1. Введение. 3
2. Проблемы перехода от двумерных измерений к трехмерным. 5
2.1. Модель трехмерного объекта 7
2.2. Сеть наблюдений при моделировании 8
3. Основы векторных измерений вызванной поляризации. 10
3.1. Решение прямой задачи для векторной установки. 11
4. Физическо-математические основы двумерного и трехмерного моделирования. 15
5. Результат решения обратной задачи для 2D и 3D измерений. 17
5.1 2D-инверсия. 17
5.2 3D-инверсия 21
6. Анализ и сравнение результатов 27
6.1. Сравнение трудоемкости 27
6.2. Сравнение результатов разных подходов 28
7. Вывод 30
8. Список литературы 31
На сегодняшний день в электроразведке методом постоянного тока (кажущегося сопротивления КС) и методом вызванной поляризации (ВП) широко распространено применение традиционных линейных установок. В таких установках питающая и приемная линии сонаправлены. При таком подходе среда представляется как одномерный или двумерный объект, в котором изменение параметров происходит по одной или двум осям соответственно. Подобные допущения имеют место быть при работах в условиях ровного рельефа и субгоризонтальных границ, при наличии локальных линейных неоднородностей. Но со временем для прикладной геофизики ставятся новые, более сложные задачи, требующие перехода на новый качественный уровень развития данной области. Необходимость повышения детальности, глубинности измерений, получения возможности вести работы в неблагоприятных условиях способствуют поиску и разработке новых методик для решения возникающих задач.
При проведении съёмок скалярными методиками КС или ВП наблюдается сильная зависимость величины и формы поля от ориентации установки. Аномалии в изотропных средах стремятся ориентироваться перпендикулярно токовым линиям независимо от угла простирания самих аномалеобразующих тел. Объемные неоднородные среды при проведении скалярной съёмки тоже отображаются не верно. Это вызвано тем, что электромагнитное поле по своей природе является векторным, и для его изучения необходимо измерение разнонаправленных компонент.
Векторные установки в электроразведке на постоянном токе были предложены еще во второй половине XX века (Комаров, 1980; Bibby, 1977). В России тема векторных исследований так же рассматривалась довольно подробно (Комаров, 1980). Уже тогда было понимание, что векторные измерения дают наиболее полную информацию о поле сопротивлений и поляризации, но из-за большой трудоемкости методики и по причине отсутствия возможностей быстрого анализа и обработки измерений они не получили широкого распространения.
Но на сегодняшний день, когда в мире наметилась тенденция к переходу от 2Dк 3Dэлектротомографии, а уровень научно-технического развития позволяет проводить сложные и массивные вычисления, векторные измерения являются наиболее перспективным направлением дальнейшего развития электроразведки методом ВП.
Таким образом целью работы является анализ возможностей описанной методики. Выяснение её преимуществ, ограничений применения, а также ее дальнейшее развитие для внедрения в электроразведочные работы. Для этого поставлены следующие задачи:
• Рассмотрение методики вычисления, выявление ограничений применения векторных наблюдений
• Решение прямой и обратной задачи (инверсии) для разных установок электроразведки методом ВП и тестирования алгоритмов 2Dи 3D инверсии
• Сравнение результатов моделирования, выявление преимуществ и недостатков, сравнение трудоемкости измерений линейных (2D) и площадных (3D) установок электротомографии ВП
Методика векторных измерений является следующим шагом развития электроразведки при исследовании 3Dнеоднородных сред. В результате математического моделирования были решены прямая и обратная задачи для установок разных типов, которые в дальнейшем сравнивались между собой. По результатам сравнения были сделаны следующие выводы:
1. 2D системы наблюдений по взаимо-перпендикулярной системой профилей позволяет получить адекватную геоэлектрическую модель.
2. 3Dэлектротомография имеет сходную с 2Dустановкой разрешающую способность.
3. Векторные наблюдения при 3D томографии более трудозатратны по сравнению с традиционными системами наблюдения (2Dтомография). Но мы можем получать достаточно достоверную модель среды при использовании малого количества питающих электродов. Увеличение точности решения обратной задачи тесно связано с увеличением количества питающих электродов.
4. При увеличении количества питающих электродов и уменьшения приемных диполей можно уменьшить количество измерений при сохранении разрешающей способности 3Dэлектротомографии.
