Отзыв ведущей организации (Импульсное сверхширокополосное электромагнитное зондирование природных и техногенных сред с дисперсией)

Актуальность темыИзучениеприродывоздействиясверхширокополосныхэлектромагнитныхимпульсов на геологическую среду является одной из актуальных задач разведочнойгеофизики, позволяющей исследовать закономерности их распространения в природныхи техногенных средах для получения информации о пространственном распределенииэлектрофизических характеристик. Поскольку в сверхширокополосной импульснойгеорадиолокации характерные времена поляризации среды часто оказываютсяблизкими к характерным временам зондирующих импульсов становится практическиважным для развития метода достоверно оценивать вклад формирующейся дисперсииэлектрофизических характеристик в измеряемые сигналы. Нерешённые вопросыинтерпретации данных георадиолокации во многом обусловлены недостаточным дляанализа массива уже накопленных полевых данных уровнем теоретического описанияпроцессов взаимодействия зондирующих сигналов со средой.

Это значительнозамедляет внедрение перспективной технологии импульсного сверхширокополосногоэлектромагнитногозондирования.Изложенныевдиссертациирезультатывсовокупности вносят значительный вклад в понимание и описание процессов,происходящих в среде при воздействии на неё короткими сверхширокополоснымиэлектромагнитными импульсами, несомненно способствуя дальнейшему развитию ирасширению перспектив этого метода.Цель работыОсновныецелидиссертационнойработыО.А. Гулевичзаключаютсявследующем: исследования характеристик временной и пространственной эволюциисверхширокополосныхимпульсоввдиспергирующихсредах,диэлектрическаяполяризация которых описывается различными приближенным моделями;учётвлияния этой дисперсии путём качественного сопоставления результатов численногомоделированияиполевыхэкспериментов;оценкаэффективностиметодасверхширокополосной импульсной георадиолокации, основываясь на конкретныхэкспериментальных данных.Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы,содержащего 56 наименований.

Общий объём диссертации составляет 126 страниц.Во введении сформулированы цели исследования и определена его задача,обоснована актуальность темы, её научная новизна и практическая значимость, а такжеприведены основные положения, выносимые на защиту. Все указанные разделысформулированы корректно и обоснованы в достаточной степени. В заключительнойчасти дан краткий обзор развития дистанционных методов электромагнитныхзондирований.

Эта часть текста наименее проработана и не выглядит сколько-нибудьцельной. Начиная с вступительной фразы о "зондировании земной поверхности", подкоторой подразумевается зондирование земных недр. Автор очень часто используеттермин "грунт", подразумевая под этим термин "горная порода" ("содержащие флюидыгрунты", с.

12). Обзор иногда сопровождается совершенно бездоказательнымиутверждениями ("чем плотнее среда, чем больше в ней флюидов, тем меньше затухаютсейсмическиеколебания,и,какправилобольше,электромагнитные",с. 14).Действительно, если флюидом в песчанике является солёная вода, то затуханиеэлектромагнитного поля больше. Однако, напротив, если флюид - нефть или газ, тозатухание меньше, чем в породе без флюида. Утверждение на с. 15 о том, что"индукционные электромагнитные методы не обеспечивали необходимые дляпрактического использования глубину зондирования и разрешающую способность", невыдерживает никакой критики, поскольку огромное число рудных залежей, особенно невыходящих на земную поверхность и глубоко залегающих, было открыто сиспользованием метода переходных процессов. То же самое можно сказать о методезондирований становлением поля, с помощью которого в Восточной Сибири ещё в1980-х годах были выделены глубоко залегающие (более 2500 м) нефтегазовые залежи.Список этих замечаний можно было бы ещё продолжить, однако они не добавят новогосмысла.

Если же говорить о качестве диссертационной работы, то на её положительнуюоценку в целом они мало влияют, поскольку обзор можно считать слабо относящимся крезультатам диссертационного исследования.Первая глава посвящена теоретическому исследованию распространениясверхширокополосного импульсного радиосигнала в диэлектрическойсреде сдисперсией, но без учёта электропроводности. В п. 1.1 (Постановка задачи, с.

23)утверждается, что неограниченность спектра есть следствие ограниченности сигнала вовремени. Как известно, спектр импульса становится неограниченным в случае, если егопроизводная по времени содержит дельта-функцию. Здесь же представлены результатыкачественного сопоставления численного моделирования с экспериментальнымиданными.3Наиболее интересными являются рассмотренные п. 1.2. физически разныемодели диэлектрической проницаемости. Полученные здесь результаты и ихдальнейшее применение в теоретическом исследовании во-многом обеспечили новизнудиссертационных результатов и позволили объяснить многие, до этого не находившиекорректного истолкования, экспериментальные результаты.Приведено решение системы уравнений, описывающих процесс распространениярадиоволнового импульса, включая движение его фронта в зависимости от видачастотной дисперсии диэлектрической проницаемости.

Представленные в работерешения получены с использованием преобразования Лапласа. Показано, что егоприменение позволяет физически адекватного формализовать задачу распространенияограниченных по времени и неограниченных по спектру электромагнитных импульсов ссоблюдением принципа причинности. Здесь основополагающим можно считатьрезультат, связанный с распространением волн с собственной резонансной частотой безпоглощения в среде с электрической поляризацией (рис. 1.9). Полученные результатымоделирования также сопоставлены с экспериментальными данными, полученныегеорадаром "Грот-12" при локализации затопленных выработок и исследовании старыхугольных выработок в Австралии. Несомненной научной новизной обладаетприведённое на с.

50 объяснение с помощью модели дипольной поляризации синерцией расхождения значений диэлектрической проницаемости, полученных накерне и из данных георадара. В то же время необходимо отметить, что приведенное нас. 51 объяснение появления окон прозрачности над залежами углеводородов за счётдиэлектрическойпроницаемостисэлектроннойполяризациейнеявляетсяубедительной. Действительно, рассматриваемая модель относится к совершеннымдиэлектрикам, в то время как породы, перекрывающие нефтегазовые коллекторы,характеризуются значительной электронной и ионной проводимостью (так для глин онаможет составлять 0.5 См/м).По результатам первой главы адекватно сформулировано первое из основныхположений, выносимых на защиту.Во второй главе диссертации теоретически описана модель взаимодействиясверхширокополосного импульса с несовершенным диэлектриком, обладающимконечной электропроводностью. Выполнены численные расчёты, необходимые длясравнения квазистационарного приближения в методе становления электромагнитного4поля с точными решениями, учитывающими вклад диэлектрической проницаемости.Приведенообщеевыражениедляфункциидиэлектрическойпроницаемости,полученное из уравнения движения заряженной частицы в электрическом поле с учётомеё замедления из-за столкновений.

Наибольший научный интерес представляет модельполяризации, содержащая в качестве параметров проводимость и инерцию (п. 2.3). Изеё рассмотрения сделан весьма важный и общий вывод о методике измерениядиэлектрической проницаемости на больших частотах в петрофизике ("прямоеизмерение удельного затухания являются более подходящими ..., чем эксперименты поизмерению действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемостипосредством размещения исследуемого образца между обкладками конденсатора",с.

68). Исследованы зависимости удельного затухания импульсного электромагнитногосигнала от частоты и электропроводности. Приведены результаты несколькихэкспериментальных работ, полученные в средах с различной электропроводностью.Рассмотрена дисперсия сигналов в реальных средах (при георадиолокационныхисследованиях кварцевых жил золоторудного месторождения в Австралии ииспользовании георадара "Грот-10" для изучения загрязнённых нефтепродуктамиучастков в Воронежской области). Сформулированы рекомендации направленные наувеличение глубины зондирования и разрешающей способности моноимпульсногогеорадиолокатора.По результатам второй главы адекватно сформулировано второе из основныхположений, выносимых на защиту.Третьяглавапосвященасравнениюрезультатовгеорадиолокационногозондирования с результатами зондирований другими геофизическими методами.Приведеныконструктивныеособенностиитехническиехарактеристикимоноимпульсных сверхширокополосных георадаров, в первую очередь "Грот-12","Грот-12Е".

Подробно изложены полученные с их помощью результаты экспериментов.К сожалению, практически не описано уникальное зондирование, глубинность которогооценена в 450 м (с. 85). Из приведённой ссылки (34) неясно, какова достоверностьполученнойоценкиглубинности. В п. 3.3выполнено сравнение результатовгеорадиолокации и сейсмоакустики на австралийских угольных месторождениях.Дальнейшая часть третьей главы посвящена описанию конкретных примеровприменениягеорадиолокацииисравнения5срезультатамидругихметодов(электротомография и зондирования становлением поля в окрестности ямальскогократера и т.д.).