Журнал геологии и геофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Низкочастотное моделирование слоистых сред для каротажа во время бурения с использованием FDTD

Кадаппан Панаяппан, Сидхарат Джайн, Радж Миттра и Джайдева К. Госвами

В типичном приложении Logging While Drilling (LWD) несколько катушек, работающих в диапазоне частот от нескольких кГц до МГц, используются в качестве передатчиков и приемников для надлежащей характеристики геологической формации. Электромагнитное моделирование такой низкочастотной системы создает серьезные вычислительные проблемы. В формулировке метода момента (MoM) вклад векторного потенциала в общее поле становится на несколько порядков меньше, чем у скалярного потенциала, что делает результирующую матрицу крайне плохо обусловленной. Метод конечных разностей во временной области (FDTD), с другой стороны, требует огромного количества временных шагов для захвата низкочастотной информации. В этой статье мы рассматриваем модель слоистой земли и вычисляем электромагнитное поле, обусловленное электрическими и магнитными диполями, встроенными в формацию. Чтобы решить проблему низких частот в FDTD, мы считаем, что диполи источника и приемника бесконечно малы и выровнены с вычислительной сеткой, и мы соответствующим образом модифицируем уравнения обновления. Такой подход снижает сходимость времени FDTD на два-три порядка, а также снижает требования к памяти на тот же коэффициент. Представлены численные результаты для полей, отраженных от слоистых интерфейсов, и соответствующие напряжения, индуцированные в приемных катушках, для нескольких сценариев, включающих сланцевые и песчаные зоны.