nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2022-45-2-137-151nznistu-222Research ArticleГеология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемыхGeology, Prospecting and Exploration of Mineral DepositsОсобенности инверсии данных высокоплотных электромагнитных зондирований при нефтегазопоисковых исследованиях на территории Непско-Ботуобинской антеклизыFeatures of high-density transient electromagnetic sounding data inversion under oil and gas prospecting in the Nepa-Botuoba anteclise areahttps://orcid.org/0000-0002-1125-8838МурзинаЕ. В.MurzinaE. V.

 Мурзина Екатерина Викторовна, инженер Лаборатории нефти и газа, ведущий геофизикг. Иркутск

 Ekaterina V. Murzina, Engineer of Oil and Gas Laboratory,Institute of the Earth's Crust, Leading Geophysicist

Irkutsk 

mkv@sigma-geo.ruПоспеевА. В.PospeevA. V.

 Поспеев Александр Валентинович, доктор геолого-минералогических наук, профессор,ведущий научный сотрудник,г. Иркутск

 Alexandr V. Pospeev, Dr. Sci. (Geol. & Mineral.), Professor, Leading Researcher

Irkutsk 

avp@crust.irk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7530-0716СеминскийИ. К.SeminskiyI. K.

 Семинский Игорь Константинович, кандидат геолого-минералогических наук, начальник Центра комплексного мониторинга опасных геологических процессов, ведущий специалист по технологиям электроразведкиг. Иркутск

 Igor K. Seminskiy, Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Head of the Centre for Geological Hazard Integrated Monitoring, Leading Specialist in Electrical Exploration Technologies

Irkutsk 

iks@sigma-geo.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5204-9530БуддоИ. В.BuddoI. V.

 Буддо Игорь Владимирович, кандидат геолого-минералогических наук, заведующий Лабораторией комплексной геофизики, доцент кафедры прикладной геологии, геофизики и геоинформационных систем,  главный геофизик

г. Иркутск

 Igor V. Buddo, Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Head of the Integrated Geophysics Laboratory, Associate Professor of the Department of Applied Geology, Geophysics and Geoinformation Systems, Institute of Subsoil Use, Сhief Geophysicist

Irkutsk 

biv@sigma-geo.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0585-0349НемцеваД. Б.NemtsevaD. B.

 Немцева Дарья Борисовна, аспирант, геофизикг. Иркутск

 Daria B. Nemtseva, Postgraduate, Geophysicist

Irkutsk 

ndb@sigma-geo.ruЕмельяновВ. С.EmelianovV. S.

 Емельянов Вячеслав Сергеевич, ведущий специалист по разработке программного обеспечения

г. Иркутск

 Vyacheslav S. Emelianov, Leeding Software Development SpecialistIrkutsk 

evs@sigma-geo.ruАгафоновЮ. А.AgafonovY. A.

 Агафонов Юрий Александрович, директор

г. Иркутск

 Yuri A. Agafonov Director

Irkutsk 

agafonov@sigma-geo.ruИнститут земной коры СО РАН; ООО «СИГМА-ГЕО»РоссияInstitute of the Earth's Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; LLC SIGMA-GEORussian FederationИнститут земной коры СО РАНРоссияInstitute of the Earth's Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут земной коры СО РАН; Иркутский национальный исследовательский технический университет; ООО «СИГМА-ГЕО»РоссияInstitute of the Earth's Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Irkutsk National Research Technical University; LLC SIGMA-GEORussian FederationИнститут земной коры СО РАН; ООО «СИГМА-ГЕО»РоссияeInstitute of the Earth's Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; LLC SIGMA-GEORussian FederationООО «СИГМА-ГЕО»РоссияLLC SIGMA-GEORussian Federation202202072022452137151Copyright © Мурзина Е.В., Поспеев А.В., Семинский И.К., Буддо И.В., Немцева Д.Б., Емельянов В.С., Агафонов Ю.А., 20222022Мурзина Е.В., Поспеев А.В., Семинский И.К., Буддо И.В., Немцева Д.Б., Емельянов В.С., Агафонов Ю.А.Murzina E.V., Pospeev A.V., Seminskiy I.K., Buddo I.V., Nemtseva D.B., Emelianov V.S., Agafonov Y.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/222

Данные нестационарных электромагнитных зондирований становлением поля в ближней зоне, широко применяемых для решения нефтегазопоисковых задач на Непско-Ботуобинской антеклизе, чаще всего интерпретируются в рамках горизонтально-слоистых моделей сред. Целью данного исследования являлась разработка подхода к инверсии кривых электромагнитных зондирований, полученных с использованием высокоплотных 3Dсетей наблюдений. В основу исследования легло математическое моделирование, результаты которого позволили оценить латеральные пространственные параметры нестационарного электромагнитного поля и понять отличия результатов одномерной инверсии данных зондирования становлением поля в ближней зоне относительно истинных параметров целевого горизонта. В результате была получена характеристика электромагнитного поля, которая описывается экспоненциальной функцией и применяется при латеральной закрепленной инверсии высокоплотных электромагнитных зондирований становлением поля в ближней зоне. Предлагаемый подход протестирован на практических данных в пределах участка исследований, расположенного на склоне Непско-Ботуобинской антеклизы. Показано, что использование пространственной невязки при инверсии данных зондирования становлением поля в ближней зоне позволяет получать геоэлектрические модели, характеризующиеся латеральной выдержанностью геоэлектрических параметров разреза. Применение подхода, основанного на методике пространственного накопления в процессе инверсии, позволяет повысить устойчивость решения обратной задачи данных зондирования становлением поля в ближней зоне.

The data of near-field transient electromagnetic sounding, which are widely used for the purposes of oil and gas exploration within the Nepa-Botuoba anteclise, are typically interpreted in terms of quasi-horizontally-layered models of media. The purpose of this study is to develop an approach to the inversion of transient electromagnetic sounding curves obtained via high-density 3D observation networks. The study was based on mathematical modeling, whose results allowed to estimate the lateral spatial parameters of a non-stationary electromagnetic field as well as to understand the differences between the results of one-dimensional inversion of the transient electromagnetic sounding data and the true parameters of the target horizon. As a result, the characteristic of the electromagnetic field described by an exponential function and used in the lateral-constraint inversion of high-density electromagnetic sounding was obtained. The proposed approach was tested on the practical data within the site under investigation located on the slope of the Nepa-Botuobа anteclise. It is shown that the use of spatial discrepancy under TEM sounding data inversion makes it possible to obtain geoelectric models characterized by lateral consistency of section geoelectric parameters. The application of the spatial stacking-based approach in the inversion process allows to increase the solution stability of the inverse problem of the near-field TEM sounding data.

Непско-Ботуобинская антеклизазондирования становлением поля в ближней зонеинверсияквазигоризонтально-слоистая модельпространственная невязкаудельное электрическое сопротивлениеNepa-Botuoba anteclisenear-field transient electromagnetic (TEM) soundinginversionquasi-horizontal layered modelspatial discrepancyelectrical resistivityReferencesКозлов Е. А. Модели среды в разведочной сейсмологии: монография. Тверь: Изд-во ГЕРС, 2006. 479 с.Kozlov E. A. Models of environment in exploratory seismology. Tver: Izd-vo GERS; 2006. 479 p. (In Russ.).Ваньян Л. Л. Основы электромагнитных зондирований. М.: Недра, 1965. 109 с.Van'yan L. L. Fundamentals of electromagnetic sounding. Moscow: Nedra; 1965. 109 p. (In Russ.).McNeill J. D. Application of transient electromagnetic techniques: technical note TN7. Missasagua: Geonics Limited, 1980. 17 р.McNeill J. D. Application of transient electromagnetic techniques: technical note TN7. Missasagua: Geonics Limited; 1980. 17 р.Жданов М. С. Геофизическая электромагнитная теория и методы: монография. М.: Научный мир, 2012. 680 с.Zhdanov M. S. Geophysical electromagnetic theory and methods. Moscow: Nauchnyi mir; 2012. 680 p. (In Russ.).Светов Б. С. Теория, методика и интерпретация материалов низкочастотной индуктивной электроразведки. М.: Недра, 1973. 254 с.Svetov B. S. Theory, methods and interpretation of low-frequency inductive electrical exploration materials. Moscow: Nedra, 1973; 254 p. (In Russ.).Тихонов А. Н., Гончарский А. В., Степанов В. В., Ягола А. Г. Численные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1990. 230 с.Tikhonov A. N., Goncharskii A. V., Stepanov V. V., Yagola A. G. Numerical methods for solving ill-defined problems. Moscow: Nauka; 1990. 230 p. (In Russ.).Oldenburg D. W., Li Y., Aki K., Richards P. G., Alumbaugh D., Newman G. [et al.]. Inversion for applied geophysics: a tutorial // Near-surface geophysics / ed. D. K. Butler. Tulsa: Society of Exploration Geophysicists, 2005. Р. 89–150.Oldenburg D. W., Li Y., Aki K., Richards P. G., Alumbaugh D., Newman G., et al. Inversion for applied geophysics: a tutorial. In: Butler D. K. (ed.). Near-surface geophysics. Tulsa: Society of Exploration Geophysicists; 2005, р. 89–150.Тригубович Г. М., Персова М. Г., Соловейчик Ю. Г. 3D-электроразведка становлением поля: монография. Новосибирск: Наука, 2009. 217 с.Trigubovich G. M., Persova M. G., Soloveichik Yu. G. 3D TEM sounding. Novosibirsk: Nauka; 2009. 217 p. (In Russ.).Панкратов В. М., Турицын К. С. Геоэлектрические модели горизонтально-слоистого разреза Непского свода // Обеспечение научно-технического прогресса при геофизических исследованиях в Восточной Сибири: сб. науч. тр. Иркутск – Новосибирск: Изд-во СНИИГГиМС, 1987. С. 131–135.Pankratov V. M., Turitsyn K. S. Geoelectrical models of the Nepa arch horizontally layered section. In: Obespechenie nauchno-tekhnicheskogo progressa prigeofizicheskikh issledovaniyakh v Vostochnoi Sibiri = Providing scientific and technological progress in geophysical research in Eastern Siberia. Irkutsk – Novosibirsk: Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Raw Materials; 1987, p. 131–135. (In Russ.).Поспеев А. В., Буддо И. В., Агафонов Ю. А., Шарлов М. В., Компаниец С. В., Токарева О. В. [и др.]. Современная практическая электроразведка: монография. Новосибирск: Гео, 2018. 231 с.Pospeev A. V., Buddo I. V., Agafonov Yu. A., Sharlov M. V., Kompaniets S. V., Tokareva O. V., et al. Modern practical electrical exploration. Novosibirsk: Geo; 2018. 231 p. (In Russ.).Семинский И. К., Поспеев А. В., Гусейнов Р. Г. Оптимизация метода ЗСБ средствами математического моделирования: монография. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2019. 129 с.Seminskiy I. K., Pospeev A. V., Guseinov R. G. Optimization of TEM sounding by mathematical modeling. Irkutsk: Irkutsk State University; 2019. 129 p. (In Russ.).Auken E., Christiansen A. V. Layered and laterally constrained 2D inversion of resistivity data // Geophysics. 2004. Vol. 69. Iss. 3. P. 752–761. https://doi.org/10.1190/1.1759461.Auken E., Christiansen A. V. Layered and laterally constrained 2D inversion of resistivity data. Geophysics. 2004;69(3):752-761. https://doi.org/10.1190/1.1759461.Santos F. A. M. 1-D laterally constrained inversion of EM34 profiling data // Journal of Applied Geophysics. 2004. Vol. 56. Iss. 2. P. 123–134. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2004.04.005.Santos F. A. M. 1-D laterally constrained inversion of EM34 profiling data. Journal of Applied Geophysics. 2004;56(2):123-134. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2004.04.005.Wisén R., Auken E., Dahlin T. Combination of ID laterally constrained inversion and 2D smooth inversion of resistivity data with a priori data from boreholes // Near Surface Geophysics. 2005. Vol. 3. Iss. 2. P. 71–79. https://doi.org/10.3997/1873-0604.2005002.Wisén R., Auken E., Dahlin T. Combination of ID laterally constrained inversion and 2D smooth inversion of resistivity data with a priori data from boreholes. Near Surface Geophysics. 2005;3(2):71-79. https://doi.org/10.3997/1873-0604.2005002.Конторович А. Э., Мельников Н. В., Старосельцев В. С. Нефтегазоносные провинции и области Сибирской платформы // Геология и нефтегазоносность Сибирской платформы: сб. статей. Новосибирск: Издво СНИИГГиМС, 1975. С. 4–21.Kontorovich A. E., Mel'nikov N. V., Starosel'tsev V. S. Oil and gas provinces and areas of the Siberian platform. In: Geologiya i neftegazonosnost' Sibirskoi platformy = Geology and oil and gas potential of the Siberian platform. Novosibirsk: Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Raw Materials; 1975, p. 4–21. (In Russ.).Табаровский Л. А., Эпов М. И., Антонов Е. Ю. Электромагнитное поле в средах со слабонегоризонтальными границами. Новосибирск: Изд-во ИГГ СО АН СССР, 1988. 20 с.Tabarovskiy L. A., Epov M. I., Antonov E. Yu. Electromagnetic field in media with slightly non-horizontal boundaries. Novosibirsk: Institute of Geology and Geophysics of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences; 1988. 20 p. (In Russ.).Шарлов М. В., Агафонов Ю. А., Стефаненко С. М. Современные телеметрические электроразведочные станции SGS-TEM и FastSnap. Эффективность и опыт использования // Приборы и системы разведочной геофизики. 2010. № 1. С. 20–24.Sharlov M. V., Agafonov Yu. A., Stefanenko S. M. SGS-TEM and FastSnap modern telemetric electrical exploration stations. Efficiency and application experience. Pribory i sistemy razvedochnoi geofiziki. 2010;1:20-24. (In Russ.).Персова М. Г., Соловейчик Ю. Г., Тригубович Г. М. Компьютерное моделирование геоэлектромагнитных полей в трехмерных средах методом конечных элементов // Физика Земли 2011. № 2. C. 3–14.Persova M. G., Soloveichik Y. G., Trigubovigh G. M. Computer modeling of geoelectromagnetic fields in three-dimensional media by the finite element method. Fizika Zemli. 2011;2:3-14. (In Russ.).Емельянов В. С., Суров Л. В., Шарлов М. В., Агафонов Ю. А. Современное программное средство 1D инверсии и моделирования данных ЗСБ Model4 // Применение современных электроразведочных технологий при поисках месторождений полезных ископаемых: XIII Междунар. науч.-практ. семинар. СПб., 2016. С. 115–118.Emelianov V. S., Surov L. V., Sharlov M. V., Agafonov Yu. A. Model 4 as a modern software tool for TEM data 1D inversion and modeling. In: Primenenie sovremennykh elektrorazvedochnykh tekhnologii pri poiskakh mestorozhdenii poleznykh iskopaemykh: XIII Mezhdunar. nauch.-prakt. seminar = Application of modern electrical exploration technologies in the search for mineral deposits: 13th International scientific and practical seminar. Saint Petersburg; 2016, p. 115–118. (In Russ.).Агафонов Ю. А., Поспеев А. В., Суров Л. В. Система интерпретации данных и основные направления применения нестационарных электромагнитных исследований на юге Сибирской платформы // Приборы и системы разведочной геофизики. 2006. № 1. С. 33–36.Agafonov Yu. A., Pospeev A. V., Surov L. V. Data interpretation system and main application directions of non-stationary electromagnetic sounding-based researched in the South of the Siberian platform. Pribory i sistemy razvedochnoi geofiziki. 2006;1:33-36. (In Russ.).

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