Импульсное электромагнитное межскважинное просвечивание для мониторинга состояния криолитозоны

Научно обосновывается технология импульсного электромагнитного мониторинга многолетнемерзлых пород для предотвращения техногенных аварий и экологических катастроф. Развиты методы быстрого одномерного и трехмерного моделирования импульсных сигналов. Создана процедура трансформации сигналов в кажущиеся электросопротивления, реализован алгоритм инверсии данных с использованием преобразования Сумуду и искусственных нейронных сетей. На основе моделирования сигналов в реалистичных геоэлектрических моделях с многолетнемерзлыми породами, показана возможность мониторинга состояния мерзлого грунта по изменению сигналов. Успешно выполнены натурные эксперименты с макетным образцом установки импульсного мониторинга.

1. Бухтияров Д.А., Глинских В.Н. Предварительные результаты мониторинга состояния глинистых грунтов при помощи установки импульсного электромагнитного зондирования // Геофизические технологии. 2022. № 2. С. 44–64. doi: 10.18303/2619-1563-2022-2-44.

2. Глинских В.Н., Федосеев А.А., Никитенко М.Н., Михайлов И.В., Бухтияров Д.А. Проектирование полевых экспериментов для обоснования технологии мониторинга мерзлых пород // Криосфера Земли. 2023. Т. XXVII, № 4. С. 45–53. doi: 10.15372/KZ20230405.

3. Мельников В.П., Осипов В.И., Брушков А.В., Алексеев А.Г., Бадина С.В., Бердников Н.М., Великин С.А., Дроздов Д.С., Дубровин В.А., Железняк М.Н., Жданеев О.В., Захаров А.А., Леопольд Я.К., Кузнецов М.Е., Малкова Г.В., Осокин А.Б., Остарков Н.А., Ривкин Ф.М., Садуртдинов М.Р., Сергеев Д.О., Федоров Р.Ю., Фролов К.Н., Устинова Е.В., Шеин А.Н. Развитие геокриологического мониторинга природных и технических объектов в криолитозоне Российской Федерации на основе систем геотехнического мониторинга топливно-энергетического комплекса // Криосфера Земли. 2022. Т. XXVI, № 4. С. 3–18. doi: 10.15372/KZ20220401.

4. Михайлов И.В., Нечаев О.В., Глинских В.Н., Никитенко М.Н., Федосеев А.А. Численное моделирование сигналов импульсного электромагнитного межскважинного мониторинга многолетнемерзлых пород под основаниями промышленных объектов // Геофизические исследования. 2023. Т. 24, № 3. С. 87–102. doi: 10.21455/gr2023.3-5.

5. Мохов И.И., Парфенова М.Р. Изменения протяженности снежного покрова в Евразии по спутниковым данным в связи с полушарными и региональными температурными изменениями // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2021. Т. 501, № 1. С. 78–85. doi: 10.31857/S2686739721110104.

6. Нерадовский Л.Г. Опыт изучения влияния температуры на удельное электрическое сопротивление мерзлых грунтов // Геофизика. 2013. № 1. С. 67–70.

7. Нечаев О.В., Даниловский К.Н., Михайлов И.В. Моделирование и инверсия сигналов импульсных электромагнитных зондирований в задаче мониторинга многолетнемерзлых пород с применением методов глубокого обучения // Геология и геофизика. 2024. Т. 65, № 7. С. 1012–1022. doi: 10.15372/GiG2023211.

8. Никитенко М.Н., Глинских В.Н., Горносталев Д.И. Математическое обоснование импульсных электромагнитных зондирований для новых задач нефтепромысловой геофизики // Сибирский журнал вычислительной математики. 2021. Т. 24, № 2. С. 179–192. doi: 10.15372/SJNM20210205.

9. Никитенко М.Н., Глинских В.Н., Михайлов И.В., Федосеев А.А. Математическое моделирование сигналов импульсного электромагнитного зондирования для мониторинга состояния многолетнемерзлых пород // Геология и геофизика. 2023. Т. 64, № 4. С. 591–600. doi: 10.15372/GiG2022132.

10. Никитенко М.Н., Бредихин И.А., Михайлов И.В., Федосеев А.А. Трансформация данных импульсных зондирований в кажущиеся электросопротивления для задачи мониторинга криолитозоны // Геофизические исследования. 2024. Т. 25, № 2. С. 65–78. doi: 10.21455/gr2024.2-4.

11. Эпов М.И., Глинских В.Н., Никитенко М.Н., Сухорукова К.В., Горносталев Д.И., Михайлов И.В. Новый метод импульсного электромагнитного каротажного зондирования: картирование баженовской свиты из юрских коллекторов, вскрытых наклонно-горизонтальными скважинами // Геология и минеральносырьевые ресурсы Сибири. 2021. № 3. С. 31–39. doi: 10.20403/2078-0575-2021-3-31-39.

12. Эпов М.И., Нечаев О.В., Глинских В.Н. Численная инверсия интегрального преобразования Сумуду при моделировании электромагнитного зондирования земных недр // Геология и геофизика. 2023. Т. 64, № 7. С. 1033–1045. doi:10.15372/GiG2023104.

13. Эпов М.И., Даниловский К.Н., Нечаев О.В., Михайлов И.В. Вычислительный алгоритм обратного преобразования Сумуду на основе искусственной нейронной сети в задаче наземного электромагнитного зондирования методом переходных процессов // Геология и геофизика. 2024. Т. 65, № 5. С. 757–765. doi: 10.15372/GiG2023190.

14. Яковлев Д.В., Каплан С.А., Клокова В.П., Соколова Е.Ю., Шпекторов А.Л., Слинчук Г.Е. Построение скоростной модели верхней части разреза в условиях распространения многолетнемeрзлых пород с учeтом данных наземной электроразведки // Геофизика. 2019. № 4. С. 2–8.

15. Glinskikh V., Nechaev O., Mikhaylov I., Danilovskiy K., Olenchenko V. Pulsed electromagnetic cross-well exploration for monitoring permafrost and examining the processes of its geocryological changes // Geosciences. 2021. Vol. 11 (2). Article 60. doi: 10.3390/geosciences11020060.

16. Marsala A.F., Lyngra S., Safdar M., Zhang P., Wilt M. Crosswell electromagnetic induction between two widely spaced horizontal wells: coiled-tubing conveyed data collection and 3D inversion from a carbonate reservoir in Saudi Arabia // SEG Technical Program Expanded Abstract. New Orleans, Louisiana, USA, 2015. P. 2848–2852. doi: 10.1190/segam2015-5891203.1.