Индукционный и кинематический анализ нестационарных электромагнитных полей в геоэлектрике тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.12 ВАК РФ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ г ^ ^ Д Институт геофизики им.С.И.Субботина

1 О Ф1В ^

На правах рукописи

РЕВА Николай Васильевич

УДК 550.837

ИНДУКЦИОННЫЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ГЕОЭЛЕКТРИКЕ

Специальность 01.04Л2 - Геофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

г.Киев -1996

Диссертация является рукописью

Работа выполнена на кафедре геофизики Киевского университета им.Тараса Шевченко

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, проф. | Гроза А.АГ] Официальные оппоненты:

1. Доктор технических наук, проф.Белявский В.В.

2. Доктор физико-математических наук Шуман В.Н.

Ведущая организация:

Киевское отделение государственного геолого-разведочного института (УкрГГРИ)

Защита состоится 20 февраля 1997г. в 10-00 час. на заседании Специализированного совета Д 01.95.01 в Институте геофизики им.С. И .Субботина HAH Украины: 252680, г.Киев-142, пр.Г1алладина,32. Факс: (044) 450-25-20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геофизики HAH Украины.

Автореферат разослан января 1997г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим высылать ученому секретарю Совета.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор физико-математических наук

В.С.Гейко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Одним из ведущих методов изучения геоэиектрической структуры земных недр является метод становления поля (СП), основанный на исследовании переходных процессов, возбуждаемых внешним импульсным электромагнитным полем контролируемых источников. Работа посвящена рассмотрению нескольких проблем, являющихся актуальными для теории и практики метода СП.

Первая проблема связана с разработкой оптимальных способов выделения аномалий и форм представления информации (проблема индукционного анализа).Традиционно в методах импульсной геоэлектрики результат эксперимента изображают в виде зависимостей эффективного сопротивления (либо эффективной проводимости) от времени или эффективной глубины влияния. Такая форма представления информации является рациональной и практически оправданной, поскольку призвана наглядно визуализировать геоэлекрический разрез и обеспечить на этой основе экспресс-интернретацию и геологическое истолкование экспериментальных результатов. Однако практически все современные методики трансформации сигналов СП в эффективные электрические характеристики не позвояют выполнять оптимальную визуализацию геолеюфического разреза в произвольной пространственно-временной области электромагнитного эксперимента, в связи с их фактической специализацией по условиям дальней либо ближней зон переходного процесса. Учитывая это, в работе предлагаются авторские варианты индукционного анализа на основе дифференциальных и интегральных временных характеристик нестационарных магнитных полей.

Суть второй проблемы, касающейся вопросов обработки сигналов , состоит в нормализации регистрируемых переходных процессов. Под нормализацией зарегистрированного сигнала подразумевается его преобразование к виду переходного процесса, возникающего при возбуждении земной динамической системы скачкообразным изменением возбуждающего электромагнитного поля (возбуждение импульсом Хевисайда - единичной ступенью). Необходимость в такой процедуре обусловлена тем, что зарегистрированные переходные процессы могут отличаться от реакции земной динамической системы на возбуждение по Хевисайду, вследствие воздействия на нее систем регистрации (применение фильтров для подавления помех) и возбуждения (мощные источники не всегда обеспечивают необходимую длительность и качество фронтов возбуждающих импульсов - например магнитно-гидродинамический (МГД) генератор). В то же время теория нестационарных электромагнитных полей разработана для условия возбуждения по

Хсвисайду. В работе рассмотрены оригинальные пути решения задачи нормализации регистрируемых сигналов.

Третья проблема, рассматриваемая в диссертационной работе, посвящена изучению особенностекй диффузионной кинематики импульсных электромагнитных возмущений в проводящих средах. Диффузионная кинематика квазистационарного электромагнитного возмущения зависит от электрических свойств и структуры геоэлектрического разреза, и, следовательно, наряду с индукционным анализом, может использоваться как дополнительный источник информации о геоэлектрическом разрезе.

Кинематическое направление в квазистационарной геоэлектрике является относительно новым. Впервые методологические основы диффузионной кинематики рассмотрены в совместных научных отчетах проф.Грозы A.A. и автора натоящей диссертационной работы, а также в диссертационной работе Грозы A.A. (1986г.). В них разработана теория интегральной кинематики, основанной на изучении особенностей распространения интегральных моментов импульсных возмущений - их "центров тяжести" и "моментов инерции" - в проводящих средах. Перспективное направление информационного анализа импульсного электромагнитного эксперимента, использующее кинематические идеи, развивается в работах В.Н.Шумана (1979,1982,1989гг.).

В плане развития идей диффузионной кинематики.квазистационарных процессов в настоящей работе исследуется новое направление, основанное на изучении распространения экстремальных особенностей электромагнитных возмущений в проводящих средах. В этом отношении выполненная принципиальная разработка по своим внешним формальным признакам является электромагнитным аналогом корреляционного метода преломленных волн (КМПВ) в сейсморазведке.

Кроме вышеперечисленных проблем в работе рассматриваются некоторые частные, но представляющие интерес для практической геоэлектрики вопросы, такие как магнитный анализ переходных процессов и асимптотические представления нестационарных магнитных полей дипольных источников. Все рассмотренные выше проблемные и частные вопросы являются актуальными в связи с широким применением методов импульсной геоэлектрики в современной практике прикладных и научных геофизических исследований.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Основное целевое назначение диссертационной работы заключается в разработке новых способов индукционного анализа нестационарных электромагнитных нолей, алгоритмов нормализации переходных процессов, в исследовании и развитии теоретических и методологических проблем кинематики квазистационарных электромагнитных возмущений в проводящих средах, как нового направления в импульсной геоэлектрике.

Конкретные задачи научных исследований предусматривали:

1. Обобщение, постановку и разработку задач теории нестационарных электромагнитных полей в горизонтально-слоистых средах.

2. Анализ:

• существующих форм представления информации и способов выделения аномалий в методах импульсной геоэлектрики;

• исходных методологическимх концепций кинематического принципа электромагнитных исследований.

3. Разработку:

о алгоритмов трансформации и методики анализа переходных процессов на основе дифференциальных временных характеристик нестационарного магнитного поля;

• алгоритмов трансформации переходных процессов, методик визуализации структуры геоэлектрического разреза и экспресс-интерпретации электромагнитных зондирований на основе интегральных временных характеристик нестационарного магнитного ноля;

• общей теории линейных экстремальных годографов импульсных электромагнитных возмущений для горизонтально-слоистых сред с изолирующим основанием;

• кинематических методических систем и методики анализа электромагнитных годографов импульсных электромагнитных возмущений для непрерывного прослеживания опорного геоэлектрического горизонта по обобщенным геоэлектрическим характеристикам;

• алгоритмов нормализации переходных процессов, искаженных системами возбуждения и регистрации электромагнитных полей.

4. Изучение возможности магнитного анализа импульсов становления магнитного поля для картирования зон тектонических нарушений, цитологических контактов и индикации магнитоактивных образований.

5. Физическое моделирование диффузионной кинематики переходных процессов для выяснения особенностей поведения экстремальных годографов в условиях горизонтально-неоднородных разрезов.

6. Опробование разработанных методик индукционного и кинематического анализа на экспериментальных данных геоэлектрических исследований, выполненных п районах с различным геологическим строением. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработана теория гармонического электромагнитного поля электромагнитного дипольного источника в горизонтально-слоистой среде с учетом токов смещения.

Решена нестационарная задача для модели тонких проводящих слоев, разделенных изоляторами.

Разработана и реализована новая система индукционного анализа нестационарных магнитных полей, основанная на использовании интегральных временных характеристик переходных процессов. Предложенная методика индукционного анализа обеспечивает оптимальную визуализацию геоэлектрического разреза в произвольной пространственно-временной области.

Разработана теория линейной экстремальной кинематики импульсных магнитных возмущений в горизонтально-слоистых средах и методические системы практической реализации кинематических исследований.

Решена задача о стационарном магнитном поле электрического дипольного источника в присутствии вертикальной границы раздела и определены критерии картирования литологичсских контактов и зон тектонических нарушений по результатам дистанционных измерении магнитного поля.

Уточнена поздняя асимптотика переходных процессов в магнитных полях дипольных источников для модели горизонтально-слоистого разреза с изолирующим основанием.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ.

Разработанные системы индукционного и кинематического анализа направлены на повышение информативности и разрешающей способности электромагнитных зондирований импульсными источниками при структурных геоэлектрических исследованиях недр, геофизическом прогнозировании нефтегазовых и рудных залежей и глубинных электромагнитных зондированиях земной коры. Разработки получили значительное практическое применение для решения структурно-геологических задач и прогнозирования нефтегазовых залежей. Внедрение научных разработок осуществлялось производственными геофизическими организациями Мингео Украины в районах Волыно-Подолии и Днепровско-Донецкой впадины, Управлением геологии Туркмении в районах Центральных Кара-Кумов и Мингео России в районе Центральной Сибири.

СТЕПЕНЬ ЛИЧНОГО УЧАСТИЯ АВТОРА В ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТАХ. Все принципиальные решения и программные разработки, обеспечившие теоретические расчеты, обработку и анализ экспериментальных данных, выполнены автором самостоятельно. Материалы экспериментальных исследований, приведенные в работе, получены экспедициями лаборатории геоэлектрических исследований Киевского университета им.Тараса Шевченко, в которых автор принимал личное участие, а также заимствованы в производственных организациях Украины (ПГО "Укргеофизика", ПГО "Севукргеология"), России (ПГО "Енисейгеофизика") и Туркмении (Центральная геофизическая экспедиция), с которыми лаборатория геоэлектрических исследований вела творческое

сотрудничество на хоздоговорной основе. В выполнении хоздоговорных работ автор принимал непосредственное участие, являясь их ответственным исполнителем. Автор лично курировал также и полевые работы, проводившиеся производственными организациями. За плодотворное сотрудничество и творческое общение в процессе выполнения экспериментальных работ, а также предоставленную возможность использования экспериментальных данных автор выражает глубокую признательность коллегам-производственникам Трегубенко В.И., Слободянюку С.И., Голику А.И., Колдунову A.B., Страшко В.В., Томчакову Л И., Яланскому А.И., Ларионову Е.И., Тойбу P.E., Бубнову В.В. и многим другим работникам производственных организаций.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались на многих всесоюзных конференциях и семинарах по геоэлектрике (Фирюза,1974; Звенигород, 1976; Мукачсво,1978; Хабаровск, 1980; Апатиты,1980; Челябинск, 1982; Киев,1986; Славское,1989; Москва,1992), Международной конференции "Анизотропия.Фракталы" (Киев,1994), а также на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава геологического факультета Киевского университета им.Тараса Шевченко.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 8 работ и 5 объемных научно-технических отчета по НИР, которые депонированы во Всесоюзном информационном центре. Одна работа находится в печати. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа в структурном отношении состоит из введения, трех глав, заключения, семи текстовых и трех графических приложений. Объем основной части диссертационной работы составляет 213 страниц, в том числе 37 рисунков, 11 страниц списка литературы, включающего 115 наименований. Объем текстовых приложений составляет 205 страниц, в том числе 41 рисунок. Графические приложения включают 30 чертежей.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории геоэлектрических исследований кафедры геофизики Киевского университета им.Тараса Шевченко по научно-технической программе РН.50.01, а также бюджетной научной тематике лаборатории. До 1993 г. работа выполнялась под научным руководством доктора физ.-мат.наук, профессора Грозы A.A., а после 1993 г. - автором самостоятельно. Глубокую благодарность научному руководителю, к сожалению рано ушедшему из жизни, и память о нем автор сохранит навсегда.

За значительную помощь в выполнении экспериментальных работ, обработке и анализе экспериментальных данных, техническом оформлении работы автор искренне признателен и глубоко благодарен своим коллегам по работе в лаборатории геоэлектрических исследований Руденко Т.В., Андриевской Л.П., Егоровой Н.С., Гаврильцеву В.Б., Кутышенко Т.И.,

бывшим сотрудникам лаборатории Липскому Ю.И., Негоде В.Г., Калькутину Ю.Г., Лукашевич Л.А., Байсарович И.М., Шибецкому Ю.И., Главинскому Д.А.

Весьма плодотворное влияние на выполнение работы оказывало постоянное внимание и полезные советы докт.физ.-мат.наук Шумана В.Н., а также творческое общение с докторами наук Сапужако.м Я.С., Сейфуллиным P.C., Куликом С.Н. Автор выражает им глубокую признательность. Автор выражает благодарность завкафедрой геофизики Киевского университета проф.Продайводе Г.Т. за создание благоприятных условий и способствование в выполнении научных иследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ. Обсуждаются актуальные проблемы развшия электромагнитных зондирований земной коры импульсными источниками и обосновываются три основных направления научных исследований, выполненных в работе - индукционный анализ переходных процесон, нормализация импульсов становления поля и диффузионная кинематика электромагнитных возмущений в проводящих средах. Кратко излагается общая структура работы.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ.

Основная задача теории электромагнитных зондирований заключается в определении нестационарных электромагнитных полей заданной системы источников возбуждения на поверхности горизонтально-слоистой геоэлектрической структуры и в верхнем полупространстве. Большой вклад в разработку различных вариантов этой задачи внесли Тихонов А.И., Шейнман С.М., Ваньян Л.Л., Четаев Д.Н., Кауфман A.A., Светов Б.С., Гроза A.A. и многие другие известные исследователи. В настоящей главе с позиций обобщения имеющихся основополагающих работ, а также собственных теоретических и методических разработок изложены основные положения теории нестационарных электромагнитных полей дипольных источников в горизонтально-слоистых средах.

Обобщенная исходная модель среды для постановки основной задачи теории электромагнитных зондирований представляется горизонтально-слоистой геоэлектрической структурой, состоящей из произвольного количества к однородных горизонтов с любыми заданными удельными электрическими проводимостями у, = 1/р,, магнитными д и диэлектрическими проницаемостями и мощностями hr Со стороны дневной поверхности и основания модель ограничена верхним и нижним полупространствами с параметрами и yk,{ik,et,ht^>ca. Такая

обобщенная модель допускает различные частные варианты, включая обычную немагнитную модель структурной электроразведки (д = д = 4,т-10 1 гн/м), ограниченную сверху изолирующим

полупространством = 0,//0 = д,с(, = 10 ч/36,т ф/м), а также модель тонких слоев, разделенных изоляторами.

Возбуждение геоэлектрической модели осуществляется приподнятыми на высоту /; над дневной поверхностью элементарными дипольнмми источниками трех типов: вертикальным магнитным диполем, представляющим собой замкнутый контур тока малых размеров, имеющим эффективную площадь горизонтальным электрическим диполем

(горизонтальным линейным током малых размеров Л)\ электромагнитным диполем, образованным системой горизонтального линейного тока длины с11 и двух вертикальных противонаправленных токов длины к, заземленных па дневной поверхности. Приземлением горизонтального тока (/1->0) электромагнитный диполь легко превращается в обычный для электроразведки электрический диполь. Моменты магнитного (Л/*), электрического и электромагнитного ( М) диполей выражаются: М' = ¡ЦАл, где /„' = /•£/ч\ М = /0/4л-, где /0 = 1-сЛ. Ток в контуре источников в принципе можс! изменяться произвольно, однако практически чаще всего используется возбуждение по гармоническому закону 1(1)=/-е""*, либо по закону импульса Хевисайда - 1(0= /• ст(/). Начала декартовой п цилиндрической систем координат заданы на уровне подъема источника.

В общем случае напряженности нестационарных магнитного Я и электрического Ё полей удобно выражать через векторный А и скалярный и электродинамические потенциалы известными соотношениями электродинамики:

Н = ША\ £ = -рдА}с\ -дгасШ-, - уЦ - £ ¿11/й = с11\'А (1.1)

Таким образом решение нестационарной задачи сводится к определению электродинамических потенциалов полей источников возбуждения с последующим расчетом напряженпостей по (1.1).

В реферируемой главе выполнены полные спектральные решения для компонент векторных потенциалов(- для магнитного диполя; Лх, Аг - для электрического и электромагнитного диполей), учитывающие токи смещения и дифференциацию разреза по электрическим, магнитным и диэлектрическим свойствам. Решения получены путем специализации интегралов уравнений Гельмгольца для векторных ' потенциалов

= к2А , где к2=-а2ц£ - волновое число, ¿ = £ + ;'//а> - комплексная

диэлектрическая проницаемость) по первичным циклическим полям источников,граничным условиям

= [4] = 0; [Г/]=0 (1.2)

и с учетом известной в геоэлектрике теоремы Липской-Ваньяна, применимость которой расширена для условий общей постановки задачи. В итоге по алгоритмам (1.1), в которых при гармоническом возбуждении Е и U выражаются

Ё = ШцА -gradU; U = \/(icoe)divA , (1.3)

получены спектральные решения для всех компонент напряженное гей электромагнитного поля в точках верхнего полупространства (z<h).

На основе полных аналитических представлений электромагнитных полей получены частные решения для квазистационарного случая с магнитной дифференциацией слоистой толщи =0\ к; =-icoyjiJ, ограниченной сверху непроводящим полупространством. Переводом этих решений в стационарный режим аналитически определены магнитные поля дипольных источников и, таким образом, решена задача теории дистанционно-магнитных зондирований магнитоактивных горизонтально-слоистых сред электрическим и магнитным источниками (подтвержден результат Грозы A.A., полученный временны,м способом). В главе выполнено детальное представление аналитических рзшений для модели однородного проводящего полупространства по всем компонентам гармонических электромагнитных нолей как с учетом токов смещения, так и для классического квазистационарного случая.

Представляется, что спектральные решения для электромагнитных полей, приведенные в работе, являются наиболее полными из имеющихся в литературе по геоэлектрике, а для электромагнитного дипольного источника они выполнены впервые. Эги решения составляют аналитическую основу для реализации практической возможности изучения как электрических, так и диэлектрических свойств геоэлсктрнческого разреза, что может найти успешное применение при решении инженерно-геологических и экологических задач.

На основе спектральных решений в главе выполнено интегральное аналитическое представление переходных процессов (квазистационарный случай) в электромагнитных полях возбуждающих импульсных магнитного и электромагнитного дипольных источников, приподнятых на высоту h над поверхностью горизонтально-слоистого геоэлектрического разреза. В приведенных решениях подинтегральные информативные переходные функции определяются через интегральное Лапласово обращение своих операционных изображений. На основе дедукции общих нестационарных решений выполнена детальная разработка нестационарной задачи для модели однородного полупространства по всем компонентам магнитного и

электрического полей. Приведены асимптотики повышенной точности, описывающие раннюю (/->0) и позднюю ((-><») стадии переходного процесса. Асимптотические соотношения могут использоваться для анализа экспериментальных данных.

В завершение главы выполнена аналитическая разработка нестационарной импульсной задачи для модели топких слоев с продольными проводимостямн =5,,^,...,^, разделенных изоляторами с мощностями Аь| = Показано, что в этом случае информативная

подин тральная функция И\(т,1), входящая в интегральные представления компонент электромагнитного поля, выражается в виде экспоненциального ряда

к

Щ (т, о = X А ехр(-я,г); а, > 0, (1.4)

I -I

где Ц = О,(тД, V,); а, = а,(шД) - функциональные коэффициенты. Для модели с *<4 коэффициенты О,от, имеют аналитические представления (в работе приведены), следовательно, переходные процессы н эюм случае описываю тся однократными интегралами. Для модели с к > 4 коэффициенты 01,а1 могут определяться только численным способом.

Для модели одного тонкого слоя (к = 1) детально разработана нестационарная задача по всем компонентам электромагнитного поля и приведены асимптотические выражения повышенной точности в области ранних (/ 0) и поздних (I -> да) времен переходного процесса. Модель тонкого слоя, как и однородного полупространства, является опорной, в связи с ее использованием как аналитической нормы в различных системах анализа переходных процессов.

ГЛАВА 2. ИНДУКЦИОННЫЙ АНАЛИЗ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.

В методах импульсной геоэлектрики данные экспериментальных измерений обычно представляются в виде кривых электромагнитных зондирований, представляющих собой зависимости эффективного сопротивления рт или продольной проводимости , определяемых в рамках эквивалентных моделей однородного полупространства и тонкого проводящего слоя, от зондирующего параметра - времени I либо глубины влияния Нг. Различными исследователями вопрос трансформации сигналов в эффективные электрические характеристики решается по-разному. В связи с этим возникает вопрос о критериях оптимальности выполняемых преобразований.

Исходя из физического принципа электромагнитных зондирований, в основе которого лежит явление скин-эффекта, очевидно оптимальными следует считать те методики трансформации сигнала, которые на полном

временном интервале переходного процесса адекватно отражают изменения с глубиной обобщенных геоэлектрических характеристик разреза - среднего продольного сопротивления р,(г) и суммарной продольной проводимости 5(2).

В текстовом приложении I, дополняющем главу, выполнен анализ существующих способов трансформации сигналов становления индукционного магнитного поля сВ(полной формулы, формул ранней и поздней стадий, методики Сидорова-Тикшасва и др.) в эффективные электрические параметры, который показывает, что практически все способы не в полной мере удовлетворяют предложенному критерию оптимальности.

В дополняющем главу текстовом приложении II предложена разработка, направленная на повышение разрешимости информационного анализа в промежуточной стадии переходного процесса. Основу ее составляет временной принцип анализа аномального сигнала гВ.//1. Вводится дифференциальная временная характериежка сигнала, изменяющегося по произвольному закону Л(/) = Л0/(г), в виде эффективного времени

т/.ч А(!) о-ч

а а

Выполненный анализ временных характеристик показал, что они достаточно чувствительны к выделению аномальных особенностей импульсов становления магнитного поля в интервале ранней и

промежуточной стадий переходного процесса (^/<10, т = г

Установлено соотвесттвие между дифференциальной временной характеристикой и эффективно!! проводимостью в виде:

(2.2)

Для промежуточной стадии прееходного процесса (0.3 < г/г <10) разработан алгоритм расчета эффективного сопротивления, основанный на нормировке дифференциальной временной характеристики по промежуточной и поздней стадиям становления магнитного поля в однородном полупространстве:

г 10/л/7.7777|Г|/г-2.1111-1

Проведенное сопоставление рачетных трехслойных кривых 5Д0 и /9,(0 для разносов г/Я = 2 с аналогичными формами представления информации по В.А.Сидорову позволяет считать предложенный временной

анализ переходных процессов в промежуточной дистанционной ооласти электромагнитного эксперимента эффективным средством получения дополнительной информации о свойствах геоэлектрического разреза.

Решение проблемы индукционного анализа (оптимальной визуализации структуры гсоэлсктрического разреза на полном временном интервале переходного процесса) предлагается выполнить на основе ннтиральной временной характеристики нестационарных магнитных полей. Такая характеристика ç(r,t) вводится по вертикальному магнитному полю гальванического возбуждающего источника и через сигнал индукционного датчика li(i) выражается следующим соотношением:

çt г,0 = 1-Г7Г-, (2-4)

где Л.(г./)= ^¥.(t)dt / |е(/)Л- магнитное поле, нормированное по

о /о

стационарному уровню; <r/(/%/) = E(/)/ jE(t)dt = rfi:(r,t)/â - нормированный

/ о

сигнал индукционного датчика.

Аналитическое исследование интегральной временной характеристики (2.4), выполненное для моделей однородного полупространства и тонкого проводящего слоя, возбуждаемых электрическим диполем и заземленной линией конечной длины, приводит к выводу о возможности использования этих аналитических норм для корректного определения эффективных сопротивлений ре/ и проводимостей St/ в произвольной пространственно-временной области электромагнитного эксперимента. В главе выполнена алгоритмическая и методическая разработка по трансформации переходных процессов, возбуждаемых электрическим диполем, линией конечной длины и квадратной петлей (соосная установка "петля в петле"), во временные кривые электромагнитных зондирований p,f(t) и Sef(t). Временные зависимости эффективных сопротивлений и проводимостей могут быть представлены также в масштабе эффективных глубин, которые определяются, согласно известному в геоэлектрике соотношению Hcf(t) = pey(t)-Sr/(t). Сопоставление расчетных глубинных кривых

электромагнитных зондирований pif(Hef) и Sef(H,f) с обобщенными характеристиками геоэлектрического разреза p,(z) и S(z), выполненные для многочисленных эталонных моделей, свидетельствует об их близком соответствии, что подтверждает оптимальность предложенной формы представления информации.

Для повышениея степени разрешимости электромагнитных зондирований уместна постановка дифференциальных трансформаций

зависимостей p,f(t) и Srf(t), в форму интерпретационного сопротивления по алгоритму:

5.д/)-ф„ {tya

(2.5)

¿se/u)ia-p,f(t)

В работе приведено сопоставление кривых электромагнитных зондирований, рассчитанных по интегральным временным характеристикам (2.4), с распространенными в методе ЗСБЗ представлениями St(ht) по В.А.Сидорову и рг(0 но А.А.Кауфману, такое сопоставление свидетельствует о предпочтительности первых, особенно на ранних и промежуточных временах переходного процесса.

В рамках предложенной системы индукционного анализа в главе предложена методика визуальной экспресс-интерпретации кривых pel(Hef), Stf(HCJ) и p,(Htf) по их особым точкам. Примеры сопоставления

экспериментальных трансформант с эталонными, рассчитанными для разрезов с параметрами, определенными по результатам визуальной интерпретации, подтверждают достаточно высокую эффективность разработанной методики интерпретации кривых электромагнитных зондирований.

В дополняющем главу текстовом приложении ITI исследуется вопрос о возможности магнитного анализа по стационарному магнитному полю источников возбуждения. Известно, что аномальность магнитного поля гальванического источника зависит не только от магнитных свойств, но и от наличия латерального изменения в электрических свойствах разреза, и эта причина в преимущественных случаях более существенна, чем первая. Следовательно, при выполнении импульсного электромагнитного эксперимента уместен анализ стационарного магнитного поля для выявления горизонтальных электрических неоднородностей (литологических контактов, тектонических нарушений и т.д.). В этой связи, с целью исследования особенностей поведения магнитного поля над вертикальным контактом, в приложении решена задача о стационарном магнитном поле электрического диполя в присутствии вертикальной границы раздела для параллельной и ортогональной к контакту ориентации источника. Установлено, что на профильных графиках аномального магнитного поля В"(х) контакт проявляется наличием остроконечных экстремумов, а на графиках магнитного параметра

рс,(х) (pef ~В2/В'7'; Вг- J(SBjä)dt; 5°-нормальное поле источника) - в виде

о

изломов. Отмечается увеличение в сторону блока с повышенным сопротивлением. Анализ аналитических представлений p,f(x) приводит к

выводу, что /^<3. Приведены примеры экспериментальных графиков ие, (л ) , В"{х), подтверждающие возможность картирования зон

тектонических нарушений.

Для установок индукционного типа (петля), используемых в методе ЗСБЗ, стационарное магнитное поле определяется только магнитными свойствами пород. В этом случае приближенную оценку стационарного магнитного потока в контуре индукционного датчика предлагается выполнять с аналитическим учетом приращения потока на начальном времени регистрации сигнала по формулам для однородного

полупространства с удельным сопротивлением р = р,г(1л). Приводятся

примеры приближенного магнитного анализа ЗСБЗ в Центральной Сибири, подтвердждающие принципиальную возможность обнаружения магнитоакгивных образований.

ГЛАВА 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ПРОВОДЯЩИХ СРЕДАХ И ВОЗЛЮЖОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЭЛ ЕКТРОРАЗВЕДКЕ.

Развитие методов геоэлектрических исследований связано с поисками новых физических характеристик электромагнитных нолей и процессов, которые могут служить информативными параметрами. В этом отношении совершенно очевидно, что полная физическая характеристика нестационарного электромагнитного поля в земле может быть получена в гом случае, если наряду с динамикой переходного процесса, традиционно используемой в импульсной геоэлектрике, исследовать пространственную кинематику его распространения в проводящей среде.

По своей физической природе переходные процессы в земле являются не волновыми, а диффузионными. Тем не менее мы будем пользоваться термином "импульсная волна", понимая под этим однократное распространение в проводящей среде электромагнитного возмущения, возникающего при мгновенном включении или выключении источника поля. В этой связи волновой фронт определяется нами как поверхность максимальных или минимальных изменений градиентов интенсивностей электрического поля при удалении от источника возбуждения. Такое определение фронта является однозначным и допускает его четкую экспериментальную индикацию по временных экстремумам скорости изменения магнитной индукции , согласно второму уравнению

Максвелла. Кинематические характеристики электромагнитных возмущений в земле удобно представлять в форме годографов. Годографы в этом случае понимаются в обычном смысле, как функциональные зависимости времен прихода волн от координат точек наблюдений.

Концептуальное обоснование экстремальной кинематики приводится на примере сферической импульсной волны электрического дипольною источника в однородной среде с удельным сопротивлением р. Уравнение времен прихода фронта импульсной волны и скорость его распространения имеет вид:

/ = /г\и/аору. и = 5ркяц) (3.1)

где Л - удаление от источника; р = 4л--1СГ7 гп/м. Как следует из (3.1) скорость распространения импульсного возмущения претерпевает дистанционную дисперсию. Кинематические характеристики позволяют исключительно просто определить удельное сопротивление пространства р= Я2р/(101).

Для построения системы кинематической геоэлектрики важное значение имеет исследование кинематических особенностей импульсных волн в горизонтально-слоистых геоэлектрических разрезах. Простейшим вариантом общей горизонтально-слоистой структуры является модель тонкого проводящего слоя с продольной проводимостью Л, возбуждаемого приподнятыми на высоту И импульсными магнитным и электрическим дииольными источниками. В главе выполнено исследование особенностей экстремальной кинематики импульсных возмущений для этой модели. В результате установлено, что уравнения годографов импульсных возмущений представляются в следующей обобщенной форме:

? = г/Г-10 или ! = г/У-г0/У (3.2)

В соотношениях (3.2) скорости распространения магнитной импульсной волны V и кинематические параметры 10 и г0 определяются:

а) для возбуждения электромагнитным диполем:

У = 4/рБ- /0=(2й-г)^/2; г0 = У-10 =2(2Л-г) (3.3)

б) для возбуждения магнитным диполем:

V = ^ + ,/5/6.4/^; /0=(2А-2)/Й/2; 2(2А-г), (3.4)

где г - вертикальная координата профиля наблюдений в системе координат, начало которой совмещено с источником. Совершенно очевидно, что экстремальные годографы импульсных возмущений (3.2) представляют собой прямые линии, угловые наклоны которых определяются скоростями распространения, зависящими, как следует из (3.3,3.4) только от продольной проводимости слоя 5. Линии годографов отсекают на отрицательной оси ординат время /0, а на оси разносов - отрезок г0 = V ■ ¡0. В пределах - г(1< г < га фронты импульсных волн не прослеживаются, поэтому эту область по аналогии с сейсморазведкой можно назвать "мертвой зоной". При опущенных на слой источниках возбуждения и профилях наблюдений "мертвая зона" г0 = 0. На основе простой и очевидной интерпретации линейных годографов однозначно определяются электрическая и

геометрическая характеристики модели. Столь простая интерпретация в рамках индукционного анализа невозможна.

В главе приводится авторское формализованное истолкование кинематической схемы распространения импульсных возмущений для модели тонкого слоя с позиций квазиволновых аналогий. В общих чертах эта схема соответствует кинематике сейсмических головных преломленных волн. При этом распространение магнитного возмущения в изоляторе является мгновенным (К->«>), а в проводящем слое скорость его распространения соответствует скорости "расплывания" электрического вихря (3.3,3.4). Критические лучи пространственно совпадают с линиями максимумов первичного вертикального магнитного поля и его максимальных вертикальных градиентов. Модель тонкого слоя является опорной моделью, позволяющей разработать методику решения линейной кинематической задачи для горизонтально-слоистых разрезов, подстилаемых изолятором.

Экстремальная кинематическая задача для горизонтально-слоистой модели разреза, подстилаемого изолятором (именно в этом случае имеют место экстремальные особенности импульса ¿Вг/сЗ), может быть разрешена только для асимптотически удаленных от источника областей, в которых практически отсутствует дистанционная дисперсия скорости распространения, импульсного возмущения. В главе разработана методика решения асимптотической экстремальной задачи, идейную основу которой составляет очевидное предположение о том, что в асимптотически удаленных областях переходный процесс в промежуточной и конечной временных стадиях приближается к виду переходного процесса в тонком проводящем слое с продольной проводимостью, равной суммарной продольной проводимости разреза 5. Решение экстремальной задачи в такой постановке выполняется через предварительное аналитическое определение асимптотического переходного процесса для разрезов с исчезающе малыми мощностями слоев (А,->0). Такое аналитическое определение асимптотического переходного процесса представляет собой достаточно нетривиальную задачу. В конечном итоге уравнения экстремальных годографов имеют такой же вид, как и для модели тонкого проводящего слоя (3.2). При этом кинематические параметры и г., определяются:

а) для возбуждения электрическим диполем:

10 = Я/^(0.6Л- 0.1.4); г0 = Щ2АВ-0ЛА) (3.5)

б) для возбуждения магнитным диполем:

?0 = Я/£(0.8643Д-0.3643Л); г0 = Я(4.7814Я-2.0152Л) (3.6)

В выражениях (3.5, 3.6) Н и 51 обозначают соотвественно суммарную мощность и продольную проводимость слоев, а А и В - функциональные

коэффициенты, зависящие от мощностей /;, и продольных проводимостей Л', =Л,//7, горизонтов;

*~1

пЛ

3

А-1 к-

(3.7)

у=1 V 1,1* I V

где А- - количество слоев; 5, А, =Л,/Я. Проведенное графическое

сопоставление теоретических годогорафов и визуально определенных временных координат максимумов импульсов становления магнитного поля для двухслойного и трехслойных разрезов подтвердило правильность полученных решений и, кроме того, позволило сделать достаточно важный методический вывод: дистанционная область, в которой проявляются экстремальные особенности импульсов становления магнитного поля является практически недиспергирующей. Следовательно, в этой области возможно выполнение электромагнитного профилирования кинематическим способом.

Анализ "мертвых зон" г0 линейных годографов свидетельствует о том, что для двухслойной среды г„ однозначно определяет мощность проводящего горизонта (гй=\.2Н - для электрического возбуждения; г0 = 1.1727/ -для магнитного возбуждения), а для многослойных сред га зависит от мощностей и сопротивлений горизонтов, причем для

трехслойных разрезов типа Н /•„>Я = ^А1, а для разрезов типа А /■„<Я.

г 1

Отношение г0/Н = к выражает собой коэффициент связи параметра г0 с мощностью надопорной части разреза. В главе приведен анализ зависимостей параметров га и /0 от электрических и геометрических характеристик трехслойных разрезов и модели двух тонких проводящих слоев, разделенных изолятором.

На основе выполненных теоретических разработок по экстремальной кинематике импульсных возмущений в проводящих средах может быть реализована система кинематического эксперимента в варианте дистанционно-временного профилирования (ДВП), описанная в текстовом приложении IV. Модификация ДВП заключается в кинематическом анализе электромагнитных возмущений в дальней недиспергирующей зоне источника и предназначена для непрерывного прослеживания опорного геоэлектрического горизонта по мощности и суммарной продольной проводимости надопорной толщи.

Наблюдения в методе ДВП осуществляются по системам встречных и нагоняющих годографов. Эти системы дают возможность получить в

каждой точке наблюдений обобщенные кинематические характеристики -'/,10,г0. Эти параметры определяют мощность надопорной толщи ( Н = г0/к - V-го/к) и ее суммарную продольную проводимость (5 = 4¡цУ). Опорную количественную основу ДВП рационально дополнять индукционным анализом переходных процессов в каждой точке наблюдений.

Для экспериментальной проверки основных теоретических положений, отработки системы наблюдений ДВП и прогнозной оценки его разведочных возможностей был выполнен значительный объем физического моделирования, описанного в текстовом приложении IV. В целом к наиболее существенным результатам модельных исследований ДВП следует отнести экспериментальное подтверждение основных положений теоретического анализа кинематики импульсных волн в горизонтально-слоистых средах, установление закономерностей максимальных годографов в условиях резких горизонтальных неоднородностей типа "сброса","горста", "грабена", "щели" в проводящей толще, обнаружение обратных импульсных волн, отраженных ог локальных неоднородностей, а также экспериментальное доказательство возможности получения локальной информации о строении проводящей среды.

В дополняющем главу приложении V рассмотрен вопрос о поздней стадии переходного процесса (/-»<») индукционной магнитной компоненты гВ./Л для горизонтально-слоистой структуры с непроводящим основанием. В теории импульсной геоэлектрики обычно поздняя стадия представляется первым членом асимптотического разложения пропорциональным Г\ зависящим только от суммарной продольной проводимости разреза (асимптота 5). На основе асимптотического решения нестационарной задачи для геоэлектрической модели с малой мощностью проводящих горизонтов (/;,-> 0) удалось представить позднюю стадию становления магнитного поля в виде двух членов асимптотического ряда:

где N - коэффициент, зависящий от типа источника и проводимости 5; 7 — 2//(г//5'); Л,Я-функциональные коэффициенты (3.7). Полученный результат позволил оценить асимптоту Л" средневзвешенной глубины погружения "плавающей плоскости" Аг - параметра, определяемого в достаточно распространенной системе индукционного анализа Сидорова-Тикшаева:

(3.8)

Аг° =Н(2А-1.5В).

(3.9)

Таким образом, установленная взаимосвязь к" с параметрами разреза может использоваться для обоснованной аналитической оценки мощности надопорной толщи.

Приложение VI. Вопросы нормализации импульсов становления поля. Задача нормализации регистрируемого сигнала >'(/) (определение реакции земной динамической системы ,х(/) на ее возбуждение импульсом Хевисайда) сводится к решению интегрального уравнения Вольтерра 1-го рода типа свертки

где l(i) = cJy(t)/dt -импульсная переходная характеристика системы эксперимента (y{t) - переходная характеристика системы эксперимента). Функции /(f) и y(t) считаются известными. Они могут быть представлены переходными характеристиками регистрирующего канала или возбуждающего импульса, либо обобщенной переходной характеристикой системы эксперимента, определяемой сверткой первых двух.

В практике цифровой обработки сигналов достаточно распространенным способом численного решения поставленной задачи является обратная рекурсивная фильтрация (ОРФ). По своей алгоритмической сущности ОРФ фактически представляет собой решение интегрального уравнения (1) методом квадратур. Численная реализация этого метода сводится к решению системы линейных алгебраических уравнений

где А - числовые коэффициенты квадратурных формул; п - количество дискретов на интервале [(Ц]; 1^=1(1,-^); Система (2) при

известном х,, определяемом изначально в виде х, =/(0)//(0) = /(())//,, обеспечивает рекуррентное нахождение л,,х2,...,хл. Регуляризатором ОРФ является шаг дискретизации. В приложении рассмотрены алгоритмы ОРФ, использующие формулы прямоугольников и трапеций при равномерном и неравномерном шаге дискретизации, включая логарифмический, часто применяемый в практике импульсной геоэлектрики. ОРФ проста и удобна в реализации, однако имеет существенный недостаток - накопление погрешностей в процессе нахождения последовательных решений.

(1)

(2)

Анализ реальных переходных характеристик y(t) систем экспериментов свидетельствует, что они могут быть аппроксимированы экспоненциальным рядом:

п

г(0=ХЛехр(-а40, где ак > 0, а„ = О, Л0 = 1. (3)

Тогда очевидно, что переходная характеристика удовлетворяет линейному дифференциальному уравнению n-го порядка с постоянными коэффициентами

2>аг"Ч о = <7(0, (4)

»--о

где <т(г) - единичная функция включения. В этом случае уравнение (I) выразится в дифференциальном виде:

.v(0+Z6,.v("(0 = ;'W+Êa,>',oW, (5)

il ni

где Л, = ^altJy{„J). i = 1,2,...,«-!. При нулевых начальных условиях переходной

1-1

характеристики (^¿'=0 при / = 12,...,н-1) из (5) следует аналитическое решение задачи нормализации зарегистрированного сигнала y(t) в изящном представлении:

лг(/) = >■(/)+¿я,/"(z). (6)

Коэффициенты а, аналитического обратного фильтра (6) определяются по результатам анализа переходной характеристики динамической системы эксперимента, например операционным способом (составлением системы уравнений для операционных изображений функции y(i) в действительной области). В приложении выполнена разработка оригинального интегрального алгоритма определения коэффициентов фильтра для условия п < 3.

Численная реализация аналитической обратной фильтрации требует вычисления производных сигнала y(t) высоких порядков, что является некорректной операцией. Однако, как показывает практика экспериментальных измерений, весьма часто п<Ъ и даже п< 2. Кроме ограничения порядка п возможны и другие приемы регуляризации решений. Следует отметить, что влияние слагаемых с высокими порядками дифференцирования заметно лишь на ранних временах переходного процесса. Несомненным преимуществом аналитической обратной фильтрации перед рекурсивной является локальность алгоритма преобразования, проявляющаяся в том, что последующие решения для x(t) не зависят от результата определения предыдущих. Приводятся практические примеры нормализации экспериментальных сигналов y(t)

аналитическими фильтрами с и = 2 и п- 3, свидетельствующие об эффективности их работы.

В приложении отдельно рассмотрены вопросы нормализации переходных процессов, возбуждаемые импульсами сложной формы, в частности, импульсами "МГД-гснератора" и генгруппы "Полигон-2". Выполнен обзор и анализ существующих методик решения этой задачи. Предлагается для нормализации МГД-импульсов осуществлять комплексирование рекурсивной и аналитической обратной фильтрации. Приводятся практичекие примеры нормализации МГД-сигналов и сигналов генгруппы "Полигон-2".

Разработанные методики нормализации сигналов становления поля и их программная реализация использовались в производственных масштабах при обработке данных геоэлектрических исследований с МГД-источником и генгруппой "Полигон-2" в Центральной Сибири.

Приложение VII. Примеры практического использования кинематического и индукционного анализа нестационарных электромагнитных полей. В приложении приводятся результаты производственного апробирования выполненных в главах 2 и 3 научных разработок по индукционному и кинематическому анализу нестационарных электромагнитных нолей.

Экспериментальные кинематические ¡.¿следования методом ДВП проводились в Днепровско-Донецкой внадине, на северо-западном склоне Украинского щита и в Туркмении. В приложении приведены результаты кинематических исследований по профилям Царичанка-Богодухов (30 километровый профиль, отработанный по неполной системе встречных годографов), Березичи-Шанивское озеро (9-километровый профиль, провденный по системе встречных годографов) и по 32-километровому опорному профилю Бахардок-Эрбент, пройденному по полной системе встречных годографов. Экспериментальное опробование кинематических систем электромагнитных исследований подтверждает возможность непрерывного прослеживания опорного горизонта и перспективность данного направления в геоэлектрике.

В приложении приведены также результаты индукционного анализа данных метода СП на профиле I Руденковско-Новогригорьевской площади (ДДВ). Субширотный профиль, протяженностью 30км пересекает два нефтегазовых месторождения. В результате выполненного индукционного анализа, с целью прогнозирования электрических свойств разреза, были выделены области повышенных (на 10-15%) значений эффективных сопротивлений, пространственно приуроченных к областях месторождений. Здесь впервые был использован статистический метод главных компонент для выделения на вертикальных разрезах эффективных сопротивлений локальных аномалий повышенных сопротивлений.

В приложении рассмотрены также результаты индукционного анализа данных метода зондирований становлением поля с закрепленным источником (ЗС-ЗИ) на Собинском участке Катангской нефтегазоносной области (Центральная Сибирь), где работы выполнялись с МГД-генератором и генгруппой "Полигон-2", а также результаты работ метода ЗСБЗ на профиле ПР-218 Ереминской площади Катангской НГО. В результате установлено, что метод ЗС-ЗИ рационально использовать в комплексе геолого-геофизических исследований для картирования кристаллического фундамента, зон тектонических нарушений, оценки мощности рифейских образований и картирования глубинных проводников, наличие которых может быть использовано как региональнвый признак перспективности площадей на нефть и газ. Метод ЗСБЗ является надежным инструментом изучения верхней части разреза до глубин 2700-3000 метров и может комплексироваться с ЗС-ЗИ для более полного изучения гсоэлсктрического разреза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа направлена на развитие теории, методики и алгоритмов анализа данных импульсного пространственно-временного

электромагнитного эксперимента, от состояния которых в значительной степени зависит эффективность геоэлектрических изысканий. В этом отношении результаты исследований, проведенных в работе, и защищаемые положения сводятся к следующему:

). Выполнены обобщение, постановка и решение основной задачи теории электромагнитных зондирований дипольными источниками в горизонтально-слоистых средах с учетом токов смещения. Разработана методика решения нестационарной задачи для модели тонких проводящих слоев, разделенных изолятором.

2. Разработан временной принцип анализа переходных процессов, основанный на использовании их дифференциальных временных характеристик, а также унифицированная система индукционного анализа, основанная на использовании интегральных временных характеристик нестационарных магнитных полей, позволяющая выполнять оптимальную визуализацию структуры геоэлектрического разреза в произвольной пространственно-временной области.

3. Разработана методическая концепция и теория экстремальной кинематики переходных процессов в произвольных горизонтально-слоистых средах. Предложены методические системы кинематических наблюдений и интерпретации экстремальных годографов.

4. Выполнено физическое моделирование кинематики импульсных возмущений для горизонтально-слоистой среды и сред, содержащих структуры типа "сброса", "грабена", "горста".

5. Разработаны алгоритмы аналитической обратной фильтрации переходных процессов для решения задачи нормализации импульсов становления поля, искаженных системами регистрации и возбуждения.

6. Разработаны методические принципы магнитного анализа нестационарных магнитных полей при выполнении пространственно-временных электромагнитных исследований.

7. Уточнена поздняя асимптотика переходных процессов в магнитном поле дипольиых источников для произвольных горизонтально-слоистых сред, подстилаемых изолятором.

8. На экспериментальных материалах, полученных в ДДВ, УЩ, Центральных Кара-Кумах, Центральной Сибири показана эффективность разработанных систем индукционного и кинематического анализа при изучении структуры гсоэлектричсс кого разреза и прогнозировании областей, перспективных на нефть и газ.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Вопросы обратной фильрации импульсов становления ноля. Геофизический журнал, Киев,1985, №5,с.19-26(в соавторстве с Грозой A.A.).

2. Методы обработки и интерпретации МГД-импульсов. Тезисы докладов на Всесоюзном семинаре "Электромагнитные зондирования", Баку, 1981.

3. Об исследовании анизотропных геоэлектрических разрезов дипольными установками. Материалы по геологии, геофизике и геохимии Украины, Казахстана и Забайкалья. Вестник КГУ, Киев, 1973, с.94-97.

4. Временные характеристики магнитного поля дипольного источника. Геофизический сборник Ин-та геофизики АН УССР, №61, Киев,1974, с.62-70 ( в соавторстве с Грозой A.A.).

5. Исследование переходных процессов со сложной формой возбуждающего импульса. Труды ИЗМИРАН АН СССР, 1986 (в соавторстве с Грозой A.A., Руденко Т.В., Негодой В.Г.).

6. Екстремальна юнематика перехщних процеав в магштному no.ni дипольного джерела. Тези доповщей М1жнародно1 геофпичноУ конференцн "Ашзотропш. Фрактали", Кшв, 1994.

7. ¡ндукцшний анал1з ¡мпульав становления магштного поля. Тези доповщей Кйжнародно! геоф1зично] конференцн "Ашзотрошя.Фрактали", Кшв, 1994 (в cniBaBTopcTBi з Руденко Т.В., Кутишенко T.I.).

8. 1нтегральш електромагштш зондування незаземленими петлями. Тези доповщей М1жнародноТ геоф1зично1 конференцн "Ашзотрошя.Фрактали", Кшв, 1994 ( в сшвавторств1 з Грозою A.A., Руденко Т.В.).

9. Операционный анализ нестационарных электромагнитных полей. Геофизический журнал, Киев, (сдана в печать в 1996г.), (в соавторстве с Грозой А.А.,Гаврильцевым В.Б.).

10. Исследование процессов распространения электромагнитных возмущений в проводящих средах и разработка кинематических систем глубинных электромагнитных зондирований импульсными источниками.Заключительный отчет о НИР по х/т №21-27, 1982, гос.per.№77032925, 77070207, т. 1 - 334 е., т.2 - 105 с. ( в соавторстве с Грозой A.A.).

11. Разработка теоретических проблем и методологических принципов электромагнитных зондирований земной коры импульсными источниками. Заключительный отчет о НИР по г/б теме №2, 1993, roc.per.№0193V044500 в соавторстве с Грозой А .А., Руденко Т.В.).

12. Исследование переменных электромагнитных полей в земле и разработка новых методов структурных геоэлектрических исследований в Днепровско-Донецкон впадине. Заключительный отчет о НИР по х/т №15974, 1977, гос.per. №75005559, 150 с. ( в соавторстве с Грозой A.A.).

13. Кинематические исследования переходных процессов в земле для целей картирования поверхностей кристаллического фундамента в условиях западного склона Украинского щита. Заключительный отчет о НИР пох/т №174-74, 1976, гос.per. №750015558, 56 с.(в соавторстве с Грозой A.A.).

14. Теоретические основы и методические системы электромагнитных зондирований земной коры импульсными источниками. Научнотсхнический огчег по х/д №10-87. Деп. ВИНИТИ , per. №01860136913, Киев, 1991 (в соавторстве с Грозой A.A., Руденко Т.В.).

Рева М.В. "¡ндущшний пш кшематичпий анал'и нестащонариих електромагттпих nojiie в геоелектрищ". Дисертащя на здобуття вченого ступени кандидата фЬико-матсматичних наук за спещальшстю 01.04.12 -Геоф13Ика. 1нстигут геоф13ики 'ш. СЛ. Субботша НАНУкраУни, КиУв, 1997.

Розроблена система шдукцпшого анализу ¡м пульс ¡в становления магштного поля, що грунтуеться на використанш часових пггегральних характеристик перехщних процеав i забезпечуе оптимальну впуал1зацпо геоелектричного розрЬу та експрес-штерпретацпо експериментальних даних в довшьнш просторово-часовш области електормагштного експеримснту.

Обгрунтована вихщна методолопчна концепщя i розроблена теорм дифуз1йно1 екстремально\' юнсматики перехщних процеав в довшьних горизонтально-шарових середовищах. Запропонова1ц методичш системи кшсматичних спостережень та штерпретаци експериментальних годограф1в для картування непровщниково'Г основи геоелектричного розр!зу за ii узагальненими характеристиками.

На експериментальних матер1алах показана ефектившсть розроблених систем прострово-часового анал1зу перехщних процеав при вивченш структури геоелектричного розр1зу та прогнозуванш областей, перспективных на нафту та газ.

Ключот слова: електромагнггне зондування, ¡ндукцшний анал13, кинематика, годограф, геоелектричний роэр13.

Reva N. V. "Inductive and kinematical analysis of non-stationary electromagnetic fields in geoelectricity ".Thesis for Candidate of Science degree in physics and mathematics under the spetiality 01.04.12 - Geophysics. S.I.Subbotin Institute of Geophysics, Academy of Science,Ukraine,Kyiv, 1997.

System of magnetic field relaxation impulses inductive analysis was developed. It is based upon application of time integral characteristics for transitional processes, and provides either optimal visualization of a geoelectric section and express interpretation of experimental data in arbitrary time-space domain of electromagnetic experiment.

Methodologic concept was grounded and theory of difFusional extremal kinematics for transitional processes in arbitrary horizontally stratified media was developed.Methodic systems of kinematical observations and interpretation of extremal time-charts for mapping of non-conducting basement of a geoelectric section from its generalized characteristics was proposed.

Efficiency of the proposed systems for transitional processes time-space analysis while investigation of a geoelectric section structure and prognosis of oil/gas promising areas was shown on experimental materials.