ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1.1 Обзор электротомографии 6
1.2 Сравнение методик электротомографии 8
2 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 10
2.1 DCIP3D 10
2.2 ZondRes2D 13
2.3 Программы для создания графики и визуализации 15
3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ 16
3.1 Подготовительный этап работ 16
3.1.1 Выбор установки измерений 16
3.1.2 Выбор сети профилей 17
3.1.3 Построение трехмерной вмещающей среды 18
3.2 Модель №1 20
3.2.1 Построение модели 20
3.2.2 Решение прямой задачи 21
3.2.3 Решение обратной задачи 24
3.3 Модель №2 28
3.3.1 Построение модели 28
3.3.2 Решение прямой задачи 30
3.3.3 Решение 2П-обратной задачи 30
3.3.4 Решение SD-обратной задачи 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 39
Настоящая выпускная работа посвящена 2Э-электротомографии вызванной поляризации (ВП) и ее двухмерному и трехмерному решениям.
В данный момент времени, хоть и существует 3И-съемка, самым распространенным видом съемки в электротомографии является 2И-томография. Это связано с тем, что 3И-томография имеет ряд недостатков, основными из которых является высокая стоимость работ и их трудоемкость. Также существует такой метод, как псевдо-3И-съёмка, представляющая собой съёмку по 2И-профилям и последующую 3D инверсию (Павлова А.М. и др., 2013).
При обработке данных и решении обратной задачи основным видом работ является 2D-вариант. В целом, трехмерное моделирование уже доступно и используется, но так же, как и 3D-съёмка, имеет ряд сложностей в исполнении. Во- первых, 3Э-решение вычисляется сложнее и дольше по времени, чем 2D. Во-вторых, человек, который занимается решением обратной задачи, должен хорошо разбираться в подобных программах для успешного выполнения работы. В-третьих, программы, использующие 3D-инверсию, стоят дорого, необходимо хорошее программное обеспечение для их корректной работы, поэтому не каждый пользователь может себе позволить их использование.
Но как бы широко распространена ни была 2D-томография и её 2D-решение обратной задачи, не до конца ясно, насколько правильно и точно она воспроизводит реальную геологическую ситуацию на изучаемой области. Существует крайне мало исследований на данную тему, и одним из основных является статья Павловой А.М. и Шевнина В.А. о исследовании ледниковых отложений, в которой они говорят о том, что 2D-профильная съёмка даёт более точные и надежные результаты при исследовании 3D-сред только при условии, что либо съёмка выполняется по двум ориентациям профилей, а инверсия делается по объединенным данным, либо необходимо определить для каждого случая наиболее надежный способ расположения профилей, которые дадут корректный результат (Павлова А.М. и др., 2013). Также на подобную тему было произведено исследование (Xianjin Yang et al., 2006), в котором говорится о том, что 2П-инверсия имеет большее количество ложных аномалий и больший контраст среды, по сравнению с 3П-инверсией.
Актуальность настоящей выпускной работы заключается в том, чтобы определить: необходим ли вообще трехмерный подход при решении обратной задачи электроразведки ВП или можно обойтись двухмерным?
Исходя из всего вышесказанного, можно определить цель работы следующим образом: выяснить, насколько 2И-томография приемлема для исследования 3 D-сред.
Для достижения указанной цели был поставлен и выполнен ряд задач:
1. Построение 3D-моделей;
2. Решение прямых и обратных задач для полученных синтетических данных;
3. Анализ получившихся результатов и выводов;
Объектом выпускной работы являются построенные 3О-модели, имеющие ряд различных электрических свойств.
Для проведения исследований использовалось современное геофизическое программное обеспечение (DCIP3D, ZondRes2D), а также графические редакторы (CorelDraw, Surfer) и программы, позволяющие визуализировать 3D-объекты (MeshTools3D).
Последовательность работы представлена далее:
1. Изучение литературного материала и сравнение 2D и 3D- электротомографий;
2. Выбор измерительной установки и сети профилей;
3. Построение 3D-моделей;
4. Решение прямой задачи для построенных моделей в программе DCIP3D;
5. Решение 2D-обратной задачи в программе ZondRes2D;
6. Решение 3D-обратной задачи в программе DCIP3D;
7. Анализ получившихся результатов и постановка выводов;
Настоящая выпускная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, включает в себя 40 страниц текста, 31 иллюстрацию, 3 таблицы и 12 формул.
Текст настоящей выпускной работы написан на основе отечественных и зарубежных статей, а также электронные ресурсы.
Выражается благодарность Тарасову Андрею Вячеславовичу за помощь в написании работы.
В результате работы над настоящим выпускным проектом были выполнены все поставленные задачи и осуществлена цель работы - выяснить, насколько 2D- томография приемлема для исследования SD-сред.
Были построены два типа моделей. Модель №1 являлась достаточно простой и представляла собой один параллелепипед, модель №2 состояла из трех различных по форме, виду и свойствам объектов.
Были решены SD-прямые задачи для обеих моделей, а в дальнейшем 2D и 3D- обратные задачи. В связи с этим также был получен и отработан навык работы в программах DCIP3D и ZondRes2D.
Было произведено сопоставление получившихся разрезов и 3D-моделей с нашими известными синтетическими данными и сделаны заключения о правильности решения 2D-обратной задачи.
В результате выпускной работы можно сделать следующие выводы:
• 2D томография приемлема для простых моделей сред, но для более сложной ситуации даёт неточные результаты;
• При высоком контрасте среды по удельному электрическому сопротивлению решение обратной задачи по поляризуемости необходимо решать при постоянном сопротивлении среды;
• Профильная томография недостаточно точно воссоздает 3D среды. Нужно использовать другие методики (площадные установки с векторными измерениями);
