Applying pseudowave transformation in transient electromagnetic prospecting for recognition of inclined geological boundaries

Актуальность. Метод нестационарных электромагнитных зондирований или зондирований становлением поля является востребованным инструментом при поиске и разведке месторождений различного типа полезных ископаемых. Современные задачи электроразведки требуют использования установок с большим числом источников и приёмников. Для подобного типа установок задача интерпретации полученных данных является весьма ресурсоемкой. Отсюда вытекает острая необходимость развития методов обработки и интерпретации данных, полученных в результате импульсных электромагнитных зондирований. Одним из возможных путей такого развития могут послужить трансформации данных зондирований становлением в пространство решений волнового уравнения. Цель: применить метод волновой трансформации к данным зондирований становлением, зарегистрированным над проводящими средами с наклонной границей в многоразносных установках, для получения новых качественных оценок исследуемого геоэлектрического разреза. Методика исследования базируется на новых численных алгоритмах для устойчивого преобразования данных зондирований становлением в волновую область. Исходные данные для отладки процедур трансформации (расчётные кривые становления поля) были получены с использованием программного комплекса MODEM3D, который предназначен для прямого моделирования переходных процессов диффузии электромагнитных полей. Результаты. Были получены псевдоволновые трансформанты сигналов нестационарных электромагнитных зондирований в средах с наклонной границей, и построены их годографы. Полученные наборы трасформаций позволяют выделить линию выхода наклонного контакта на дневную поверхность. Установлено, что перекрывающие наносы ослабляют максимумы псевдоволновых трансформаций и снижают возможность точной локализации линии выхода наклонной границы. Рассмотрено поведение тороидальных вихревых токов в зависимости от времени для модели геологической среды с наклонной границей.Relevance. Transient electromagnetic soundings is the method in-demand of electric survey applied for mineral deposits prospecting. Modern geoelectric problems require the usage of multichannel devices. For such devices the processing and interpretation problem becomes very resource intensive. Thus, the further development of interpretation methods is highly recommended. One of the possible ways of such development is the usage of wavefield transformation for transient electromagnetic data. The main aim of the research is to apply the wavefield transformation to the transient electromagnetic data measured in multireceivers systems in conductive media with inclined boundary for obtaining new qualitative estimations for the geological media on study. Method of research is based on new numerical algorithms for the stable wavefiled transformations of transient electromagnetic soundings data. Input data for transformation checkout (calculated three-dimensional curves of transient electromagnetic field response) was received using MODEM3D software package, which is designed for direct modeling of transient electromagnetic fields. Results. Pseudowave transformations of transient electromagnetic soundings for the conductive media with inclined boundary were obtained. These pseudowave transformations are used to plot travel-time curves. The resulting sets of transformations allow allocating the outcrop of the inclined contact on the surface. It is established that overlapping sediments weaken the maxima of pseudowave transformations and reduce the possibility of exact localization of the outcrop of the inclined contact. The behavior of toroidal vertical currents depending on time in the media with inclined boundary was considered

Algorithms of data processing and inversion for an electromagnetic tool with toroidal coils when studying macroanisotropic properties of reservoirs

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки базовых алгоритмов обработки и инверсии данных нового многокатушечного многочастотного мультирежимного электромагнитного зонда с тороидальными катушками, предназначенного для изучения электрической макроанизотропии горных пород, определения характера насыщения пород-коллекторов, выделения тонкослоистых песчано-глинистых нефтенасыщенных интервалов и зон трещиноватости. Цель: разработать базовые алгоритмы обработки и инверсии данных нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками для изучения макроанизотропных свойств пластов-коллекторов сложного геологического строения (тонкослоистых, трещиноватых). Объекты: сигналы нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Методы: численное моделирование на основе сеточного метода конечных разностей и сравнительный анализ сигналов нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Результаты. Разработаны базовые алгоритмы обработки и инверсии данных нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Среди них: алгоритмы трансформации сигналов в кажущееся удельное электрическое сопротивление и коэффициент электрической анизотропии, выделения контрастных геоэлектрических границ, а также программные средства численной инверсии с определением параметров изотропного и анизотропного пласта с учётом удельного электрического сопротивления вмещающей среды. Вычислительные алгоритмы объединены в единую компьютерную программу количественной интерпретации данных нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Выполнено тестирование алгоритмов на зашумлённых синтетических данных, и показана их эффективность при обработке практических данных из разрезов нефтегазовых скважин в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Выполненные исследования демонстрируют, что новый электромагнитный зонд с тороидальными катушками имеет высокий потенциал для применения в геологических разрезах сложного строения.The relevance of the research is caused by the need to develop basic algorithms for processing and inversion of data from a new multi-coil multi-frequency multi-mode electromagnetic tool with toroidal coils designed for studying the electrical macroanisotropy of rocks, determining the saturation of reservoirs, identifying thinly bedded sandy-argillaceous oil-saturated intervals and fracture zones. The main aim of the research is to develop basic algorithms for processing and inversion of data from the new electromagnetic tool with toroidal coils for studying the macroanisotropic properties of reservoirs with complex geological structure (thinly bedded, fractured). Objects of the research are the signals of the new electromagnetic tool with toroidal coils. Methods: finite-difference numerical simulation and comparative analysis of signals of the new electromagnetic tool with toroidal coils. Results. The authors have developed the basic algorithms for processing and inversion of data of the new electromagnetic tool with toroidal coils, among which: the algorithms of transforming the signals into the apparent resistivity and electrical anisotropy coefficient, selection of contrasting geoelectric boundaries, as well as software for numerical inversion with determination of the parameters of isotropic and anisotropic formations, taking into account the host medium. The computational algorithms are combined into a single computer program for quantitative interpretation of data from the new electromagnetic tool with toroidal coils. The algorithms are tested on noisy synthetic data. We have shown their efficiency when processing practical data from petroleum boreholes in the Volga-Ural oil and gas province. The investigations demonstrate that the new electromagnetic tool with toroidal coils has a high potential for use in geological sections of complex structure (thin-bedded, fractured)