intechnguВестник НГУ. Серия: Информационные технологииVestnik NSU. Series: Information Technologies1818-79002410-0420НГУ10.25205/1818-7900-2018-16-4-41-55intechngu-60Research ArticleСтатьиТЕОРЕТИКО-АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ БАЗА И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫTHEORETICAL-ALGORITHMICAL BASE AND COMPUTER SIMULATION OF DIELECTRIC LOGGING DATA TO STUDY FREQUENCY SPECTRUM OF ELECTROPHYSICAL PARAMETERS OF GEOLOGICAL ENVIRONMENTГлинскихВ. Н.GlinskikhV. N.GlinskikhVN@ipgg.sbras.ruНикитенкоМ. Н.NikitenkoM. N.NikitenkoMN@ipgg.sbras.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН; Новосибирский государственный университет; Новосибирский государственный технический университетРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS; Novosibirsk State University; Novosibirsk State Technical UniversityRussian FederationИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАНРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RASRussian Federation2018301020201644155Copyright © Глинских В.Н., Никитенко М.Н., 20202020Глинских В.Н., Никитенко М.Н.Glinskikh V.N., Nikitenko M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/60

Статья посвящена разработке теоретической базы компьютерного моделирования данных диэлектрического каротажа с целью обоснования нового импортозамещающего оборудования для каротажа нефтяных и газовых скважин. Разработаны алгоритмы и реализованы быстрые программы компьютерного моделирования высокочастотных электромагнитных сигналов в рамках слоисто-однородных моделей сред. По результатам масштабного моделирования амплитудно-фазовых характеристик высокочастотного поля установлена их зависимость от частотного спектра электрофизических параметров. Проведенные исследования позволяют выполнить научное обоснование и оптимальное проектирование новой электромагнитной зондирующей системы.

The article is devoted to the development of theoretical base for computer simulation of dielectric logging data with the aim of substantiating new import-substituting equipment for logging oil and gas wells. We have developed algorithms and implemented fast computer programs for the simulation of high-frequency electromagnetic signals within the framework of homogeneously layered models of environment. Based on the results of large-scale simulation of the amplitude-phase characteristics of a high-frequency field, their dependence on the frequency spectrum of electrophysical parameters was established. The carried out research allows executing scientific substantiation and optimal design of a new electromagnetic sounding system.

компьютерное моделированиепрямая задачагеоэлектрическая модельэлектрофизические параметрычастотная дисперсиядиэлектрический каротажcomputer simulationdirect problemgeoelectric modelelectrophysical parametersfrequency dispersiondielectric loggingReferencesАксельрод С. М. К измерению диэлектрической проницаемости горных пород в условиях скважины // Прикладная геофизика. 1968. Вып. 52.Аксельрод С. М. К измерению диэлектрической проницаемости горных пород в условиях скважины // Прикладная геофизика. 1968. Вып. 52.Брылкин Ю. Л., Дубман Л. И. О диэлектрической проницаемости влажных песчаных пород // Электромагнитные методы исследования скважин. Новосибирск: Наука, 1979. С. 233-242.Брылкин Ю. Л., Дубман Л. И. О диэлектрической проницаемости влажных песчаных пород // Электромагнитные методы исследования скважин. Новосибирск: Наука, 1979. С. 233-242.Брылкин Ю. Л., Дубман Л. И. О диэлектрической проницаемости горных пород осадочного происхождения // Геология и геофизика. 1972. № 1. С. 117-121.Брылкин Ю. Л., Дубман Л. И. О диэлектрической проницаемости горных пород осадочного происхождения // Геология и геофизика. 1972. № 1. С. 117-121.Даев Д. С., Денисов С. Б. О высокочастотном индукционном каротаже // Разведочная геофизика. М.: Недра, 1970. Вып. 42. С. 106-123.Даев Д. С., Денисов С. Б. О высокочастотном индукционном каротаже // Разведочная геофизика. М.: Недра, 1970. Вып. 42. С. 106-123.Даев Д. С., Денисов С. Б., Костин А. И. Измерение удельного сопротивления пород методом волнового каротажа проводимости // Проблемы нефти и газа Тюмени: Науч.-техн. сб. Тюмень: ЗапСибНИГНИ, 1977. Вып. 33. С. 3-7.Даев Д. С., Денисов С. Б., Костин А. И. Измерение удельного сопротивления пород методом волнового каротажа проводимости // Проблемы нефти и газа Тюмени: Науч.-техн. сб. Тюмень: ЗапСибНИГНИ, 1977. Вып. 33. С. 3-7.Кауфман А. А., Антонов Ю. Н. Диэлектрический индуктивный каротаж. Новосибирск: Наука, 1971. 140 с.Кауфман А. А., Антонов Ю. Н. Диэлектрический индуктивный каротаж. Новосибирск: Наука, 1971. 140 с.Даев Д. С. Высокочастотные электромагнитные методы исследования скважин. М.: Недра, 1974. 192 с.Даев Д. С. Высокочастотные электромагнитные методы исследования скважин. М.: Недра, 1974. 192 с.Денисов С. Б. Определение коллекторских параметров пластов по данным диэлектрического каротажа в карбонатных разрезах // Нефтегазовая геология и геофизика. 1981. Вып. 11. С. 29-32.Денисов С. Б. Определение коллекторских параметров пластов по данным диэлектрического каротажа в карбонатных разрезах // Нефтегазовая геология и геофизика. 1981. Вып. 11. С. 29-32.Денисов С. Б., Макагонова С. К. Интерпретация кривых волнового диэлектрического каротажа в пластах ограниченной мощности // Прикладная геофизика. М.: Недра, 1978. Вып. 92. С. 189-196.Денисов С. Б., Макагонова С. К. Интерпретация кривых волнового диэлектрического каротажа в пластах ограниченной мощности // Прикладная геофизика. М.: Недра, 1978. Вып. 92. С. 189-196.Денисов С. Б., Макагонова С. К. Принципы интерпретации данных диэлектрического каротажа при измерении нескольких характеристик электрического поля // Нефтегазовая геология и геофизика. 1981. Вып. 2. С. 38-42.Денисов С. Б., Макагонова С. К. Принципы интерпретации данных диэлектрического каротажа при измерении нескольких характеристик электрического поля // Нефтегазовая геология и геофизика. 1981. Вып. 2. С. 38-42.Панич И. М. Исследование возможностей импедансных зондов и зондов с частотно-геометрической фокусировкой токов проводимости при диэлектрическом каротаже скважин: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 1979. 19 с.Панич И. М. Исследование возможностей импедансных зондов и зондов с частотно-геометрической фокусировкой токов проводимости при диэлектрическом каротаже скважин: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 1979. 19 с.Bittar M., Li J., Kainer G., Cherry R., Torres D., McCoy D. A modern microwave formation evaluation sensor and its applications in reservoir evaluation // Transactions of the SPWLA 51th Annual Logging Symposium (June 19-23, 2010). Perth, Australia, 2010. Paper B.Bittar M., Li J., Kainer G., Cherry R., Torres D., McCoy D. A modern microwave formation evaluation sensor and its applications in reservoir evaluation // Transactions of the SPWLA 51th Annual Logging Symposium (June 19-23, 2010). Perth, Australia, 2010. Paper B.Hizem M., Budan H., Deville B., Faivre O., Mossé L., Simon M. Dielectric dispersion: a new wireline petrophysical measurement // Proceedings of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition (September 21-24, 2008). Denver, Colorado, USA, 2008. Paper 116130.Hizem M., Budan H., Deville B., Faivre O., Mossé L., Simon M. Dielectric dispersion: a new wireline petrophysical measurement // Proceedings of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition (September 21-24, 2008). Denver, Colorado, USA, 2008. Paper 116130.Seleznev N., Habashy T., Boyd A., Hizem M. Formation properties derived from a multi-frequency dielectric measurement // Transactions of the SPWLA 47th Annual Logging Symposium (June 4-7, 2006). Veracruz, Mexico, 2006. Paper VVV.Seleznev N., Habashy T., Boyd A., Hizem M. Formation properties derived from a multi-frequency dielectric measurement // Transactions of the SPWLA 47th Annual Logging Symposium (June 4-7, 2006). Veracruz, Mexico, 2006. Paper VVV.Toumelin E., Torres-Verdín C., Bona N. A new pore-scale framework for the simulation and interpretation of wide-band dielectric measurements // Abstracts of the 19th Annual International Symposium (August 21-25, 2005). Toronto, Canada, 2005. Paper SCA2005-21.Toumelin E., Torres-Verdín C., Bona N. A new pore-scale framework for the simulation and interpretation of wide-band dielectric measurements // Abstracts of the 19th Annual International Symposium (August 21-25, 2005). Toronto, Canada, 2005. Paper SCA2005-21.Аксельрод С. М. Влияние частотной дисперсии электрических свойств горных пород на результаты определения удельного сопротивления пластов (по материалам зарубежной литературы) // Каротажник. 2007. Вып. 10 (163). С. 103-126.Аксельрод С. М. Влияние частотной дисперсии электрических свойств горных пород на результаты определения удельного сопротивления пластов (по материалам зарубежной литературы) // Каротажник. 2007. Вып. 10 (163). С. 103-126.Глинских В. Н., Никитенко М. Н., Эпов М. И. Линеаризованные решения прямых и обратных двумерных задач высокочастотного электромагнитного каротажа в проводящих средах с учетом токов смещения // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 12. С. 1942-1951.Глинских В. Н., Никитенко М. Н., Эпов М. И. Линеаризованные решения прямых и обратных двумерных задач высокочастотного электромагнитного каротажа в проводящих средах с учетом токов смещения // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 12. С. 1942-1951.Глинских В. Н., Никитенко М. Н., Эпов М. И. Моделирование и инверсия данных электромагнитного каротажа в пластах конечной мощности, вскрытых на биополимерных и нефтяных буровых растворах // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 11. С. 1803-1813.Глинских В. Н., Никитенко М. Н., Эпов М. И. Моделирование и инверсия данных электромагнитного каротажа в пластах конечной мощности, вскрытых на биополимерных и нефтяных буровых растворах // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 11. С. 1803-1813.Эпов М. И., Глинских В. Н. Анализ пространственной чувствительности относительных характеристик в задачах высокочастотного электромагнитного каротажа // Геология и геофизика. 2005. Т. 46, № 11. С. 1168-1175.Эпов М. И., Глинских В. Н. Анализ пространственной чувствительности относительных характеристик в задачах высокочастотного электромагнитного каротажа // Геология и геофизика. 2005. Т. 46, № 11. С. 1168-1175.Эпов М. И., Глинских В. Н. Быстрое двумерное моделирование высокочастотного электромагнитного поля для задач каротажа // Геология и геофизика. 2003. Т. 44, № 9. С. 942-952.Эпов М. И., Глинских В. Н. Быстрое двумерное моделирование высокочастотного электромагнитного поля для задач каротажа // Геология и геофизика. 2003. Т. 44, № 9. С. 942-952.Эпов М. И., Глинских В. Н. Линеаризация относительных характеристик высокочастотного магнитного поля в двумерных проводящих средах // Геология и геофизика. 2004. Т. 45, № 2. С. 266-274.Эпов М. И., Глинских В. Н. Линеаризация относительных характеристик высокочастотного магнитного поля в двумерных проводящих средах // Геология и геофизика. 2004. Т. 45, № 2. С. 266-274.Эпов М. И., Глинских В. Н. Электромагнитный каротаж: моделирование и инверсия. Новосибирск: Гео, 2005. 98 с.Эпов М. И., Глинских В. Н. Электромагнитный каротаж: моделирование и инверсия. Новосибирск: Гео, 2005. 98 с.Anderson B., Barber T., Luling M., Sen P. Observation of large dielectric effects on induction logs, or, can source rocks be detected with induction measurements // Transactions of the SPWLA 47th Annual Logging Symposium (June 4-7, 2006). Veracruz, Mexico, 2006. Paper OOO.Anderson B., Barber T., Luling M., Sen P. Observation of large dielectric effects on induction logs, or, can source rocks be detected with induction measurements // Transactions of the SPWLA 47th Annual Logging Symposium (June 4-7, 2006). Veracruz, Mexico, 2006. Paper OOO.Anderson B., Barber T., Lüling M., Sen P., Taherian R., Klein J. Identifying potential gas-producing shales from large dielectric permittivities measured by induction quadrature signals // Transactions of the SPWLA 49th Annual Logging Symposium (May 25-28, 2008). Edinburgh, Scotland, 2008. Paper HHHH.Anderson B., Barber T., Lüling M., Sen P., Taherian R., Klein J. Identifying potential gas-producing shales from large dielectric permittivities measured by induction quadrature signals // Transactions of the SPWLA 49th Annual Logging Symposium (May 25-28, 2008). Edinburgh, Scotland, 2008. Paper HHHH.Anderson B., Barber T., Lüling M., Rasmus J., Sen P., Tabanou J., Haugland M. Observations of large dielectric effects on LWD propagation resistivity logs // Transactions of the SPWLA 48th Annual Logging Symposium (June 3-6, 2007). Austin, Texas, United States, 2007. Paper BB.Anderson B., Barber T., Lüling M., Rasmus J., Sen P., Tabanou J., Haugland M. Observations of large dielectric effects on LWD propagation resistivity logs // Transactions of the SPWLA 48th Annual Logging Symposium (June 3-6, 2007). Austin, Texas, United States, 2007. Paper BB.Epov M. I., Suhorukova C. V., Glinskikh V. N., Nikitenko M. N., Nechaev O. V., Surodina I. V. Effective electromagnetic log data interpretation in realistic reservoir models // Open Journal of Geology. 2013. Vol. 3. No. 2B. P. 81-86.Epov M. I., Suhorukova C. V., Glinskikh V. N., Nikitenko M. N., Nechaev O. V., Surodina I. V. Effective electromagnetic log data interpretation in realistic reservoir models // Open Journal of Geology. 2013. Vol. 3. No. 2B. P. 81-86.Аксельрод С. М. Новые тенденции в диэлектрическом каротаже (по материалам зарубежной печати) // Каротажник. 2012. Вып. 4 (214). С. 78-112.Аксельрод С. М. Новые тенденции в диэлектрическом каротаже (по материалам зарубежной печати) // Каротажник. 2012. Вып. 4 (214). С. 78-112.Ельцов Т. И., Доровский В. Н., Гапеев Д. Н. Низкочастотные диэлектрические спектры пород, насыщенных водонефтяной смесью // Геология и геофизика. 2014. Т. 55, № 8. С. 1270-1281.Ельцов Т. И., Доровский В. Н., Гапеев Д. Н. Низкочастотные диэлектрические спектры пород, насыщенных водонефтяной смесью // Геология и геофизика. 2014. Т. 55, № 8. С. 1270-1281.Эпов М. И., Бобров П. П., Миронов В. Л., Репин А. В. Диэлектрическая релаксация в глинистых нефтесодержащих породах // Геология и геофизика. 2011. Т. 52, № 9. С. 1302- 1309.Эпов М. И., Бобров П. П., Миронов В. Л., Репин А. В. Диэлектрическая релаксация в глинистых нефтесодержащих породах // Геология и геофизика. 2011. Т. 52, № 9. С. 1302- 1309.Эпов М. И., Миронов В. Л., Бобров П. П., Савин И. В., Репин А. В. Исследование диэлектрической проницаемости нефтесодержащих пород в диапазоне частот 0,05-16 ГГц // Геология и геофизика. 2009. Т. 50, № 5. С. 613-618.Эпов М. И., Миронов В. Л., Бобров П. П., Савин И. В., Репин А. В. Исследование диэлектрической проницаемости нефтесодержащих пород в диапазоне частот 0,05-16 ГГц // Геология и геофизика. 2009. Т. 50, № 5. С. 613-618.Эпов М. И., Савин И. В., Миронов В. Л. Диэлектрическая температурная модель влажных нефтесодержащих пород в диапазоне частот от 0.5 до 15 ГГц // Геология и геофизика. 2012. Т. 53, № 7. С. 912-919.Эпов М. И., Савин И. В., Миронов В. Л. Диэлектрическая температурная модель влажных нефтесодержащих пород в диапазоне частот от 0.5 до 15 ГГц // Геология и геофизика. 2012. Т. 53, № 7. С. 912-919.Garrouch A., Alsafran E., Garrouch K. A classification model for rock typing using dielectric permittivity and petrophysical data // Journal of Geophysics and Engineering. 2009. Vol. 6. No. 3. P. 311-323.Garrouch A., Alsafran E., Garrouch K. A classification model for rock typing using dielectric permittivity and petrophysical data // Journal of Geophysics and Engineering. 2009. Vol. 6. No. 3. P. 311-323.Morales J., Trejo A., Cabrera M., Decoster E., Gea I. Schlumberger. Multifrequency dielectric tool identifies oil/water contacts within complex mexican carbonates in oil-based mud // Transactions of the SPWLA 56th Annual Logging Symposium (June 18-22, 2015). Long Beach, California, USA, 2015. Paper J.Morales J., Trejo A., Cabrera M., Decoster E., Gea I. Schlumberger. Multifrequency dielectric tool identifies oil/water contacts within complex mexican carbonates in oil-based mud // Transactions of the SPWLA 56th Annual Logging Symposium (June 18-22, 2015). Long Beach, California, USA, 2015. Paper J.Toumelin E., Torres-Verdin C. Pore-scale simulation of kHz-GHz electromagnetic dispersion of rocks: effects of rock morphology, pore connectivity, and electrical double layers // Transactions of the SPWLA 50th Annual Logging Symposium (June 21-24, 2009). The Woodlands, Texas, USA, 2008. Paper RRR.Toumelin E., Torres-Verdin C. Pore-scale simulation of kHz-GHz electromagnetic dispersion of rocks: effects of rock morphology, pore connectivity, and electrical double layers // Transactions of the SPWLA 50th Annual Logging Symposium (June 21-24, 2009). The Woodlands, Texas, USA, 2008. Paper RRR.Кауфман А. А., Каганский А. М., Кривопуцкий В. С. Радиальные характеристики индукционных зондов, смещенных с оси скважины // Геология и геофизика. 1974, № 7. С. 102- 106.Кауфман А. А., Каганский А. М., Кривопуцкий В. С. Радиальные характеристики индукционных зондов, смещенных с оси скважины // Геология и геофизика. 1974, № 7. С. 102- 106.Табаровский Л. А. Применение метода интегральных уравнений в задачах геоэлектрики. Новосибирск: Наука, 1975. 144 с.Табаровский Л. А. Применение метода интегральных уравнений в задачах геоэлектрики. Новосибирск: Наука, 1975. 144 с.Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1963. 1100 с.Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1963. 1100 с.Nikitenko M., Itskovich G., Seryakov A. Fast electromagnetic modeling in cylindrically layered media excited by eccentred magnetic dipole // Radio Science. 2016. Vol. 51. P. 573-588.Nikitenko M., Itskovich G., Seryakov A. Fast electromagnetic modeling in cylindrically layered media excited by eccentred magnetic dipole // Radio Science. 2016. Vol. 51. P. 573-588.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.