Данная работа посвящена разработке программного модуля для решения интерпретационных задач с помощью методов идентификации и многовариантного анализа геофизических данных, полученных методом электромагнитного зондирования.
Ключевые слова: разведочная геофизика, электромагнитное зондирование; программирование; интерпретация данных
Введение
Геологические разрезы имеют сложную слоистую структуру, которая обуславливает практическую ценность данного месторождения. Специалисты различных областей заинтересованы в максимально точной, универсальной и коммерчески выгодной технологии разведки.
Одним из эффективных и универсальных методов разведки на средних глубинах залегания является метод электромагнитного зондирования основанный на теории поля, сопряженной со сложными вычислениями, особенно на этапе интерпретации данных полученных с разведывательного оборудования.
На этом этапе используются графики (в разведке называемые палетками), интерпретация которых требует высокого профессионализма, более того палетки простроены лишь для основных видов разрезов.
Для повышения эффективности проведения анализа данных и сокращения временных затрат необходимо оцифровать имеющиеся палетки, а также расширить возможности построения теоретических кривых для произвольных характеристик разреза, что позволит повысить точность интерпретации результатов разведывательных работ.
Актуальность данной работы обусловлена отсутствием программного обеспечения для интерпретации данных полученных методом электромагнитного зондирования, что мешает активному продвижению и использованию данного метода разведки.
Объект исследования — процесс построения и математическая модель теоретических кривых электромагнитного зондирования.
Предмет исследования — прикладные аспекты многовариантного анализа данных и технологии программирования к решению задач моделирования и анализа.
В связи с вышеизложенным, целью работы является разработка программного обеспечения для автоматизации интерпретации палеток, построении и анализа теоретических кривых зондирования.
Алгоритм решения задачи
Для решения данной задачи необходимо было:
‒ проанализировать литературу посвященную методу электромагнитного зондирования
‒ восстановить алгоритм построения теоретических кривых зондирования
‒ уточнить требования к математической модели
‒ конкретизировать ограничения на входные и выходные параметры
‒ программно реализовать модуль
‒ тестировать корректность работы и соответствие ожидаемым требованиям
Математическая модель
Для создания программного комплекса необходима математическая модель исследования, на основании которой выбирается среда и средства разработки.
Математическая модель основывается на алгоритме решения прямой задачи электроразведки, в котором поэтапно рассчитываются параметры исследуемой слоистой среды, основываясь на входных параметрах.
Входными параметрами модели являются: –разнос, 
-частота, 
-диэлектрическая проницаемость, 
- удельное сопротивление слоев 
–мощность слоев.
Выходными параметрами являются: 
— магнитные числа среды, 
— эффективное сопротивление, кривая зависимости от 
.
Входные и выходные параметры связаны формулами:
(1)
(2)
где 
— параметры скин-слоев вычисляемые по формулам:
(3)
— вспомогательные параметры описываемые формулами:
(4)
(5)
(6)
в однородной среде:
(7)
(8)
где 
— функции Бесселя, а 
— волновые числа, определяемые по формулам:
(9)
где 
— круговая частота 
– абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, 
— абсолютная магнитная проницаемость среды, 
— электропроводность среды, 
.
Как видно из формулы, волновое число 
учитывает электромагнитные свойства среды (
и рабочую частоту съёмки.
Поскольку горные породы на каждом участке исследования обладают определёнными значениями 
, то и волновое число даже при неизменной частоте на каждом участке и даже каждой точке измерения имеет своё значение и изменяется при изменении рабочей частоты .
Hz и Hr связны с выражениями:
(10)
, при Hz/Hr меньше 0,1(11)
(12)
Средства разработки
Для разработки были выбраны следующие средства:
Язык программирования C# и библиотека ZedGraph
Среда разработки Microsoft Visual Studio
Программный комплекс
Разрабатываемый модуль позволяет строить кривые зависимости 
от 
, по известным параметрам среды 
и 
и отношения 
. Данные для построения хранятся в формате.xls, поэтому для работы с ними используются использовать стандартные возможности языка C#.
Кроме того, существует возможность вывести несколько теоретических кривых, как по одной — для этого нужно нажать кнопку выбранной кривой, так и блоком, блоки кривых разделены по исходным параметрам и пронумерованы. При выводе на экран нескольких кривых, они будут различных цветов, цвет кривой отображается справа от кнопки кривой и повторяется в легенде графика — рисунок 1.
Рис. 1. Блок построения основных кривых
Рис. 2. Построенные кривые
Результаты работы программы
Результатом работы программы являются блоки теоретических кривых, построенных на билогарифмическом бланке. Разработанные модули позволят автоматизировать построение теоретических кривых, что дает возможность для дальнейшей интерпретации геофизических данных, полученных с аппаратных комплексов.
Литература:
- Беляков В. И. Дистанционно-частотные зондирования. Санкт-Петербург, 1995. — 25 с.
- Жданов М. С. Электроразведка. Недра, 2006. — 316 с.
- Иголкин В. И. Теоретические основы интерпретации результатов электромагнитного зондирования. Красноярск, 2010. — 50 с.
- Каратаев Г. Д., Панфилов А. Е. Разработка программного обеспечения для интерпретации результатов электромагнитных методов геологической среды [Электронный ресурс]// Сборник материалов Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проспект Свободный-2015», посвященной 70-летию Великой Победы — Красноярск, Сибирский федеральный университет, 15–25 апреля 2015 г URL: http://nocmu.sfu-kras.ru/direction/src/техническое/Геология %20и %20разведка %20месторождений.pdf (дата обращения: 14.05.2016)
- Коробейников П. А., Молокова Н. В. Разработка программного комплекса для интерпретации данных методов электромагнитного зондирования. /Проспект Свободный-2016: материалы науч. Конф., посвященной Году образования и Содружества Независимых Государств (15–25 апреля 2016г.) [Электронный ресурс]/отв. ред. — А. Н. Тамаровская — Электрон.дан. — Красноярск: Сиб.федер.ун-т, 2016. — С.20–23.
