ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ У УГЛЕВОДОРОДНОЙ ЗАЛЕЖИ ПРИ ДВУХЧАСТОТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ В РЕЖИМЕ МОЩНОГО ВЧ СИГНАЛА Текст научной статьи по специальности «Физика»

МАШИНОСТРОЕНИЕ. МЕТАЛЛУРГИЯ

УДК 621.37; 853-538.566

ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ЗАЛЕЖИ ПРИ ДВУХЧАСТОТНОМ

ВЗАИМОДЕИСТВИИ В РЕЖИМЕ МОЩНОГО ВЧ - СИГНАЛА

Д.В. Лоскутов, Н.В. Цывис, В.Ф. Янушкевич

1. Постановка проблемы.

Для выделения материальных объектов на фоне окружающей среды на практике, как правило, используются отражателоные характеристики, служащие инструментом для оптимизации электрических параметров зондирующего сигнала [1]. Отражательные характеристики могут быть использованы для разработки новых методов поиска и выделения углеводородных залежей (УВЗ,) Проведем анализ отражательных характеристик УВЗ при двухчастотном взаимодействии в режиме мощного ВЧ - сигнала.

2 Методические подходы к решению проблемы Исследуемую залежь углевсдородов можно представить в виде анизотропной неоднородности на трассе связи. В общем случае, пространственная ориентация

внешней нормали к границе раздела сред и волнового вектора к является произвольной (рис. 1) и процесс взаимодействия электромагнитных волн (ЭМВ) с локальным включением на трассе распространения радиоволн можно представить в виде режима наклонного падения плоской волны с вертикальной поляризацией на безграничную поверхность с анизотропным импедансом (в приближении больших характерных размеров неоднородности по сравнению с длиной волны зондирующего сигнала).

//

¿' .// <Т

м> *

Ч

/

/

С .// .(7

Е

{г

Рисунок 1 - Геометрия задачи для ЭМВ с вертикальной поляризацией поля

Отражательную способность среды над залежью углеводородов при воздействии ЭМВ с линейной поляризацией в режиме двухчастотного взаимодействия можно оценить по контрасту коэффициентов отражения между VBЗ и подстилающей поверхностью по формуле [2]:

= - 0)

Значение коэффициента подстилающей среды Рп с конечной диэлектрической проницаемостью ер и проводимостью ор для ЭМВ с вертикальной поляризацие! определяется по формуле [3]:

ьестник У О В ¡ТУ

п Я,г81П0 - СОБ 0

Я, = щ - Х--., ■ ■ = Я„ехр](р ,

81П 0 + Л/ £• ~ СОЭ 0

где £ ■ ■ £ - )

у,

комплексная диэлектрическая проницаемость

подстилающей поверхности Рассмотрим процесс взаимодеиствия ЭМВ с УВЗ в режиме бигармонического сигнала вида:

<?('/) = £* (/) + е2 {() = Е; Г- Е, СОБмр. (3)

где .0' соответственно амплитуды и частоты двух ЭМВ.

Введем коэффициенты отношения амплитуд двух волн и их частот:

Е I

к, =

к» =

Е щ

Щ ;

(4)

Проведем исследование отражательных характеристик УВЗ зависимостей от коэффициентов Ке И К л

3 Результаты исследования.

На рис. 2 представлены частотные зависимости модулей Рвв для различных значений кг и к^.—

Как видно из графиков, максимум величины Рвв наблюдается на частотах в окрестности 50 МГц, далее происходит резкое уменьшение коэффициента до нуля на частоте Г2=200 МГц, затем вновь увеличение до значения пооядка 0,3, которое и сохраняется с дальнейшим ростом частоты. Величина [К*в| слабо зависит от параметров к^ и кЕ. Частоты, на котооых РВЕ-0, для всех изменений кш и кЕ лежат в пределах (210-250) МГц и соответствуют минимальным отражениям ЭМЬ. Данный факт может быть положен в основу ЭММ поиска УВЗ, Ьазирующихся на использовании двух различных частот при одинаковых соотношениях амплитуд и частот мощного ВЧ - сигнала При этом первая частота соответствует конкретному кш и кЕ из узкого диапазона 210. 250 МГц, а другая 4 выбирается за пределами этого диапазона. Влияние угла падения 9° может проявляться со значении 50°-60°, а при 0-85° | Рвв I =1.0 во всем диапазоне частот.

JRB.il

1 о

1-для кш= 10 3. /<£=10.

3- для /^=10 \ ке= 10'

2- для/(,.=10Лр= 103

1 Ь - 1 пб

Рисунок 2 - Зависимости |РВв| = Г2 ) при 9=0

но при =1 О

Зависимости [ РЧ | от частоты т» представлены на рис. 3. Изменение этого параметра характеризуется такой же зависимостью, как и изменение | К« других численных значениях Максимум коэффициента отражения наблюдается на частоте порядка 50 МГц, далее происходит уменьшение его до нуля на частотах 210-250 МГц и затем рост до значения 0,37-0.39, которое и сохраняется практически во всем диапазоне частот Влияние параметров и кЕ в большей степени сказывается на частоте Г2, при которой наблюдается минимум коэффициента отражения Влияние угла падения ч! начинает проявляться со значений 50°-60°, а при 0=85° величина | Рм-| практически равна нулю во всём диапазоне частот

Нэ рис. 4 представлены зависимости коэффициента отражения Рвг от Величина этого коэффициента уменьшается от 1,0 на частоте 1 МГц до нуля на частоте порядка 210-250 МГц. Влияние параметров кш и кЕ сводится к небольшому изменению сопровождаемому незначительным расширением отрезка частот существенного контраста При 9=85° значение |РВГ| практически равно нулю

¡КЫ

1 о

087 0 43

х

V

Т

О 0.1 о? 0? 04 05 о'р 07 08 ОЯ 1.0 1* ГП.

Рисунок 3 - Зависимости ПРИ "'"О

1*вг| 1.48

1.0 1 048

1 - для

2-для кш= 10"3, О3

3- для /^=10* кР 106

0 о!1 02 02 0 4 0 5 Об 0 7 08 09 1.0 (г. ГГи

Рисунок 4 - Зависимости |РВг| 2 ) При 0-0''

1 - для кш= 103, А"Р-10; 2- для kш=^03) /<Е=103.

Зависимости контраста отражательных характеристик ДР показаны на рис. 5. Наибольшая величина контраста наблюдается в диапазоне частот от 1 МГц до 200

54

Вестник У О ВГТУ

МГц. (6 0-6,7) дБ, затем происходит его уменьшение до (2,5-3) дЬ на частотах ^2-210-250 МГц, затем он имеет всплеск и принимает постоянное значение равное (2,1-2,3) дБ во всем остальном диапазоне частот.

\R. ДБ

8 -б " 4 ~

Г

0 o!l 0.2 о'з 04 0.5 06 0*7 08 09 1.0 f2, ГГц

Рисунок 5 - Зависимости AR= (р{ f\) при 6=0 1 - для кш=и \ /Ср=10; 2-для /^=10"3, кЕ= 103

4.Заключение.

При взаимодействии мощного ВЧ - сигнала в диапазоне частот 210-250 МГц имеется ярко выраженный спад контраста отражательных характеристик Это явление может быть положено в основу многих методов поиска УВЗ

Таким образом приведенный метод может быть использован для разработки методов поиска и выделения углеводородной залежи на основе двухмастотного взаимодействия.

Список использованных источников

1. Абрамов В.С Исследование отражения СВЧ-излучения от анизотропных и изотропных сред//Материалы для новой техники (синтез, технолог, получ. свойства). - М.: Наука, 1988. -С.71-78.

2. Гололобов Д R., Москвичев Б.И Турук Г.П., Янушкевич В С Электродинамические параметры подводных источников в поле поверхностной электромагнитной волны//Тез.докл 35 Всероссийской межвузовской НТК - Владивосток, 1992. —Т. 1, ч.1. - С.59-62

3. Черенков? ЕЛ Чернышев О.В Распространение радиоволн - М °адио и связь *9в4 -272 с

SUMMARY

We made analysis of the reflective features hydrocarbon deposit at two frequency interaction in mode powerful HF - signal. Data to recommendations on use the optimum correlations of signal frequencies and signal amplitudes for searching hydrocarbon daposits.

УДК 62-4

ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ФОРМОКОПИРОВАНИЯ Д.Н. Свирский

В работе [1] показано, что процесс формообразования включает процедуры формотворчества и формокопирования. Ментальные образы новых форм как результат процесса формотворчества, объективизируются в рисунках чертежах моделях (макетах), на экране компьютера. Затем они с помощью тех или иных