РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им.

Сибирского отделения Российской академии наук

(ИНГГ СО РАН)

Рабочая программа дисциплины

ОД. А.03 Современные проблемы геофизики

основной образовательной программы послевузовского профессионального образования

(аспирантура)

по специальности

25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Новосибирск 2013

Программа составлена в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

1. Федеральные государственные требования к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) – приказ Минобрнауки России .

2. Паспорт научной специальности 25.00.10 – «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», разработанный экспертами ВАК Минобрнауки России в рамках Номенклатуры специальностей научных работников, утвержденной приказом Минобрнауки России от 01.01.2001 г. № 59.

3. Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 25.00.10 – «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», утвержденная приказом Минобрнауки России «Об утверждении программ кандидатских экзаменов».

Составители рабочей программы:

Академик РАН, д. т.н.

Ответственный за специальность

д. т.н.

ПРИНЯТО

Учёным советом ИНГГ СО РАН

Протокол № от 01.01.2001

1.  Цели и задачи освоения дисциплины

Цель курса – углубленное изучение современных направлений развития и применения геофизических методов. В курсе даётся анализ новых подходов и принципов наземной и скважинной геологоразведки, а также аппаратуры, методов и способов интерпретации геофизических данных и современного программного обеспечения.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Задачи курса - дать современные знания и навыки для изучения сложных геологических объектов на основе интегрированного анализа физических полей.

2.  Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура)

Дисциплина «Современные проблемы геофизики» является частью образовательной программы подготовки аспирантов по специальности 25.00.10 «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых».

Требования к первоначальному уровню подготовки обучающихся для успешного освоения дисциплины:

• базовые знания по теории геофизических полей;

• базовые навыки по интерпретации геофизических полей;

• знание современных интерпретационных программных средств.

С другими частями образовательной программы соотносится следующим образом:

Разделы, предшествующие по учебному плану:

• ОД. А.05 Методы геофизических исследований скважин

• ОД. А.06 Геофизические методы поисков полезных ископаемых.

• ОД. А.07 Физика Земли и геодинамика

• ОД. А.08 Системы интерпретации геофизических данных

Разделы, последующие по учебному плану:

• НИР. А.00, Научно-исследовательская работа и выполнение диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.

• ПД. А.00, Подготовка к защите диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.

Дисциплина является обязательной дисциплиной. Преподается на третьем курсе.

3.  Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

Общекультурные компетенции:

ОК-2

способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности;

ОК-6

способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности;

Профессиональные компетенции:

ПК-15

способен использовать профильно-специализированные знания в области геологии, геофизики, геохимии, гидрогеологии и инженерной геологии, геологии и геохимии горючих ископаемых, экологической геологии для решения научных и практических задач (в соответствии с профилем подготовки)

ПК-17

способен использовать профильно-специализированные информационные технологии для решения геологических, геофизических, геохимических, гидрогеологических, нефтегазовых и эколого-геологических задач (в соответствии с профилем подготовки)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

·  Современные направления развития геофизических методов.

·  Альтернативные методики и способы интерпретации данных геофизических методов, в том числе, интегрированной интерпретации комплекса методов.

Уметь:

·  Проводить нестандартную обработку и интерпретацию данных геофизических методов.

4.  Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, _108__ часов

Форма итоговой аттестации - экзамен кандидатского минимума.

Вид учебной работы

Объём часов / зачетных единиц

Всего

108/3

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

72/2

в том числе:

лекции

36

семинары

18

практические занятия

18

Самостоятельная работа аспиранта (всего)

36/1

Вид контроля по дисциплине:

Промежуточная контрольная работа

Экзамен

5.  Разделы дисциплины и виды занятий

№

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

Лаб.

Семин

Сам. раб.

Всего

п/п

1.

Разработка иерархии вычислительных моделей и численных методов, ориентированных на использование современных высокопроизводительных вычислительных систем с гибридной архитектурой, для описания сейсмических волновых процессов в разномасштабных средах с флюидонасыщенной микроструктурой и областями концентрации напряжений.

4

2

2

4

12

2.

Исследование геологических сред электромагнитными и магнитными методами на основе полевых и лабораторных экспериментов и математического моделирования.

4

2

2

4

12

3.

Комплексирование геофизических данных и численного моделирования для определения разномасштабной структуры и состояния земной коры и верхней мантии Сибири.

2

2

2

4

10

4.

Развитие способов изучения перспективных нефтегазоносных объектов методами многоволновой сейсморазведки на основе разработки технологии расчета их напряженного состояния и определения параметров трещиноватости коллекторов по анализу анизотропии скоростей и поглощения.

4

2

2

4

12

5.

Разномасштабные сейсмотомографические исследования геодинамических процессов.

4

4

4

12

6.

Эффективные реологические параметры земной коры сейсмоактивных зон юга Сибири (GPS, гравиметрия и сейсмические методы).

2

2

4

8

7.

Аномалии магнитного, теплового полей и сейсмического режима как индикаторы геодинамического процесса на юге Сибири.

4

2

4

10

8.

Программно-методическая база геоэлектрики гетерогенных флюидонасыщенных сред.

4

4

2

10

9.

Геофизика нефтегазовых коллекторов: новые подходы к инверсии на основе эффектов макроанизотропии, подмагничивания и частотной дисперсии электрофизических характеристик.

4

4

2

10

10.

Научно-методические основы метода спектральных амплитуд в оценке сейсмической опасности территорий.

4

2

2

4

12

6.  Содержание дисциплины:

№

Наименование раздела

Содержание раздела

п/п

дисциплины

1

Разработка иерархии вычислительных моделей и численных методов, ориентированных на использование современных высокопроизводительных вычислительных систем с гибридной архитектурой, для описания сейсмических волновых процессов в разномасштабных средах с флюидонасыщенной микроструктурой и областями концентрации напряжений.

Ответственный за раздел

д. ф.-м. н. В. А. Чеверда

Иерархия вычислительных моделей, численных методов и алгоритмов для описания сейсмических волновых процессов в разномасштабных средах, находящихся под воздействием предварительных напряжений с последующим развитием на этой основе методов построения волновых изображений субсейсмических объектов с комплексным использованием волновых полей различных масштабов.

2

Исследование геологических сред электромагнитными и магнитными методами на основе полевых и лабораторных экспериментов и математического моделирования.

Ответственный за раздел

д. ф.-м. н. Е. Ю. Антонов

Математический аппарат и программно-алгоритмические средства для решения прямых и обратных задач наземной геоэлектрики при изучении сложно-построенных геологических сред с учётом электрической и магнитной вызванной поляризации. Теоретическое и экспериментальное изучение влияния геомагнитного эффекта на результаты импульсных индукционных зондирований. Новые методики электромагнитных зондирований и получение на основе их применения геоэлектрических моделей земной коры, в том числе, в районах с повышенной сейсмической активностью.

3

Комплексирование геофизических данных и численного моделирования для определения разномасштабной структуры и состояния земной коры и верхней мантии Сибири.

Ответственный за раздел

к. ф.-м. н. А. А. Дучков

Трехмерные сейсмоплотностные структуры верхней мантии под основными региональными структурами Сибири, выявление связи между зонами локализации деформаций и результатам численного моделирования. Методы обработки и инверсии геофизических данных с использованием высокопроизводительных вычислительных систем для обеспечения детального сейсмического изучения верхней части земной коры.

4

Развитие способов изучения перспективных нефтегазоносных объектов методами многоволновой сейсморазведки на основе разработки технологии расчета их напряженного состояния и определения параметров трещиноватости коллекторов по анализу анизотропии скоростей и поглощения.

Ответственный за раздел

к. т.н.

Методы многоволновой сейсморазведки с целью поиска и разведки трещиноватых коллекторов, новые методы оценки напряженного состояния продуктивного пласта и прогнозирования его фильтрационных возможностей. Модели трещиноватой среды с учётом поглощения, алгоритмы обработки данных многоволновой сейсморазведки и технологии их применения. Технология расчёта напряженного состояния геологических объектов методом граничных интегральных уравнений, алгоритмы расчёта вероятной ориентации трещи. Методика определения областей естественного стока флюидов.

5

Разномасштабные сейсмотомографические исследования геодинамических процессов

Ответственный за раздел

д. г.-м. н.

Активные и пассивные томографические исследования. Сейсмические модели разномасштабных и разноглубинных структур Земли для различных регионов. Геодинамическая интерпретация полученных сейсмических моделей на базе анализа различных геолого-геофизических данных и численного моделирования.

6

Эффективные реологические параметры земной коры сейсмоактивных зон юга Сибири (GPS, гравиметрия и сейсмические методы)

Ответственный за раздел

д. ф.-м. н. В. Ю. Тимофеев

Методы физического моделирования при оценке реологических и диссипативных свойств горных пород, создание источников сейсмических волн. Реологические параметры земной коры на разных масштабных уровнях и временах при её современном деформировании.

7

Аномалии магнитного, теплового полей и сейсмического режима как индикаторы геодинамического процесса на юге Сибири.

Ответственный за раздел

к. г.-м. н. П. Г. Дядьков

Методы и средства прецизионного мониторинга естественных геофизических полей, алгоритмы интерпретации и методов комплексного анализа данных. Тепловые, магнитные и электрические свойства горных пород для определения природы регистрируемых аномалий. Состояние сейсмогенной среды и ее изменения, в том числе связанных с формированием жестких консолидированных структур в областях подготовки сильных землетрясений.

8

Программно-методическая база геоэлектрики гетерогенных флюидонасыщенных сред.

Ответственный за раздел

д. т.н.

Математическое моделирование трехмерных электромагнитных полей в гетерогенных пористых средах.

Многоканальные измерения в наземных методах электромагнитных параметрических зондирований и электротомографии, строение верхней части континентальной литосферы и мониторинг сейсмоактивных зон Сибири по данным геоэлектрики. Альтернативный метод получения и обработки магнитотеллурических данных в сложных геологических условиях. Компьютерные системы для имитационного моделирования и оперативной интерпретации данных электрометрического комплекса.

9

Геофизика нефтегазовых коллекторов: новые подходы к инверсии на основе эффектов макроанизотропии, подмагничивания и частотной дисперсии электрофизических характеристик.

Ответственный за раздел

к. ф.-м. н.

Эффекты макроанизотропии электропроводности, частотной дисперсии диэлектрической проницаемости и индуцированной магнитной проницаемости на сигналы электрокаротажных зондирований. Связи электрофизических параметров с петрофизическими и литологическими характеристиками геологических объектов. Эффективные подходы и способы количественной интерпретации комплекса электрометрии в нефтегазовых скважинах сложной траектории на основе многомерного математического моделирования.

10

Научно-методические основы метода спектральных амплитуд в оценке сейсмической опасности территорий.

Ответственный за раздел

д. т.н. Ю. И. Колесников

Детальное сейсмическое районирование (переход от пиковых грунтовых ускорений к спектральным амплитудам на основе развиваемого метода стоячих волн, учета частотно-зависимого регионального затухания сейсмических колебаний и новых методов параметризации зон возникновения очагов землетрясений). Сейсмическое микрорайонирование (СМР). Резонансные свойства верхней части разреза, развитие интерпретационных подходов в методе стоячих волн, тестирование метода стоячих волн на данных физического моделирования.

7.  Самостоятельная работа аспирантов

Используются виды самостоятельной работы аспиранта: в читальном зале библиотеки, в учебных кабинетах, на рабочих местах с доступом к ресурсам Интернет и в домашних условиях. Порядок выполнения самостоятельной работы соответствует программе курса и контролируется контрольной работой. Самостоятельная работа подкрепляется учебно-методическим и информационным обеспечением, включающим рекомендованные учебники и учебно-методические пособия, а также конспекты лекций.

8.  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

8.1.Основная и дополнительная литература

а) основная литература

1.  Aксельрод частотной дисперсии электрических свойств горных пород на результаты определения удельного сопротивления пластов (по материалам зарубежной литературы) // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС, 2007, вып. 10, с. 103–126.

2.  Виноградов композитных материалов. – УРСС: Москва, 2011, 208 с.

3.  , Шалаев метаматериалов. – Научный мир: Москва, 2011, 221 с.

4.  , Глинских каротаж: моделирование и инверсия// Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2005, 98 с.

б) дополнительная литература

1.  , , , Немирович-, , Кю Н. Г., , Борисов геодинамика массива горных пород верхней части литосферы: истоки, параметры, воздействие на объекты недропользования / Отв. ред. . – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. – 449 с.

в) программное обеспечение

МФС ВИКИЗ, EMF Pro, Geooffice Solver, сетевой доступ на высокопроизводительный вычислительный комплекс НКС-30Т, Madagascar, SeisWide, GAMIT-Globk, TSOFT, ETERNA 3.3, 3.4.

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

- аудиторный фонд ИНГГ СО РАН;

- ноутбук, мультимедиа-проектор, экран;

- рабочее место с выходом в Интернет;

- библиотечный фонд ИНГГ СО РАН.

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В процессе изучения дисциплины устанавливаются формы контроля: текущий контроль в течение учебного года и экзамен в конце курса.

Текущий контроль включает выполнение контрольных работ, включающих авторские формы проверки знаний аспирантов (тестирование, коллоквиумы, сдача самостоятельных и практических заданий). Контрольная работа проводится после завершения лекционной части и проводится в форме письменных ответов на вопросы по пройденной части курса.

Для самостоятельной подготовки будет обеспечен удаленный доступ к исходным практическим материалам и программ интерпретации. Для закрепления навыков после проведения практических занятий студентам выдаются упражнения на использование изученных программ.

Дополнения и изменения в рабочей программе

за __________/__________ учебный год

В рабочую программу курса ОД. А.03 «Современные проблемы геофизики» вносятся следующие дополнения и изменения: