Jornal de Geologia e Geofísica
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Abstrato

Modelação de baixa frequência de meios em camadas para aplicações de perfilagem durante a perfuração usando FDTD

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

Numa aplicação típica de perfilagem durante a perfuração (LWD), são utilizadas diversas bobinas que operam na gama de frequências de alguns KHz a MHz como transmissores e recetores para caracterizar adequadamente a formação da terra. A modelação eletromagnética de um sistema de baixa frequência apresenta sérios desafios computacionais. Na formulação do Método dos Momentos (MoM), a contribuição do potencial vectorial para o campo total torna-se várias ordens de grandeza inferior à do potencial escalar, tornando assim a matriz resultante altamente mal condicionada. O método de diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD), por outro lado, requer um enorme número de passos de tempo para captar a informação de baixa frequência. Neste artigo, consideramos um modelo terrestre em camadas e calculamos o campo eletromagnético devido a dipolos elétricos e magnéticos embebidos na formação. Para resolver o problema de baixa frequência no FDTD, considerámos os dipolos da fonte e do recetor infinitamente pequenos e alinhados com a grelha computacional, e modificámos as equações de atualização em conformidade. Esta abordagem reduz a convergência temporal do FDTD em duas a três ordens de grandeza e também reduz os requisitos de memória pelo mesmo fator. Os resultados numéricos para os campos refletidos nas interfaces em camadas e as correspondentes tensões induzidas nas bobinas recetoras são apresentados para múltiplos cenários envolvendo zonas de xisto e areia.