизических работ, их порядок и этапы. Применение методов ядерной физики.
курсовая работа [836,9 K], добавлен 09.02.2009Геоморфологические особенности рельефа города Новочеркасска. Физические свойства горных пород. Методика и техника выполнения геофизических работ. Применение магниторазведки, аппаратура для электроразведочных методов, радиационных методов разведки.
отчет по практике [1,1 M], добавлен 19.10.2014Понятие фаций и фациального анализа осадочных пород. Рассмотрение основных методов изучения карбонатных сред. Геологическая характеристика карбонатных коллекторов. Возможности оценки фаций карбонатных пород по данным геофизических исследований скважин.
реферат [20,7 K], добавлен 07.05.2015Техника геофизических исследований. Расчленение разрезов, выделение реперов. Выделение коллекторов и определение их эффективных толщин. Определение коэффициентов глинистости, пористости и проницаемости коллекторов, нефтегазонасыщенности коллекторов.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 02.04.2013Геофизические исследования в скважинах. Затраты времени при изучении газоносности пластов. Исследование газоносности угольных пластов с помощью керногазонаборников и герметических стаканов. Затраты времени при проведении геофизических исследований.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.05.2015