Применение сложных сигналов для определения свойств анизотропных сред над углеводородами

В. Ф. Янушкевич; С. В. Калинцев; К. В. Шпак; О. А. Кизина; В. А. Богуш

doi:10.47813/2782-2818-2023-3-3-0101-0116

Авторы

В. Ф. Янушкевич https://orcid.org/0000-0002-1433-8817
С. В. Калинцев https://orcid.org/0000-0001-8414-2468
К. В. Шпак
О. А. Кизина
В. А. Богуш https://orcid.org/0000-0001-7516-4841

DOI:

https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-3-0101-0116

Ключевые слова:

углеводородная залежь, зондирующий сигнал, амплитудно-модулированный сигнал, электромагнитные методы, амплитудно-частотная модуляция.

Аннотация

В статье проведено исследование распространения амплитудно-частотно-модулированных сигналов над анизотропными средами, расположенными над залежами нефти и газа. Исследование проведено на основе квазигидродинамического подхода. Проанализировано поведение компонентов тензоров диэлектрической проницаемости и поверхностного импеданса среды над углеводородами. Проведено моделирование характеристик среды над скоплениями углеводородов для амплитудно-частотно-модулированных сигналов от диэлектрической проницаемости, индекса модуляции, коэффициента амплитудной модуляции и проводимости диэлектрического наполнителя вмещающих пород. Для анализа использованы экспериментально полученные параметры среды над залежами углеводородов. Установлены закономерности изменения фазы комбинационной составляющей для электромагнитных волн с правой поляризацией от частоты несущего колебания. Определен диапазон проводимостей среды над углеводородами, который оказывает влияние на мнимую компоненту диэлектрической проницаемости для электромагнитных волн с правой поляризацией. Установлены значения индекса частотной модуляции, при которых фазовая составляющая для электромагнитных волн с правой поляризацией имеет точку перехода через нуль. Даны рекомендации по совершенствованию электромагнитных методов и аппаратуры для их реализации с целью повышения точности определения границ залежей углеводородов на основе сложных сигналов. Показаны способы повышения информативности электромагнитных методов электроразведки. Результаты исследований могут быть применены в системах поисковой геофизики.

Биографии авторов

В. Ф. Янушкевич

Янушкевич Виктор Францевич, к.т.н., доцент кафедры энергетики и электроники Полоцкого государственного университета имени Евфросинии Полоцкой, Новополоцк, Беларусь

С. В. Калинцев

Калинцев Сергей Викторович, старший преподаватель кафедры вычислительных систем и сетей Полоцкого государственного университета имени Евфросинии Полоцкой, Полоцк, Беларусь

К. В. Шпак

Шпак Константин Вацлавович, ассистент кафедры энергетики и электроники Полоцкого государственного университета имени Евфросинии Полоцкой, Новополоцк, Беларусь

О. А. Кизина

Кизина Оксана Анатольевна, ассистент кафедры энергетики и электроники Полоцкого государственного университета имени Евфросинии Полоцкой, Новополоцк, Беларусь

В. А. Богуш

Богуш Вадим Анатольевич, д.ф-м.н., профессор, ректор Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, Минск, Беларусь

Библиографические ссылки

Каратаев Г.И. Геофизические методы исследований. Минск: БГУ; 2008. 147.

Владов М.Л., Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию. М.: Изд-во МГУ; 2004. 153.

Констебл С. Десять лет морской CSEM для разведки углеводородов Геофизика. 2010; 75(5). https://doi.org/10.1190/1.3483451

Губин В.Н. Космическое зондирование нефтеносных структур в Припятской нефтегазоносной области. Земля Беларуси. 2013; 1: 40-44.

Moskvichew V.N. Interaction of electromagnetic waves (EMW) with anisotropic inclusion in communication line. 9-th Microw. Conf. NICON – 91, Rydzyna, 1991, May 20-22. 1991; 1: 240-244.

Гололобов Д.В. Взаимодействие электромагнитных волн и углеводородных залежей. Минск: Бестпринт; 2009. 185.

Янушкевич В.Ф. Электромагнитные методы поиска и идентификации углеводородных залежей. Новополоцк: ПГУ; 2017. 232.

Holten T., Luo X., Naevdal G., Helwig S.L. Time lapse CSEM reservoir monitoring of the Norne field with vertical dipoles. SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2016; 35: 971-975. https://doi.org/10.1190/segam2016-13858739.1

Anderson C., Mattsson J. An integrated approach to marine electromagnetic surveying using a towed streamer and source. First Break. 2010; 28(5): 71-75. https://doi.org/10.3997/1365-2397.28.5.38986

Helwig S.L., Wood W., Gloux B. Vertical–vertical controlled‐source electromagnetic instrumentation and acquisition. Geophysical Prospecting. 2019. 67(6): 1582-1594. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12771

Henke C. H., Krieger M., Strack K., Zerilli A. Subsalt imaging in Northern Germany using multi-physics (magnetotellurics, gravity, and seismic. Interpretatio. 2020; 8(4): 15-24. https://doi.org/10.1190/INT-2020-0026.1

Гололобов Д.В., Янушкевич В.Ф., Калинцев С.В. Импедансные граничные условия анизотропной среды для амплитудно-модулированного сигнала. Доклады БГУИР. 2010; 6(52): 13-17.

Степуленок С.В., Янушкевич В.Ф. Взаимодействие амплитудно-частотно-модулированных сигналов со средой над углеводородными залежами. Вестник ПГУ. Серия С. Фундаментальные науки. Физика. 2009; 9: 103-108.

REFERENCES

Karataev G.I. Geofizicheskie metody issledovanij. Minsk: BGU; 2008. 147. (in Russian)

Vladov M.L., Starovojtov A.V. Vvedenie v georadiolokaciyu. M.: Izd-vo MGU; 2004. 153. (in Russian)

Konstebl S. Desyat' let morskoj CSEM dlya razvedki uglevodorodov Geofizika. 2010; 75(5). https://doi.org/10.1190/1.3483451 DOI: https://doi.org/10.1190/1.3483451

Gubin V.N. Kosmicheskoe zondirovanie neftenosnyh struktur v Pripyatskoj neftegazonosnoj oblasti. Zemlya Belarusi. 2013; 1: 40-44. (in Russian)

Moskvichew V.N. Interaction of electromagnetic waves (EMW) with anisotropic inclusion in communication line. 9-th Microw. Conf. NICON – 91, Rydzyna, 1991, May 20-22. 1991; 1: 240-244.

Gololobov D.V. Vzaimodejstvie elektromagnitnyh voln i uglevodorodnyh zalezhej. Minsk: Bestprint; 2009. 185. (in Russian)

Yanushkevich V.F. Elektromagnitnye metody poiska i identifikacii uglevodorodnyh zalezhej. Novopolock: PGU; 2017. 232. (in Russian)

Holten T., Luo X., Naevdal G., Helwig S.L. Time lapse CSEM reservoir monitoring of the Norne field with vertical dipoles. SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2016; 35: 971-975. https://doi.org/10.1190/segam2016-13858739.1 DOI: https://doi.org/10.1190/segam2016-13858739.1

Anderson C., Mattsson J. An integrated approach to marine electromagnetic surveying using a towed streamer and source. First Break. 2010; 28(5): 71-75. https://doi.org/10.3997/1365-2397.28.5.38986 DOI: https://doi.org/10.3997/1365-2397.28.5.38986

Helwig S.L., Wood W., Gloux B. Vertical–vertical controlled‐source electromagnetic instrumentation and acquisition. Geophysical Prospecting. 2019. 67(6): 1582-1594. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12771 DOI: https://doi.org/10.1111/1365-2478.12771

Henke C. H., Krieger M., Strack K., Zerilli A. Subsalt imaging in Northern Germany using multi-physics (magnetotellurics, gravity, and seismic. Interpretatio. 2020; 8(4): 15-24. https://doi.org/10.1190/INT-2020-0026.1 DOI: https://doi.org/10.1190/INT-2020-0026.1

Gololobov D.V., Yanushkevich V.F., Kalincev S.V. Impedansnye granichnye usloviya anizotropnoj sredy dlya amplitudno-modulirovannogo signala. Doklady BGUIR. 2010; 6(52): 13-17. (in Russian)

Stepulenok S.V., Yanushkevich V.F. Vzaimodejstvie amplitudno-chastotno-modulirovannyh signalov so sredoj nad uglevodorodnymi zalezhami. Vestnik PGU. Seriya S. Fundamental'nye nauki. Fizika. 2009; 9: 103-108. (in Russian)