Обработка полевых материалов электроразведочного метода ЗСДЗ

Система цифровой регистрации с арифметическим шагом дискретизации и сохранение всех реализаций сигналов предопределяет использование эффективных средств осреднения накопленных массивов данных и подготовки итоговых кривых зондирований. Запись по «открытому каналу», без применения аналоговой фильтрации и суммирования накоплений позволяет получать максимально «чистые» первичные сигналы – цифровые осциллограммы во всех пунктах наблюдений. Предварительная обработка сигналов ЗСД объединяет в себя процедуры для подготовки финальных кривых, включая анализ всех накоплений с поимпульсным просмотром сигналов, осреднение сигналов, подавление помех различной природы, расчет трансформант и другие функции.

Разработанный подход к обработке сигналов становления основывается на следующих принципах: подавление помех осуществляется с помощью математических алгоритмов, результаты обработки различными способами сравниваются по рассчитываемому отношению сигнал/помеха, производится независимая сборка итоговых кривых с геометрическим и арифметическим шагом дискретизации.

Блок-схема программы предварительной обработки «TEM-Processing» приведена на рисунке. Пошаговый алгоритм обработки может быть представлен в следующем виде:

При работах методом ЗСД на всех этапах используется и активно развивается современный программный комплекс, основанный на использовании специализированных математических алгоритмов, эффективных технологий баз данных, геоинформационных систем. Имеющиеся программно-алгоритмические средства обеспечивают полный цикл электроразведочных работ — от планирования сетей наблюдения, регистрации сигналов, до интерпретации, визуализации и геологического истолкования. Все программы объединены в рамках единой среды, имеют унифицированный графический интерфейс.

Для работы с картографической информацией, GPS-приемниками, планирования сетей наблюдения, импорта-экспорта данных создана специализированная геоинформационная система GeoMap.

Предварительная обработка сигналов ЗСД в программе TEM-processing объединяет в себя процедуры для подготовки финальных кривых, включая анализ всех накоплений с поимпульсным просмотром сигналов, осреднение сигналов, подавление помех различной природы (в том числе высокоэффективные алгоритмы для подавления промышленных помех 50 Гц), расчет трансформант и другие функции.

Для проведения качественной интерпретации создана программа PROFILE, предоставляющая эффективные инструменты для просмотра, и визуализации результатов в виде графиков, геоэлектрических разрезов и карт. Имеется просмотр данных в разных трансформациях, статистическая обработка данных.

Основу программы интерпретации MODEL составляют одномерные прямые и обратные задачи для установок «петля-петля», «петля-линия» и «линия-петля», а также томографическая 3D инверсия. Алгоритмы решения прямых задач позволяю учитывать эффекты ВП в рамках модели Cole-Cole. Программа предоставляет возможность создания модельных сетей наблюдений для расчета теоретических сигналов. При этом возможно создать виртуальную профильную или площадную расстановку установок зондирования с любыми параметрами (тип приемника и источника, их геометрия).

Программа MODEL предоставляет возможности для решения задач по двум направлениям: 1 – количественная интерпретации результатов нестационарных электромагнитных зондирований, 2 – математическое моделирование электромагнитных откликов.

Программа создана на основе алгоритмов расчета прямых и обратных задач разработанных в Институте геофизики СО РАН (Эпов М.И., Антонов Е.Ю., Могилатов В.С.). Среди особенностей можно выделить интегрированное использование высокоточных математических алгоритмов и эффективную систему представления данных в площадном и профильном представлении (карт и разрезов), геоэлектрических моделей и кривых зондирований в различных трансформациях (рис. 4.1.).

Одномерная прямая задача для установки «петля-петля» основа модуля расчета сигналов от заданных геоэлектрических моделей при интерпретации и моделировании. Для установки «петля-петля» реализована автоматическая одномерная обратная задача, которая позволяет производить подбор геоэлектрических параметров, как для единичного зондирования, так и для группы приемных петель, зарегистрированных при одном положении источника. Практические и теоретические кривые отображаются в Окне просмотра кривых. Для каждого пикета отображаются трансформации: DU/I, ρ_t и S_t (H_t).

Возможности процедуры расчета сигналов для установки «петля-петля» позволяют одновременно рассчитывать первые производные по параметрам одномерной модели: проводимостям и глубинам залегания границ слоев. Данный алгоритм является основой для построения информационной матриц, построения доверительных интервалов, исследования модельной эквивалентности и решения обратных задач.

Реализовано интерактивное представление геоэлектрических моделей по линии профиля в виде цветных геоэлектрических разрезов и их динамическое обновление при изменении сопротивления или мощности слоев (Рис. 3.7). В данном окне осуществляется выбор одного или группы пикетов для редактирования, просмотра сигнала и интерпретации.

Площадное представление установок зондирования ГИС компонента GeoMap. Программа предоставляет возможность создания модельных сетей наблюдений для массового расчета теоретических сигналов. При этом возможно создать виртуальную профильную или площадную расстановку установок зондирования с любыми параметрами (размер, тип приемника и источника – электрическая линия или незаземленная петля, взаимное расположение). Интерфейс для создания и изменения расстановок предоставляется в окне Редактор. В этом окне возможно добавление, удаление и редактирование источников и относящихся к ним приемников. Все изменения оперативно отображаются на карте в окне ГИС.

Разработана система задания и записи в базу данных стратиграфических идентификаторов слоев геоэлектрических моделей для корректного анализа и визуализации результатов интерпретации в профильном и площадном представлении. Порядковый номер слоя не является опорным признаком и может меняться на разных пунктах наблюдения, поэтому применение уникальных идентификаторов слоев позволяет существенно оптимизировать процесс интерпретации и визуализации.

Построение кривых по программе MODEL