RU2084930C1 - Method of radio wave interhole exposure to radiation - Google Patents
Method of radio wave interhole exposure to radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2084930C1 RU2084930C1 RU93037780A RU93037780A RU2084930C1 RU 2084930 C1 RU2084930 C1 RU 2084930C1 RU 93037780 A RU93037780 A RU 93037780A RU 93037780 A RU93037780 A RU 93037780A RU 2084930 C1 RU2084930 C1 RU 2084930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- plane
- electromagnetic field
- anisotropy
- interpretation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к скважинной геофизике, в частности к способам обработки и интерпретации данных радиоволнового межскважинного и скважинно-наземного просвечивания. Оно может быть применено для повышения эффективности геологоразведочных работ, особенно в сложных горно-геологических условиях, а также для повышения достоверности подсчета запасов полезных ископаемых, выявления местоположения подземных объектов. The invention relates to downhole geophysics, in particular to methods for processing and interpreting radio wave interwell and downhole transmission data. It can be used to increase the efficiency of exploration, especially in difficult mining and geological conditions, as well as to increase the reliability of calculating mineral reserves, identifying the location of underground objects.
Известны способы обработки данных радиоволнового просвечивания, основанные на выделении аномалий в межскважинном пространстве по относительному уменьшению напряженности поля на наблюденной кривой ("Способ тени" [1, с. 150] ), путем сопоставления наблюденной кривой напряженности поля с кривыми напряженности нормального поля ("Способ сравнения" [2, с. 151]). Known methods for processing radio wave transmission data based on the identification of anomalies in the interwell space for a relative decrease in field strength on the observed curve ("Shadow Method" [1, p. 150]), by comparing the observed field strength curve with normal field strength curves ("Method comparisons "[2, p. 151]).
Далее приводится несколько определений, необходимых для исключения возможных разночтений в материалах заявки. The following are a few definitions necessary to exclude possible discrepancies in the application materials.
Нормальным полем называется поле заданного источника для некоторой модели однородной изотропной или анизотропной среды с заданными электромагнитными параметрами. A normal field is a field of a given source for a certain model of a homogeneous isotropic or anisotropic medium with given electromagnetic parameters.
Обобщенной плоскостью называется способ представления информации о межскважинном или скважинно-наземном просвечивании, при котором вдоль одной оси декартовой системы координат на плоскости откладывается глубина по стволу первой скважины, вдоль другой глубина по стволу второй (или расстояние от устья скважины для скважинно-наземного варианта), а точке на плоскости с соответствующими координатами присваивается некоторая числовая величина, непосредственно зарегистрированная или рассчитанная из зарегистрированных данных. При этом основным интерпретационным параметром является коэффициент экранирования Э, определяемый как отношение напряженности нормального и измеренного полей. В некоторых случаях используется коэффициент волноводности В, определяемый как величина, обратная коэффициенту экранирования. Допустимо использование также и других характеристик. Все приводимые ниже выкладки и рассуждения справедливы для любой из них. Поэтому далее всюду используется обобщающее название интерпретационный параметр. A generalized plane is a way of presenting information about inter-well or downhole-surface penetration, in which depth along the first wellbore is plotted along one axis of the Cartesian coordinate system on the plane, and a second depth along the other wellbore (or distance from the wellhead for the downhole version) is plotted and a point on the plane with the corresponding coordinates is assigned a numerical value directly recorded or calculated from the recorded data. The main interpretation parameter is the screening coefficient E, defined as the ratio of the normal and measured field strengths. In some cases, the waveguide coefficient B, which is defined as the reciprocal of the screening coefficient, is used. Other characteristics may also be used. All the calculations and reasonings below are valid for any of them. Therefore, hereinafter, a generalizing name is used everywhere for the interpretation parameter.
Томограммой называется карта распределения интерпретационного параметра в исследуемом пространстве, построенная с применением итерационных томографических методов обработки данных. A tomogram is a map of the distribution of the interpretational parameter in the space under study, constructed using iterative tomographic data processing methods.
Наиболее близким к изобретению (его прототипом) является способ обработки данных радиоволнового просвечивания [3] заключающийся в получении полевых данных, оценивании уровня шума и его вычитании из полученных результатов по формуле
Е SQRT(Ue•Ue Un•Un) (1),
где Ue уровень сигнала,
Un уровень шума, учете траектории ствола скважины (коррекции данных по глубине), выделении лучей, удовлетворяющих условию малости радиальной компоненты зарегистрированного поля по формуле
где 
R расстояние передатчик-приемник,
Q1 угол между осью передающего диполя и лучом,
Q2 угол между осью приемного диполя и лучом, вычислении коэффициентов поглощения для этих лучей, построении зависимости коэффициентов поглощения от угла Q1 в вертикальной плоскости, оценке параметров анизотропии по этой зависимости для полярной компоненты электромагнитной волны, расчете величины нормального электромагнитного поля с учетом анизотропии по системе номограмм, расчете интерпретационного параметра (например, коэффициента экранирования) путем деления значения нормального поля на зарегистрированное значение при каждом измерении, вынесении полученных величин на обобщенную плоскость, построении изолиний интерпретационного параметра на обобщенной плоскости, выделении по ним аномалии и анализе ее формы, выделении прямолинейных участков изолиний в пределах аномалии, содержащих лучи, пересекающиеся в нижнем полупространстве, по критерию попадания угла наклона этих участков в диапазон углов О 90 градусов, переносе лучей с выделенных участков на межскважинный разрез так, чтобы оконтуриваемая ими область имела минимально возможную площадь (способ НЭП), и суждении на основе изучения указанной области о положении в межскважинном пространстве аномалиеобразующего объекта [3, с. 10-41] Как вспомогательный критерий для выделения лучей, пересекающихся в нижнем полупространстве, может быть также использовано попадание угла наклона касательной к изолинии в диапазон 0-90 градусов.Closest to the invention (its prototype) is a method of processing radio wave transmission data [3] consisting in obtaining field data, estimating the noise level and subtracting it from the results obtained by the formula
E SQRT (Ue • Ue Un • Un) (1),
where is the signal strength
Un noise level, taking into account the trajectory of the wellbore (correction of data by depth), the selection of rays that satisfy the condition of smallness of the radial component of the recorded field according to the formula
Where
R distance transmitter-receiver,
Q1 is the angle between the axis of the transmitting dipole and the beam,
Q2 is the angle between the axis of the receiving dipole and the beam, calculating the absorption coefficients for these rays, plotting the absorption coefficients on the angle Q1 in the vertical plane, estimating the anisotropy parameters from this dependence for the polar component of the electromagnetic wave, calculating the normal electromagnetic field taking into account anisotropy using the system of nomograms calculating an interpretational parameter (e.g., screening coefficient) by dividing the normal field value by the recorded value at each measurement rhenium, taking the obtained values to the generalized plane, plotting the contour lines of the interpretational parameter on the generalized plane, extracting anomalies from them and analyzing its shape, selecting straight sections of isolines within the anomaly containing rays intersecting in the lower half-space, according to the criterion for the inclination of these sections to the range of angles is About 90 degrees, the transfer of rays from the selected areas to the cross-sectional section so that the area contoured by them has the minimum possible area (NEP method), and judgments and based on the study of the indicated area about the position in the interwell space of the anomaly-forming object [3, p. 10-41] As an auxiliary criterion for distinguishing rays intersecting in the lower half-space, the inclusion of the angle of inclination of the tangent to the contour in the range of 0-90 degrees can also be used.
Недостатками известного способа является то, что процесс расчета нормального поля ведется с учетом влияния анизотропии только на одну полярную компоненту регистрируемой волны и только в вертикальной плоскости. Вычислительный алгоритм не предусматривает итерационной корректировки параметров анизотропии вмещающей среды, в связи с чем возникают существенные ошибки в интерпретации, а точная локализация аномалиеобразующего объекта в пространстве становится невозможной [3, с. 40]
Это обусловлено тем, что в силу слоистости горной среды на значение сигнала в точке приема существенным образом влияет угол встречи луча с плоскостью слоев. Однако подобная зависимость, в свою очередь, различна для различных расстояний от источника до приемника. На больших удалениях вклад от анизотропии в принятый сигнал может в несколько раз превышать вклад от объекта поиска.The disadvantages of this method is that the process of calculating the normal field is carried out taking into account the influence of anisotropy on only one polar component of the detected wave and only in the vertical plane. The computational algorithm does not provide for iterative adjustment of the anisotropy parameters of the enclosing medium, in connection with which significant errors in interpretation arise, and the exact localization of the anomaly-forming object in space becomes impossible [3, p. 40]
This is due to the fact that, due to the layering of the mountain environment, the signal at the receiving point is significantly affected by the angle of the beam meeting the plane of the layers. However, this dependence, in turn, is different for different distances from the source to the receiver. At large distances, the contribution from anisotropy to the received signal can be several times greater than the contribution from the search object.
К недостаткам известного способа следует отнести и то, что диаграмма направленности излучателя в реальных условиях никак не оценивается, а просто принимается соответствующей диаграмме элементарного диполя. The disadvantages of this method include the fact that the radiation pattern of the emitter in real conditions is not evaluated in any way, but simply adopted by the corresponding diagram of an elementary dipole.
Еще одним недостатком известного способа является то, что весь процесс обработки и интерпретации производят в предположении, что распространение радиоволн внутри горной среды происходит по законам геометрической оптики то есть дифракционные искажения просто не включаются в процесс обработки. Из обработки также исключаются все криволинейные участки изолиний интерпретационного параметра на обобщенной плоскости. Все это приводит к существенной потере информации. Another disadvantage of the known method is that the entire processing and interpretation process is carried out under the assumption that the propagation of radio waves inside the mountain occurs according to the laws of geometric optics, that is, diffraction distortions simply are not included in the processing process. All curved sections of the isolines of the interpretational parameter on the generalized plane are also excluded from processing. All this leads to a significant loss of information.
Помимо этого способ-прототип не содержит возможности производить количественное определение электрических свойств аномалиеобразующего объекта на рабочей частоте просвечивания. In addition, the prototype method does not contain the ability to quantify the electrical properties of the anomaly-forming object at the working frequency of transmission.
К числу его недостатков следует отнести присутствующую всегда неоднозначность результатов, связанную с внутренними недостатками алгоритмов локализации и в частности способа НЭП. Among its shortcomings should be attributed to the always ambiguous results associated with the internal shortcomings of localization algorithms and, in particular, the NEP method.
Возможностей для устранения подобных неоднозначностей и, соответственно, алгоритмов оценки достоверности получаемых результатов известный способ не содержит. The known method does not contain possibilities for eliminating such ambiguities and, accordingly, algorithms for assessing the reliability of the results obtained.
Техническим результатов изобретения является повышение достоверности интерпретации и точности локализации объектов поиска за счет привлечения к обработке всех зарегистрированных лучей, учета анизотропии горной среды раздельно для каждой компоненты электромагнитного поля как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, причем существенный прирост точности обеспечивается за счет итерационного метода осуществления вычислений, а также расширения возможностей способа путем введения ряда дополнительных алгоритмов: оценки зависимости коэффициента установки от направления в вертикальной и горизонтальной плоскости (диаграммы направленности); раздельной обработки лучей, описываемых разными волновыми моделями (оптико-геометрической и дифракционной); оценки достоверности получаемых результатов; определения физических свойств аномального объекта на частоте радиопросвечивания; совокупного и итерационного использования различных методов локализации аномалии. The technical result of the invention is to increase the accuracy of interpretation and accuracy of localization of search objects by involving all registered rays in processing, taking into account the anisotropy of the mountain environment separately for each component of the electromagnetic field in both horizontal and vertical planes, and a significant increase in accuracy is ensured by the iterative method performing calculations, as well as expanding the capabilities of the method by introducing a number of additional algorithms: awns from the coefficient setting direction in the vertical and horizontal plane (directivity pattern); separate processing of the rays described by different wave models (optical-geometric and diffraction); assessment of the reliability of the results; determination of the physical properties of an anomalous object at the frequency of radio transmission; cumulative and iterative use of various methods for localizing anomalies.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном способе обработки и интерпретации данных радиоволнового просвечивания, включающем операции получения полевых данных, вычислении и вычитании шума, коррекции данных по глубине, выделении лучей с малой радиальной составляющей электромагнитной волны, вычислении нормального поля, расчете коэффициентов поглощения, расчете интерпретационных параметров и построении их изолиний на обобщенной плоскости, выделении аномалии и анализе ее формы, переносе лучей на межскважинный разрез и суждении о положении в пространстве аномального объекта по оконтуриваемой ими на разрезе области наименьшей площади, операцию расчета нормального поля проводят для всех зарегистрированных лучей, без соблюдения условия малости радиальной компоненты. The stated technical problem is achieved by the fact that in the known method of processing and interpretation of radio wave transmission data, including operations of obtaining field data, calculating and subtracting noise, correcting depth data, extracting rays with a small radial component of the electromagnetic wave, calculating the normal field, calculating the absorption coefficients, calculating interpretation parameters and constructing their isolines on a generalized plane, isolating the anomaly and analyzing its shape, transferring rays to the interwell time cut and judgments about the position in space of the anomalous object according to the region of smallest area that they outline in the section, the operation of calculating the normal field is carried out for all registered rays, without observing the condition for the smallness of the radial component.
Тем самым происходит существенное расширение области исследования, так как снимаются ограничения на максимальное превышение приемника над излучателем и, следовательно, для просвечивания становятся доступными существенно большие диапазоны углов и расстояний. Thereby, a significant expansion of the research area takes place, since the restrictions on the maximum excess of the receiver over the emitter are removed and, therefore, substantially larger ranges of angles and distances become available for transmission.
Поиск и учет анизотропии в заявляемом способе разделяется на несколько этапов. Search and accounting for anisotropy in the claimed method is divided into several stages.
На первом этапе определение параметров анизотропии производят раздельно для полярной и радиальной компонент по различным уравнениям. Для этого из полевых данных выделяют области преимущественного действия одной из составляющих поля, и для каждой области находят зависимость коэффициентов поглощения от угла между лучом и плоскостью, перпендикулярной усредненной плоскости искривления скважин и параллельной прямой, соединяющей их устья. В этой же плоскости определяется функция угловой зависимости параметра установки и проводится его корректировка в случае резкого изменения условий излучения или приема. Такое построение позволяет производить интерпретацию с минимальными искажениями. At the first stage, the anisotropy parameters are determined separately for the polar and radial components according to various equations. For this purpose, the areas of predominant action of one of the field components are distinguished from the field data, and for each region the absorption coefficients are found as a function of the angle between the beam and the plane perpendicular to the averaged curvature plane of the wells and parallel to the straight line connecting their mouths. In the same plane, the function of the angular dependence of the installation parameter is determined and its correction is carried out in case of a sharp change in the radiation or reception conditions. Such a construction allows interpretation with minimal distortion.
На втором этапе зависимости найденные для каждой из областей в указанной плоскости, экстраполируют на смежные области и по полученным результатам строят интегральную функцию распределения коэффициентов поглощения от угла. По ней определяют интегральные численные значения коэффициентов анизотропии и угол наклона плоскости анизотропии к горизонту. At the second stage, the dependences found for each of the regions in the indicated plane are extrapolated to adjacent regions and the integral function of the distribution of absorption coefficients from the angle is constructed from the obtained results. Using it, the integral numerical values of the anisotropy coefficients and the angle of inclination of the anisotropy plane to the horizon are determined.
На третьем этапе полученные параметры вновь вводятся в расчет зависимостей реальных коэффициентов поглощения от угла ориентировки луча, и весь цикл расчетов повторяется снова до достижения заданной точности. At the third stage, the obtained parameters are again introduced into the calculation of the dependences of the real absorption coefficients on the beam orientation angle, and the entire calculation cycle is repeated again until the specified accuracy is achieved.
Таким образом удается обеспечить наиболее полный и точный учет влияния электрический анизотропии, изменения условий излучения и приема в скважине, изменения расстояния излучатель-приемник. Thus, it is possible to provide the most complete and accurate account of the influence of electrical anisotropy, changes in the conditions of radiation and reception in the well, changes in the distance of the emitter-receiver.
На фиг. 1 представлена блок-схема итерационного процесса учета и компенсации анизотропии и изменения коэффициента установки; на фиг. 2 - диаграмма углового распределения коэффициентов поглощения для полярной компоненты; на фиг. 3 инегральная диаграмма углового распределения коэффициентов поглощения; на фиг. 4 обобщенная плоскость коэффициентов экранирования; на фиг. 5 геоэлектрический разрез с результатами локализации по способу НЭП; на фиг. 6 геоэлектрический разрез с результатами локализации способом итерационных томографических алгоритмов (геотомограмма); на фиг. 7 - геотомограмма из эталонного каталога; на фиг. 8 кривые дифракционной составляющей электромагнитного поля для выбранной модели объекта; на фиг. 9 и 10 оценка электрического сопротивления аномального объекта: на фиг. 9 - график измерения сопротивления по линии L-M; на фиг. 10 диаграммы зависимости коэффициента экранирования от угла падения волны на объект. In FIG. 1 shows a block diagram of an iterative process for accounting and compensating for anisotropy and changes in the installation coefficient; in FIG. 2 is a diagram of the angular distribution of absorption coefficients for the polar component; in FIG. 3 is an integral diagram of the angular distribution of absorption coefficients; in FIG. 4 generalized plane of screening coefficients; in FIG. 5 geoelectric section with the results of localization by the NEP method; in FIG. 6 geoelectric section with the results of localization using iterative tomographic algorithms (geotomogram); in FIG. 7 - geotomogram from the reference catalog; in FIG. 8 curves of the diffraction component of the electromagnetic field for the selected model of the object; in FIG. 9 and 10 estimate the electrical resistance of an abnormal object: in FIG. 9 is a graph of resistance measurement along the L-M line; in FIG. 10 diagrams of the dependence of the screening coefficient on the angle of incidence of the wave on the object.
Для существенного повышения точности интерпретации за счет раздельной обработки данных, описываемых оптико-геометрической и дифракционной волновыми моделями, в заявляемый способ вводится операция селекции исходных лучей по критерию угла наклона касательной к изолинии на обобщенной плоскости. Было теоретически и экспериментально показано, что лучи, несущие дифракционные искажения имеют углы наклона касательной к изолинии на обобщенной плоскости в пределах 90-180 и 270-360 градусов и, следовательно, могут быть выделены на основе этого критерия. To significantly improve the accuracy of interpretation due to the separate processing of the data described by the optical-geometric and diffraction wave models, the operation of selecting the initial rays by the criterion of the angle of inclination of the tangent to the contour on a generalized plane is introduced into the inventive method. It was theoretically and experimentally shown that rays that carry diffraction distortions have angles of inclination of the tangent to the contour on a generalized plane within 90-180 and 270-360 degrees and, therefore, can be distinguished based on this criterion.
Использование данных, "очищенных" таким образом от влияния анизотропии и дифракции, приводит к тому, что совокупность существенных признаков, указанных в отличительной части п. 2 формулы изобретения, приобретает по сравнению с известным техническим решением новое свойство, необходимое для достижения поставленной цели, возможность суждения о пространственном расположении границ аномального объекта по замкнутому контуру теневой области наименьшей площади. The use of data "purified" in this way from the influence of anisotropy and diffraction, leads to the fact that the set of essential features specified in the distinctive part of
Лучи, распространение которых в горной среде не может быть описано законами геометрической оптики, обрабатываются по специальному методу. В основе этого метода лежит выделение дифракционной составляющей зарегистрированного сигнала, представление ее в виде набора графиков зависимостей амплитуды указанной составляющей от формы и положения объекта в пространстве и расстоянии источник-приемник для различных стоянок источника. На основании такого набора возможно качественное и количественное суждение о положении в пространстве кромок аномального объекта. При этом количественный анализ проводят методом подбора, так как примерное первоначальное положение границ аномального объекта в пространстве определяется независимо (см. выше). При подборе возможен как математический, так и экспериментальный расчет дифракционного поля на основе выбранной модели. Rays, the propagation of which in a mountainous environment cannot be described by the laws of geometric optics, are processed according to a special method. The basis of this method is the separation of the diffraction component of the recorded signal, its presentation in the form of a set of graphs of the dependences of the amplitude of the specified component on the shape and position of the object in space and the source-receiver distance for various source stops. Based on such a set, a qualitative and quantitative judgment on the position in space of the edges of the anomalous object is possible. In this case, a quantitative analysis is carried out by the selection method, since the approximate initial position of the boundaries of the anomalous object in space is determined independently (see above). In the selection, both mathematical and experimental calculation of the diffraction field based on the selected model is possible.
Суждение о положении кромки выносится на основе сопоставления расчетных и экспериментальных кривых модель, давшая наилучшее схождение, очевидно, наиболее близка к истиной. The judgment on the position of the edge is made on the basis of a comparison of the calculated and experimental curves, the model that gave the best convergence is obviously the closest to the truth.
Другое отличие состоит в том, что для оценки достоверности получаемых результатов вводится механизм обратной связи, то есть сопоставление полученного результата (томограммы интерпретационных параметров) с каталогом эталонных томограмм, что позволяет выбрать наиболее подходящую по всей совокупности параметров пространственную модель аномального объекта, а по степени совпадения томограмм сделать вывод о применимости выбранной модели. Another difference is that in order to assess the reliability of the obtained results, a feedback mechanism is introduced, that is, a comparison of the result (tomograms of interpretation parameters) with a catalog of reference tomograms is introduced, which allows you to choose the most suitable spatial model of the anomalous object for the entire set of parameters, and according to the degree of coincidence tomograms conclude the applicability of the selected model.
Каталог, лежащий в основе указанного алгоритма, строится на основе решения прямой задачи для всех возможных типовых вариантов геологической задачи. The catalog underlying this algorithm is built on the basis of solving a direct problem for all possible typical variants of a geological problem.
Возможны различные пути решения прямой задачи как численный, так и экспериментальный, на основе физического моделирования в баке с электролитом. There are various ways to solve the direct problem, both numerical and experimental, based on physical modeling in an electrolyte tank.
Предложенный способ содержит алгоритм, позволяющий произвести количественную оценку экранирующей способности аномального объекта после того, как его форма и характерные размеры определены путем расчета зависимости интерпретационного параметра от угла падения волны на объект. The proposed method contains an algorithm that allows you to quantify the screening ability of an anomalous object after its shape and characteristic dimensions are determined by calculating the dependence of the interpretation parameter on the angle of incidence of the wave on the object.
Подобная зависимость характеризует физические свойства самого аномального тела, чем обеспечивается новое свойство, существенное для достижения поставленной цели. Such a dependence characterizes the physical properties of the anomalous body itself, which ensures a new property that is essential for achieving the goal.
Способ интерпретации полученной диаграммы также предполагает построение ряда опорных зависимостей, перекрывающих по некоторой сетке возможный диапазон изменения физических свойств аномалиеобразующего объекта, с последующим подбором варианта с наибольшей степенью совпадения. На основе такого варианта производится суждение о его возможных электрических свойствах на частоте радиопросвечивания. The method of interpreting the obtained diagram also involves the construction of a number of reference dependences that over some grid overlap a possible range of changes in the physical properties of the anomaly-forming object, with the subsequent selection of the variant with the greatest degree of coincidence. On the basis of this option, a judgment is made about its possible electrical properties at the radio transmission frequency.
Таким образом, предложен ряд модификаций прототипа, позволяющих существенно улучшить и расширить процесс обработки данных радиоволнового просвечивания. Thus, a number of modifications of the prototype are proposed, which can significantly improve and expand the process of processing radio wave transmission data.
Более значительное повышение глубины анализа полевого материала может быть достигнуто за счет одновременного и итерационного использования всех указанных способов. Каждый из них в отдельности может характеризовать объект только лишь в рамках заложенной в него физической модели например, оптико-геометрической или дифракционной. Одновременное использование всего имеющегося "арсенала" приводит к выявлению ряда противоречий, разрешение которых существенно повышает глубину и достоверность интерпретации. A more significant increase in the depth of analysis of field material can be achieved through the simultaneous and iterative use of all these methods. Each of them individually can characterize an object only within the framework of a physical model embedded in it, for example, optical-geometric or diffraction. The simultaneous use of the entire available "arsenal" leads to the identification of a number of contradictions, the resolution of which significantly increases the depth and reliability of the interpretation.
Причинами появления противоречий является с одной стороны недоучет искажающего влияния среды при расчете нормального поля, а с другой выделение аномалий, обусловленных в основном интерференционными экстремумами, и пропуск относительно слабоконтрастных объектов из-за недостаточной разрешающей способности некоторых способов локализации. The reasons for the appearance of contradictions are, on the one hand, the underestimation of the distorting influence of the medium in the calculation of the normal field, and on the other, the identification of anomalies caused mainly by interference extremes and the omission of relatively low-contrast objects due to the insufficient resolution of some localization methods.
Противоречия могут быть разрешены лишь итерационно, многократной переобработкой полевого материала. Contradictions can only be resolved iteratively, by repeated processing of field material.
При этом на первом цикле расчетов происходит выбор интерпретационной модели (то есть свойства горной среды, включая параметры анизотропии, количество, характерные размеры форма и свойства объектов) и оценка ее достоверности. По полученной модели производится расчет "псевдополевых" данных и сопоставление их с зарегистрированными. При этом систематическая невязка одного с другим означает, что вычисление нормального поля произведено неточно и использованные в расчете "настроечные" параметры нуждаются в корректировке. In this case, in the first cycle of calculations, the interpretation model is selected (that is, the properties of the mountain environment, including the anisotropy parameters, quantity, characteristic dimensions, shape and properties of objects) and its reliability is assessed. According to the obtained model, “pseudo-field” data are calculated and compared with the registered data. At the same time, a systematic discrepancy between one and the other means that the calculation of the normal field is inaccurate and the "tuning" parameters used in the calculation need to be adjusted.
При втором и последующих циклах расчета происходит наложение построенных обобщенных плоскостей. При этом, например, интерференционные экстремумы могут быть выделены по степени совпадения изолиний уточненный расчет нормального поля приводит к тому, что все изолинии смещаются закономерно, в то время как интерференционный экстремум остается на прежнем месте. In the second and subsequent calculation cycles, the constructed generalized planes are superimposed. In this case, for example, interference extrema can be distinguished by the degree of coincidence of the isolines; an improved calculation of the normal field leads to the fact that all the isolines are displaced naturally, while the interference extremum remains in the same place.
На каждом новом цикле обработки происходит сопоставление полученного результата с предыдущими. В случае, если выбранная модель отвечает истинной, будет наблюдаться сходимость последовательно определяемых в каждом цикле размеров, форм, положений в пространстве и физических свойств каждого из объектов. Когда отличия текущего шага от предыдущего станут меньше предела значимости (то есть некоторой наперед заданной точности по каждому из параметров), то результаты данного шага могут быть приняты за искомые. On each new processing cycle, the result is compared with the previous ones. If the selected model is true, then convergence of successively determined sizes, shapes, spatial positions and physical properties of each of the objects will be observed in each cycle. When the differences of the current step from the previous one become less than the significance limit (that is, some predetermined accuracy for each of the parameters), then the results of this step can be taken as the desired ones.
Отсутствие процесса сходимости означает, что примененная интерпретационная модель неверна и нуждается в замене. The absence of a convergence process means that the applied interpretation model is incorrect and needs to be replaced.
Заявляемый способ реализуется путем выполнения следующих операций:
1. Производят полевые измерения, оценивают уровень шума, вычитают его из зарегистрированных данных по формуле (1).The inventive method is implemented by performing the following operations:
1. Field measurements are made, the noise level is estimated, and it is subtracted from the recorded data by the formula (1).
2. Корректируют данные по глубине, то есть рассчитывают истинные глубины и координаты стоянок излучателя и приемника. 2. Correct the data by depth, that is, calculate the true depths and coordinates of the stops of the emitter and receiver.
3. Рассчитывают коэффициенты поглощения для всех зарегистрированных лучей. 4. Выделяют зоны преимущественного влияния полярной и радиальной компонент, а также смешанную зону. 5. Строят распределение коэффициентов поглощения от угла между лучом и плоскостью, перпендикулярной усредненной поверхности искривления стволов скважин и параллельной прямой, соединяющей их устья, и аппроксимируют его кривой. 3. Calculate the absorption coefficients for all detected rays. 4. Allocate zones of predominant influence of the polar and radial components, as well as a mixed zone. 5. Build the distribution of absorption coefficients from the angle between the beam and the plane perpendicular to the averaged surface of the curvature of the wellbores and parallel to the straight line connecting their mouths, and approximate its curve.
По полученным кривым определяют угол наклона плоскости анизотропии, параметры анизотропии для каждой компоненты отдельно, интегральные характеристики анизотропии и угловую диаграмму направленности коэффициента установки. The obtained curves determine the angle of inclination of the anisotropy plane, the anisotropy parameters for each component separately, the integrated anisotropy characteristics and the angular radiation pattern of the installation coefficient.
6. Вычисляют нормальное поле как векторную сумму полярной и радиальной компонент с учетом анизотропии. 6. The normal field is calculated as the vector sum of the polar and radial components, taking into account anisotropy.
7. Сопоставляют полевые данные и нормальное поле, оценивают невязку, корректируют параметры анизотропии и диаграмму направленности коэффициента установки и вновь повторяют операции по пп. 1-7 до тех пор, пока невязка не станет меньше некоторой наперед заданной величины. 7. Compare the field data and the normal field, estimate the residual, adjust the anisotropy parameters and the radiation pattern of the setup coefficient, and repeat the operations in paragraphs again. 1-7 until the residual becomes less than a certain predetermined value.
8. Рассчитывают интерпретационный параметр для всех лучей и строят его изолинии на обобщенной плоскости. 8. Calculate the interpretation parameter for all rays and build its contours on a generalized plane.
9. Выделяют аномалию и анализируют ее форму. 9. Anomaly is isolated and its shape is analyzed.
10. Рассчитывают угол наклона касательной к изолиниям и выделяют те участки изолиний, где значение угла попадает в диапазон О-90 и 180-270 градусов. 10. Calculate the angle of inclination of the tangent to the contours and select those sections of contours where the angle falls into the range of O-90 and 180-270 degrees.
11. Переносят на межскважинный разрез с обобщенной плоскости те лучи, точки пересечения которых образуют на межскважинном разрезе замкнутый контур наименьшей площади. 11. Transfer those rays whose intersection points form a closed loop of the smallest area on the interwell section to the interwell section from the generalized plane.
12. Судят на основании этого контура о границах аномального объекта в пространстве. 12. Judged on the basis of this circuit about the boundaries of the anomalous object in space.
13. По отдельным характерным лучам, расположенным на невыделенных участках изолиний, строят набор графиков зависимостей дифракционной составляющей интерпретационного параметра от расстояния для разных стоянок источника. 13. Using separate characteristic rays located on unselected sections of isolines, a set of graphs is plotted for the dependence of the diffraction component of the interpretation parameter on the distance for different source sites.
14. Сопоставляют указанный набор с теоретическим каталогом подобных зависимостей, рассчитанных для различных положений в пространстве аномалиеобразующего объекта, и по зависимости, давшей наилучшее совпадение, определяют положение на разрезе кромок аномалиеобразующего объекта. 14. The indicated set is compared with a theoretical catalog of similar dependencies calculated for various positions in the space of the anomaly-forming object, and the position giving the best match determines the position in the section of the edges of the anomaly-forming object.
15. Строят томограмму интерпретационного параметра с учетом найденных формы и размеров объекта, сопоставляют ее с каталогом эталонных томограмм, уточняя тем самым характерную форму и размеры объекта, а также оценивают достоверность получаемых результатов. 15. The tomogram of the interpretation parameter is built taking into account the found shape and size of the object, compared with the catalog of standard tomograms, thereby clarifying the characteristic shape and size of the object, and also evaluate the reliability of the results.
16. Строят набор зависимостей интерпретационного параметра от угла падения волны на объект для некоторого набора прямолинейных профилей. 16. A set of dependencies of the interpretation parameter on the angle of incidence of the wave on the object is constructed for a certain set of straight-line profiles.
17. Сопоставляют полученные зависимости с теоретическими для каждого из профилей, определяя тем самым электрические свойства объекта на частоте просвечивания. 17. Compare the obtained dependences with the theoretical ones for each of the profiles, thereby determining the electrical properties of the object at the transmission frequency.
18. С учетом полученной информации о форме, размерах и свойствах объекта, а также сведений об анизотропии горной среды и угловой зависимости коэффициента установки производят теоретический расчет электромагнитного поля и сопоставляют его с наблюденным. Затем производят оценку невязки, определяют по ней степень компенсации анизотропии, корректируют параметры анизотропии. 18. Taking into account the information received about the shape, size and properties of the object, as well as information about the anisotropy of the mountain environment and the angular dependence of the installation coefficient, a theoretical calculation of the electromagnetic field is made and compared with the observed one. Then the residual is estimated, the degree of anisotropy compensation is determined from it, and the anisotropy parameters are adjusted.
19. Вновь строят изолинии интерпретационного параметра на обобщенной плоскости и сопоставляют их с предыдущими. 19. Again, isolines of the interpretational parameter are built on a generalized plane and compared with the previous ones.
20. Исключают из обработки интерференционные экстремумы по степени расхождения или закономерного изменения изолиний. 20. Exclude interference extrema from the processing according to the degree of discrepancy or regular change of isolines.
21. Вновь оценивают форму, расположение, размеры и свойства аномалиеобразующего объекта и сопоставляют их с определенными ранее. 21. Again evaluate the shape, location, size and properties of the anomaly-forming object and compare them with those previously defined.
22. Многократно повторяя операции по пп. 19-21, строят ряды промежуточных результатов и определяют пределы их сходимости. 22. Repeatingly repeating the operations of PP. 19-21, build the series of intermediate results and determine the limits of their convergence.
23. Судят по определенным пределам сходимости об истинных форме, размерах, расположении в пространстве и свойствах аномалиеобразующего объекта. 23. Judged by certain limits of convergence about the true shape, size, location in space and properties of the anomaly-forming object.
В качестве примера рассмотрим обработку и интерпретацию данных радиоволнового просвечивания при поиске и оценке запасов медно-никелевых руд Норильского рудного района. As an example, we consider the processing and interpretation of radio wave transmission data when searching and evaluating the reserves of copper-nickel ores in the Norilsk ore district.
Расстояние между скважинами 1460 м глубина первой скважины 1240 м второй 980 м. Интервал перемещения излучателя в скважине 80-1000 м, приемника - 120-800 м. Шаг между стоянками излучателя 40 м, между стоянками приемника 20 м. Количество замеров 984. The distance between the wells is 1460 m; the depth of the first well is 1240 m; the second is 980 m. The interval between the emitter in the well is 80-1000 m, the receiver is 120-800 m.The step between the emitter stays is 40 m, and between the stalls of the receiver 20 m. The number of measurements is 984.
Уровень шума был оценен в 0,23 мВ и вычтен по формуле (1). The noise level was estimated at 0.23 mV and subtracted by the formula (1).
На фиг. 2 и 3 приведены зависимости коэффициентов поглощения от угла для полярной компоненты (фиг. 2) и интегральная зависимость (фиг. 3). Построения производились в плоскости, перпендикулярной усредненной поверхности искривления стволов скважин и параллельной прямой, соединяющей их устья. In FIG. Figures 2 and 3 show the dependences of the absorption coefficients on the angle for the polar component (Fig. 2) and the integral dependence (Fig. 3). The constructions were carried out in a plane perpendicular to the averaged surface of the curvature of the wellbores and parallel to the straight line connecting their mouths.
По этим кривым были определены: для полярной компоненты угол наклона плоскости анизотропии Ао -7 градусов (точка F1), коэффициент анизотропии равный 0,15; для интегральной зависимости эти значения составили: Ао -10 градусов, (точка F2), коэффициент анизотропии 0,04. From these curves were determined: for the polar component, the angle of inclination of the anisotropy plane Ao is -7 degrees (point F1), the anisotropy coefficient is 0.15; for the integral dependence, these values were: Ao -10 degrees, (point F2), anisotropy coefficient 0.04.
Далее было рассчитано нормальное поле и построены изолинии коэффициентов экранирования на обобщенной плоскости (фиг. 3). Все лучи были разделены по критерию углов наклона касательной к изолинии на описываемые оптико-геометрической (тонкая линия) и дифракционной (толстая линия) моделями. Next, the normal field was calculated and isolines of the screening coefficients on the generalized plane were constructed (Fig. 3). All rays were divided according to the criterion of the angles of inclination of the tangent to the contour into the described optical-geometric (thin line) and diffraction (thick line) models.
На обобщенной плоскости была выделена аномалия и зоны дифракционных и интерференционных искажений, связанные, по-видимому, с влиянием кромок рудных тел. On the generalized plane, an anomaly and zones of diffraction and interference distortions were identified, apparently related to the influence of the edges of the ore bodies.
Форма, размеры и положение на межскважинном разрезе аномалиеобразующего объекта первоначально были оценены по способу НЭП (фиг. 5). Интерпретация замкнутых контуров со значением коэффициентов экранирования "50", "100" и выше позволила сделать вывод о том, что аномалия образована двумя рудными телами, отстоящими друг от друга на значительное расстояние. The shape, size and position at the cross-sectional section of the anomaly-forming object were initially evaluated by the NEP method (Fig. 5). The interpretation of closed loops with shielding coefficients of "50", "100" and higher allowed us to conclude that the anomaly is formed by two ore bodies spaced apart by a considerable distance.
Для оценки такого предположения была рассчитана томограмма (фиг. 6). Ее сопоставление с эталоном (фиг. 7) позволило подтвердить истинность выбранной интерпретационной модели. To evaluate this assumption, a tomogram was calculated (Fig. 6). Its comparison with the standard (Fig. 7) made it possible to confirm the truth of the chosen interpretation model.
Положение в пространстве кромок аномального объекта было определено на дифрагировавшим лучам (фиг. 4). На фиг. 8 приведены результаты определения их положения в пространстве по сопоставлению зарегистрированных и расчетных кривых зависимости дифракционной составляющей сигнала от расстояния. The position in space of the edges of the anomalous object was determined on diffracted rays (Fig. 4). In FIG. Figure 8 shows the results of determining their position in space by comparing the recorded and calculated curves of the dependence of the diffraction component of the signal on distance.
Определенные таким образом кромки объекта были вынесены на межскважинный разрез (фиг. 6, точка S1). The edges of the object defined in this way were taken out to the crosshole section (Fig. 6, point S1).
Сопротивление аномального объекта определено по линии L-М на межскважинном разрезе (фиг. 6). На фиг. 9 показаны расчетные графики изменения электрического сопротивления по этой линии, которое определено с помощью расчетных диаграмм зависимости коэффициента экранирования от угла падения электромагнитной волны на объекта (фиг. 10). The resistance of the abnormal object is determined by the line L-M at the cross-sectional section (Fig. 6). In FIG. 9 shows the calculated graphs of the change in electrical resistance along this line, which is determined using the calculated diagrams of the dependence of the screening coefficient on the angle of incidence of the electromagnetic wave on the object (Fig. 10).
Удельное электрическое сопротивление выделенного объекта составило 60-80 Омм. The electrical resistivity of the selected object was 60-80 Ohm.
Таким образом по данным радиоволнового просвечивания были выделены рудные тела, оценены их форма, размеры, положение в пространстве и электрические свойства. Thus, according to radio wave transmission, ore bodies were identified, their shape, size, spatial position and electrical properties were estimated.
Все приводимые результаты получены как итоговые при многошаговых итерационных расчетах, но промежуточные стадии не приводятся в силу их громоздкости. All the results presented are obtained as final results in multi-step iterative calculations, but the intermediate stages are not presented due to their bulkiness.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93037780A RU2084930C1 (en) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | Method of radio wave interhole exposure to radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93037780A RU2084930C1 (en) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | Method of radio wave interhole exposure to radiation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93037780A RU93037780A (en) | 1996-07-10 |
| RU2084930C1 true RU2084930C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=20145489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93037780A RU2084930C1 (en) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | Method of radio wave interhole exposure to radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2084930C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543699C2 (en) * | 2007-05-07 | 2015-03-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method and device for automatic recovery of well geometry by measurements of low-frequency electromagnetic signals |
| RU2710874C1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-01-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Радионда" | Method for volumetric radio-wave geointroscopy of rocks in inter-well space |
| CN116047617A (en) * | 2023-03-10 | 2023-05-02 | 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 | Method and device for identifying geological features between wells |
-
1993
- 1993-07-22 RU RU93037780A patent/RU2084930C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Руководство по радиоволновым методам скважинной и шахтной геофизики/ Под ред. Петровского А.Д. и Попова А.А. - М.: Недра 1977. 2. Иванов С.И. Методика геофизического просвечивания межскважинных пространств. Методика и техника разведки.- Л.: ОНТИ ВИТР, вып.26, 1961, с.52 - 77. 3. Борисов Б.Ф., Гуревич Г.Ф., Чигирина И.И. Методические указания по обработке и интерпретации результатов радиопросвечивания в анизотропных средах при редкой сети скважин. М.: ЦНИГРИ, 1984, с.7 - 41. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543699C2 (en) * | 2007-05-07 | 2015-03-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method and device for automatic recovery of well geometry by measurements of low-frequency electromagnetic signals |
| RU2710874C1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-01-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Радионда" | Method for volumetric radio-wave geointroscopy of rocks in inter-well space |
| CN116047617A (en) * | 2023-03-10 | 2023-05-02 | 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 | Method and device for identifying geological features between wells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7062072B2 (en) | Methods of producing images of underground formations surrounding a borehole | |
| Frischknecht et al. | Profiling methods using small sources | |
| US8666668B2 (en) | Multiple anisotropic parameter inversion for a TTI earth model using well data | |
| Feng et al. | A new method for in-situ non-contact roughness measurement of large rock fracture surfaces | |
| US20040210394A1 (en) | Method for the determination of local similitude from seismic 3d measured data | |
| US20070168167A1 (en) | Traveltime calculation in three dimensional transversely isotropic (3d tti) media by the fast marching method | |
| US10401489B2 (en) | Method for drilling and characterizing subsurface porosity | |
| Liu et al. | Radius estimation of subsurface cylindrical objects from ground-penetrating-radar data using full-waveform inversion | |
| RU2411549C1 (en) | Method of geoelectric exploration | |
| Abubakar et al. | A 3D parametric inversion algorithm for triaxial induction data | |
| CN111506861A (en) | Method for calculating crack strength of favorable region of target layer | |
| CN110073246B (en) | Improved method relating to quality control | |
| Al Hagrey | Electric study of fracture anisotropy at Falkenberg, Germany | |
| Masini et al. | GPR investigations for the study and the restoration of the Rose Window of Troia Cathedral (Southern Italy) | |
| RU2084930C1 (en) | Method of radio wave interhole exposure to radiation | |
| RU2710874C1 (en) | Method for volumetric radio-wave geointroscopy of rocks in inter-well space | |
| Korpisalo et al. | Radiowave imaging research (RIM) for determining the electrical conductivity of the rock in borehole section OL-KR4− OL-KR10 at Olkiluoto, Finland | |
| KR101799813B1 (en) | Sinkhole exploration device using Vrms The inversion process and Signal-to-noise ratio upgrade of Permeable underground radar exploration using Common Reflection Surface and method | |
| Sinha | Interpretation of ground VLF-EM data in terms of vertical conductor models | |
| Schulz et al. | Interpretation of Resistivity Measurements Over 2d STRUCTURES1 | |
| CN111665559B (en) | Method and system for describing sliding fracture zone | |
| Fan et al. | Correction of seismic attribute-based small-structure prediction errors using GPR data—A case study of the Shuguang Coal Mine, Shanxi | |
| Volkomirskaya et al. | Requirements for the performance of a ground-penetrating radar system in searching for cavities | |
| Korpisalo | Characterization of geotomographic studies with the EMRE system | |
| CN111505715A (en) | Method for calculating crack parameters based on central incidence angle of depth domain |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120723 |