Компания "Северо-Запад". Геофизика и бурение

Разработка ПО

Наша компания является представителем одной из старейших электроразведочных школ. Мы уделяем большое внимание научно-исследовательской деятельности и опытно-конструкторским разработкам. В рамках этой деятельности, одним из ведущих направлений является разработка программного обеспечения, позволяющего применять новейшие научные подходы в производственных работах.

Наибольшее внимание при разработке программ мы уделяем методу магнитотеллурического зондирования (МТЗ), т.к. он составляет основу наших геофизических работ. Кроме того, теоретический и математический аппарат для этого метода, возможно, наиболее развит по сравнению с другими электроразведочными методами и потому поле для разработки программного обеспечения здесь огромное.

Программы для работы с МТ-данными

Граф анализа и интерпретации МТ-данных в ООО «Северо-Запад» строится на ряде программных продуктов собственной разработки. В общем виде наш граф анализа и интерпретации выглядит следующим образом:


Программный комплекс обработки данных магнитотеллурических зондирований EPI-KIT

На вход программе EPI-KIT подаются записи МТЗ (временные ряды), полученные регистраторами естественного электромагнитного поля Земли. В настоящее время программа работает с данными со станций MTU и V-8 Phoenix Geophysics, станции LEMI. Программа производит обработку этих временных рядов: производится расчет передаточных магнитотеллурических и магнитовариационных функций по записям компонент магнитотеллурического поля. Под передаточными функциями в МТЗ понимают линейные операторы, связывающие различные компонеты электромагнитного поля Земли: тензор импеданса, матрица Визе-Паркинсона и ряд других.

Программа EPI-KIT обладает развитым функционалом для обработки данных МТЗ: кроме непосредственно расчета по вариациям электрической и магнитной составляющей МТ-поля тензора импеданса, программа Epi-Kit позволяет просматривать записи МТ-поля, проводить их отбраковку, редактировать параметры наблюдений, просматривать частотные характеристики аппаратуры и датчиков и пр.

EPI-KIT

Программа оценки качества кривых МТЗ QC-QA

Программа служит для оперативного контроля и оценки качества магнитотеллурических данных, составления отчетных таблиц и рапортов и предназначена для операторов-электроразведчиков, начальников электроразведочных отрядов и партий, выполняющих работы методами МТЗ, АМТЗ и ГМТЗ.

QC-QA является уникальным программным продуктом на рынке и основным инструментом супервайзеров, контролирующих ход выполнения работ МТЗ.

QC-QA

Программа редакции кривых МТЗ MT-Сorreсtor

Результатом обработки данных МТЗ являются частотные зависимости компонент тензора импеданса и матрицы Визе-Паркинсона. Получаемые с помощью большинства существующих программ обработки частотные зависимости не являются гладкими, в частности могут содержать «отскоки». Это может существенно затруднять последующие процессы анализа, нормализации и интерпретации данных. Программа MT-Corrector предоставляет возможность просматривать и редактировать частотные зависимости компонент тензора импеданса. Существует также возможность сглаживать кривые МТЗ с помощью аппроксимационных сплайнов. Программа обладает развитым графическим интерфейсом и большим числом специальных возможностей. Она способна быть важной частью практически любого программного комплекса, предназначенного для обработки и интерпретации данных МТЗ.

Программа MT-Corrector, в частности, позволяет:

  • просматривать частотные зависимости (кривые), построенные для компонент тензора импеданса в результате основного этапа обработки

  • соединять данные, содержащиеся в разных файлах в одну кривую, что, например, является неотъемлемой частью графа обработки данных, полученных с помощью аппаратуры фирмы «Феникс»

  • удалять отдельные точки и их группы, которые могут быть составлены по различным критериям

  • проставлять дополнительные опорные точки на основе информации о природе помех и др.

  • строить сглаживающие сплайн-аппроксимации кривых, позволяющие найти компромисс между противоречивыми условиями: (а) прохождения сплайн-аппроксимации как можно ближе к средним для каждого периода значениям и (б) ее максимальной гладкости

  • проводить сопоставление сплайнов, полученных по фазовым кривым, с производными сплайнов, полученных по соответствующим амплитудным кривым

  • анализировать как кривые, построенные по амплитуде и фазе импеданса, так и по его действительной и мнимой частям, а также кривые кажущегося сопротивления

  • умножать амплитуду компоненты на заданный коэффициент и инвертировать или изменять фазу на величину, кратную 180 градусам.

Программа MT-Corrector снабжена удобным графическим интерфейсом с большим числом возможностей, что позволяет быстро и безошибочно привести в приемлемый вид даже очень низкокачественные данные.

SD-6

Программное обеспечение Inversio

Программа предназначена для нормализации, анализа, предварительной подготовки, инверсии и интерпретации данных магнитотеллурических зондирований (МТЗ) по профилю и по площади. 

Реализованная в программе нормализация МТ-данных основана на анализе графиков модулей компонент тензора импеданса по профилю (площади). Существуют возможности автоматической нормализации по выбранному периоду, по суммарной проводимости осадков или вручную. Динамическое изменение изображений частотных разрезов параметров тензора, кривых и полярных диаграмм на выбранном пункте МТЗ позволяют контролировать процесс нормализации.

Автоматическое построение частотных разрезов, графиков и полярных диаграмм как на отдельных пунктах зондирования, так и по всему набору или его части на экране позволяют провести полный частотный анализ данных и подготовить их для дальнейшей интерпретации и инверсии. 


Также в программе реализована автоматическая 1D-инверсия, ядро программы — прямая одномерная задача расчета МТ-поля. Инверсия основана на построении и последующей нелинейной минимизации общего функционала невязок в сочетании с эмпирико-эвристическими поправками в ходе минимизации. Пользователем может быть задана априорная информация о геоэлектрическом разрезе как в виде жесткого закрепления сопротивлений в отдельных блоках, так и в виде их вероятностной оценки.

С целью автоматизации ввода параметров инверсии и их динамического изменения был создан специальный скриптовый язык InversionScript, а в программу введён его интерпретатор. Возможности языка позволили создать сценарий самообучающейся инверсии без применения априорной информации, который с успехом применяется при интерпретации МТ-данных в ООО «Северо-Запад».

Графический интерфейс пользователя позволяет просмотреть, оценить и выбрать результат в каждом пункте зондирования на любой итерации. Расширенные возможности экспорта получаемой геоэлектрической модели включают в себя вывод разрезов, и карт сопротивлений, проводимостей и невязок подбора.

Помимо автоматической инверсии в программе Inversio можно осуществить ручной подбор кривых МТЗ. Удобство и высокая производительность работы с программой обеспечены использованием одномерной модели, что не позволяет строить окончательный разрез среды при сильных горизонтальных изменениях сопротивления. Тем не менее, этот этап незаменим для интерпретации практически всех данных МТЗ, с той лишь разницей, что для слоистых сред полученный результат  является конечным результатом интерпретации, а для горизонтально-неоднородных сред — начальным приближением для двумерной инверсии.

Следующий этап интерпретации - двумерная инверсия, также осуществим в программе Inversio. Вы можете интерпретировать данные отдельно, по магнитной и электрической поляризации, или же совместно по обеим модам одновременно; задавать относительные веса поляризациям, кажущемуся сопротивлению, фазе импеданса; интерпретировать данные, используя кажущееся сопротивление и фазу, либо мнимую и вещественную составляющую импеданса.

2D-инверсия основана на оккамовском принципе. Среда разбивается на ячейки, сопротивления в которых подбираются в процессе инверсии. При этом в качестве стабилизатора выступает требование гладкости получаемой геоэлектрической модели, то есть сопротивление не может меняться резко от ячейки к ячейке. Это позволяет подавить «биения» решения с одной стороны, но, с другой стороны, может привести к геологически бессмысленному результату, так как реально сопротивления могут меняться довольно резко. Поэтому важно иметь возможность в процессе инверсии редактировать модель, направлять программу инверсии в «нужное русло». В программе Inversio данная возможность реализована.

Входными данными программного пакета являются кривые МТЗ с координатной привязкой. Программа позволяет отображать и анализировать результаты на каждом этапе в виде разрезов, карт, диаграмм и графиков, что очень удобно в рабочем процессе.

В данный момент работа над программой Inversio еще продолжается. Узнать о текущей версии или внести свои предложения можно по почте: mail@nw-geo.ru.