Revista de Geología y Geofísica
Acceso abierto

abstracto

Modelado de baja frecuencia de medios en capas para aplicaciones de registro durante la perforación mediante FDTD

Kadappan Panayappan, Sidharath Jain, Raj Mittra y Jaideva C. Goswami

En una aplicación típica de registro durante la perforación (LWD), varias bobinas que operan en el rango de frecuencia de unos pocos KHz a MHz se utilizan como transmisores y receptores para caracterizar apropiadamente la formación de la tierra. El modelado electromagnético de un sistema de baja frecuencia de este tipo plantea serios desafíos computacionales. En la formulación del Método del Momento (MoM), la contribución del potencial vectorial al campo total se vuelve varios órdenes de magnitud menor que la del potencial escalar, lo que hace que la matriz resultante esté muy mal condicionada. El método de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD), por otro lado, requiere una enorme cantidad de pasos de tiempo para capturar la información de baja frecuencia. En este artículo, consideramos un modelo de tierra en capas y calculamos el campo electromagnético debido a los dipolos eléctricos y magnéticos incrustados en la formación. Para abordar el problema de baja frecuencia en FDTD, consideramos que los dipolos fuente y receptor son infinitesimalmente pequeños y están alineados con la cuadrícula computacional, y modificamos las ecuaciones de actualización en consecuencia. Este enfoque reduce la convergencia de tiempo de FDTD en dos o tres órdenes de magnitud y también reduce los requisitos de memoria en el mismo factor. Los resultados numéricos de los campos reflejados desde las interfaces en capas y los voltajes correspondientes inducidos en las bobinas receptoras se presentan para múltiples escenarios que involucran zonas de esquisto y arena.