بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله یک الگوریتم المان محدود با شبکه مثلثی بیساخت برای شبیه سازی موثر دو بعدی روش الکترومغناطیس دریایی با چشمه کنترلشده ارائه میشود. پس از تبدیل معادلات اساسی برای میدان الکترومغناطیس ثانویه در حوزه عدد موجی این معادلات دیفرانسیل به روش المان محدود، برای برآورد میدان الکتریکی و مغناطیسی به موازات امتداد ساختار در حالت دو بعدی حل میشوند. استفاده از المانهای مثلثی نامنظم مدلکردن ساختارهای پیچیده هندسی دلخواه شامل سطوح و توپوگرافی بستر دریا را برای ما امکان-پذیر میکند. درادامه سیستم معادلات خطی استخراج شده از اعمال روش المان محدود به روش BiCGStab که روش تکرارشونده در حل سیستمهای معادلات خطی با ابعاد بزرگ همراه با ماتریس ضرایب تنک میباشد استفاده میکنیم.
-1 مقدمه
در سالهای اخیر روش الکترومغناطیس دریایی با چشمه کنترل شده از نظر کاربرد برای اکتشاف منابع هیدروکربنی در منطقه فراساحل مورد توجه زیادی قرار گرفتهاست و موفقیت این روش در اکتشاف منابع هیدروکربنی و هیدراتهای گازی به این دلیل است که تشکیلات دربرگیرنده این مواد دارای مقاومت الکتریکی بسیار بالایی هستند و بالعکس ساختارهای دربرگیرنده آنها که حاوی سیالات شور میباشند مقاومت الکتریکی پایینی دارند از این رو اهداف خوبی برای اکتشاف به روش الکترومغناطیس هستند.
این روش مزیتهایی بر روش مگنتوتلوریک دارد زیراروش مگنتوتلوریک به نارسانای نازک حساسیت کمتری دارد و عملاً مخازن نفتی را آشکارسازی نمیکند، مورد دیگر اینکه امواج مگنتوتلوریک در آب دریا به دلیل رسانایی بالای آن تضعیف می-شوند و این امواج برهمکنش ضعیفی با ساختار زیر دریا پیدا میکنند. همچنین این روش در مواردی که روش لرزه دارای محدودیت میباشد راهگشاست و تلفیق آن با روش لرزه میتواند ریسک یک حفاری پرهزینه را در آبهای عمیق کاهشدهد. در این مقاله سعی میشود یک حل عددی به روش المان محدود برای مدلسازی پیشرو دو بعدی روش CSEM دریایی ارائه شود و بزرگی میدان الکتریکی برای یک ساختار دو بعدی شامل یک مخزن فرضی نفت محاسبه گردد.
انتگرال های سطح به صورت تحلیلی برآورد می-شوند، U بردار حاوی مجهولات مقادیر میدانها میباشد و K ماتریس سفتی - stiffness matrix - است که این ماتریس تنک با آرایه های صفر زیاد میباشد. نهایتاً پس از اعمال شرایط مرزی مسئله با استفاده از روش تکرار BiCGStab سیستم معادلات خطی حل میشود و مجهولات، به عنوان نمونه میدان الکتریکی بهدستمیآید. مجهولات بهدستآمده با استفاده ازتبدیل معکوس فوریه از حوزه عدد موجی به حوزه فضایی برده میشود و به مقدار میدان های اولیه اضافه میشود و پاسخ مدل بهدست میآید.
-3 مدلسازی
در اینجا یک مدل دوبعدی درنظرمیگیریم که شامل لایه هوا، یک لایه به عنوان آب دریا و مخزنی مستطیل شکل با ابعاد 4km 0.1km با هدایت الکتریکی 0,01 S m میباشد که در فضای همگن زیر سطح بستر دریا با هدایت الکتریکی 1,5 S m قرار دارد. فاصله مرکز مخزن تا کف بستر دریا 400 متر، ضخامت لایه آب 1000 متر و رسانایی آن 3,2 S m میباشد. رسانایی هوا نیز 0,001 S m درنظرگرفته شدهاست.
