Расширенный поискСотрудники ИФЗ, преподаватели МФТИ, МГУ, ВШЭ, МИСИС, МГТУ и МГРИ ведут курсы лекций для студентов 5-го и 6-го курса МФТИ по ряду дисциплин, освоение которых необходимо для успешной работы, связанной с геофизикой.
- Курс лекций и практических занятий "Методы решения некорректных обратных задач" читает д.ф.-м. н. И.Э Степанова. Объем курса 60 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящен методам решения некорректных задач математической физики, в частности, математической геофизики. В случае невозможности непосредственных измерений характеристик изучаемых объектов геологической среды экспериментатору приходится решать так называемые обратные задачи. По косвенной информации об исследуемом объекте нужно установить природу тех или иных сигналов. В геофизической практике существенно дешевле построить математическую модель явления с помощью теории некорректных задач, чем заниматься бурением глубоких скважин. В процессе освоения курса слушатели познакомятся с основными принципами теории некорректных задач, типами постановок, различными регуляризирующими алгоритмами. Большое внимание будет уделено проблемам интерпретации больших и сверхбольших объемов данных о геопотенциальных полях и функции, описывающей рельеф земной поверхности. Обучающиеся смогут применять для решения линейных и нелинейных обратных задач так называемый метод интегральных представлений, который позволяет наиболее полно учитывать априорную информации о геологической среде, обрабатывать разнородные и разноточные данные.
- Курс лекций и практических занятий "Механика сплошных сред" читают д.ф.-м.н. Е.И. Рыжак и к.ф.-м.н Н.В. Дубиня. Объем курса 60 часов. Форма отчетности - экзамен.
Курс является одним из основополагающих и необходимых для полноценного усвоения студентами большинства курсов, существующих в магистерской программе. В рамках курса рассматриваются основные математические подходы к описанию механического поведения сплошных сред – твердых тел и жидкостей. В рамках курса студенты осваивают элементарные понятия механики сплошных сред: понятия напряжений, деформаций, смещений и скоростей изменения этих параметров. Значительная часть курса посвящена усвоению основных законов, определяющих пространственные распределения напряжений и деформаций в сплошных средах: уравнений равновесия и движения, условий совместности деформаций. Отдельное внимание уделено теории определяющих соотношений. В рамках курса студенты также осваивают элементы линейной и тензорной алгебры, необходимые для понимания и применения описанных законов: рассматриваются как простейшие математические операции над тензорными величинами, такие как скалярное и диадное произведение или приведение к главным осям, так и действие различных дифференциальных операторов на тензорных полях. В рамках практических занятий студенты решают некоторые элементарные задачи механики деформируемого твердого тела, имеющие аналитические решения.
- Курс лекций «Сеточно-характеристические методы в задачах геофизики» читает д.ф.-м.н. В.И. Голубев. Объем курса 45 часов. Форма отчетности – дифференцированный зачет.
Курс направлен на ознакомление студентов с основами численных методов. Основной упор сделан на гиперболические уравнения и системы. Студенты знакомятся с теоретическими основами сеточно-характеристических численных методов, понятиями аппроксимации и устойчивости разностной задачи. Рассмотрены решения волновых уравнений, описывающих динамическое поведение акустических, упругих, анизотропных и пористых сред. Внимание уделено получению практических навыков реализации вычислительных методов. В ходе курса необходимо выполнить курсовой проект, заключающийся в разработке прикладного программного обеспечения на языке Python и/или C++.
- Курс лекций и практических занятий "Физика горных пород и математическое моделирование физических полей в геологической среде" читают д.ф.-м.н. И.Б. Петров, д.ф.-м.н. С.А. Тихоцкий и д.ф.-м.н. И.О. Баюк. Объем курса 90 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Данная дисциплина содержит две взаимосвязанные части. В первой части курса, посвящённой физике горных пород, изучаются свойства геологической среды как многокомпонентной среды, содержащей кристаллические минеральные зёрна, пластичный компонент и флюид, заполняющий порово-трещинное пустотное пространство. Рассматриваются основные современные подходы к описанию свойств и процессов в таких средах на различных масштабах осреднения, включая различные приближения в теории рассеяния, метод обобщённого сингулярного приближения, подход, основанный на анализе корреляционных свойств и пр. Изучаются механизмы акустической эмиссии в горных породах. Во второй части курса рассматриваются вопросы численного моделирования физических полей в такой среде, включая распространение упругих волн, электромагнитных волн, электрическую поляризацию и распространение электрического тока, формирование намагниченности среды и её магнитного поля, аномалий силы тяжести, связанных со средой. Рассматриваются вопросы взаимодействия физических полей в геологической среде и связь различных физических свойств среды.
- Курс лекций "Прикладная геология и геодинамика" читает А.А. Сенцов. Объем курса 60 часов. Форма отчетности - экзамен.
В первой части курса студенты узнают основы общей, динамической и структурной геологии, глубинного строения и истории развития Земли и земной коры, в частности. Студенты знакомятся с геологической терминологией, геохронологической шкалой, современными полевыми и лабораторными методами геологических исследований, принципами составления и чтения геологических карт и разрезов. Основная часть курса посвящена закономерностям формирования и размещения месторождений жидких и твёрдых полезных ископаемых, условиям их залегания. Рассматриваются основы геологического картирования, геологические и геохимические методы изучения месторождений во взаимосвязи с геофизическими методами исследований. Также изучаются основы современной геодинамики как науки о современных движениях земной коры во взаимосвязи с размещением месторождений и условиями их разработки.
- Курс лекций и практических занятий "Обработка и интерпретация сейсмических данных" читают к.т.н. М.Ю. Токарев и д.ф.-м.н. С.А. Тихоцкий. Объем курса 55 часов. Форма отчетности - экзамен.
В курсе подробно излагаются все процедуры графа обработки и интерпретации данных сейсморазведки, с учётом наиболее современных разработок. Основное внимание уделяется обработке данных сейсморазведки методом ОГТ. Рассматриваются процедуры фильтрации, детерминированной и предсказывающей деконволюции, ввода статических и кинематических поправок. Отдельное внимание уделяется способам построения скоростной модели среды по данным ОГТ, включая методы сейсмической томографии и комплексирование данных по различным типам волн. Изучаются методы временной и глубинной миграции сейсмических данных, в частности – Кирхгофа, RTM-миграции и др. Внимание уделяется методам обработки с сохранением амплитуд и динамическому анализу. Раздел курса посвящён обработке данных сейсмического мониторинга разработки месторождений полезных ископаемых. Завершающие части курса посвящены методам инверсии сейсмических данных. Последовательно рассматриваются акустическая (sparse-spike, model-based) и упругая (AVO/AVA) детерминированная инверсия и стохастическая упругая инверсия. Рассматриваются методы полноволновой (FWI) инверсии, их модификации, возможности и применение.
- Курс лекций и практических занятий "Геомеханика месторождений" читает к.ф.-м.н. Н.В. Дубиня. Объем курса 90 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящен решению прикладных задач геомеханики месторождений углеводородов, все чаще возникающих на различных стадиях освоения и разработки месторождений. В первой части курса рассматриваются теоретические основы геомеханики месторождений: рассматриваются основные положения механики сплошных сред, механики деформируемого твердого тела. Эта часть курса является естественным продолжением курса «Механика сплошных сред», изучаемого в первом семестре: отдельное внимание уделяется особенностям механики горных пород, являющихся неоднородными гетерогенными насыщенными средами с нелинейной реологией. После изучения теоретических основ геомеханики месторождений рассматриваются такие вопросы как построение модели механических свойств массива горных пород по данным геофизических исследований и геомеханическое моделирование. В рамках курса детально рассматривается процесс одномерного геомеханического моделирования, описывается способ получения необходимых данных, их интерпретация и возникающие неоднозначности. Также описываются основные подходы, использующиеся при трехмерном и четырехмерном геомеханическом моделировании.
- Курс лекций и практических занятий "Геоэлектрика" читает к.ф.-м.н. Д.А. Алексеев. Объем курса 45 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящен вопросам теории, методики и практической интерпретации данных электромагнитных методов, применяемых в геофизической разведке полезных ископаемых, при исследовании внутренней структуры и геодинамических процессов, протекающих в земной коре и верхней мантии Земли. Курс содержит в себе обсуждение основных физических принципов электромагнитного зондирования, обзор методов и технологий электроразведки, элементы вычислительных задач в рамках обработки и интерпретации данных. Для успешного освоения курса слушателю желательно знать курс общей физики «Электродинамика» и владеть основами уравнений математической физики.
- Курс лекций "Гравиметрия и магнитометрия" читает д.ф.-м.н. С.А. Тихоцкий. Объем курса 45 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящён методам изучения недр на основе изучения аномалий потенциальных полей – силы тяжести и магнитного поля Земли. Рассматриваются приборы и методы измерения компонент потенциальных полей, методы обработки результатов измерений и создания карт, баз данных и 3D моделей аномальных полей. Изучаются методы решения обратных задач теории потенциала в различных классах моделей сред, используемых при поиске и разведке полезных ископаемых и мониторинге процессов разработки. Рассматриваются вопросы комплексирования данных об аномалиях потенциальных полей с данными других геофизических методов и создания согласованных геофизических интерпретационных моделей.
- Курс лекций и практических занятий "Физико-механические свойства и разрушение горных пород" читает к.ф.-м.н. Н.В. Дубиня. Объем курса 90 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящен особенностям определения физико-механических свойств горных пород на основании комплексирования результатов сейсмических, геофизических и лабораторных исследований, а также изучению процессов хрупкого и пластического разрушения горных пород. В рамках курса проходит теоретическое изучение основных реологических моделей, разработанных для описания механического поведения горных пород, проводятся работы по непосредственному определению реологических свойств горных пород в лабораторных условиях. Отдельное внимание посвящено процессам зарождения и развития трещиноватости в горных породах, подверженных внешнему нагружению, определяются основные закономерности между историей напряженно-деформированного состояния горной породы и ее внутренним строением, основными тенденциями при разрушении. Научно-методическое руководство курсом осуществляет профессор университета Cote’d Azur (Франция) Александр Шеменда, один из крупнейших специалистов в области разрушения горных пород. Значительную часть курса составляют лабораторные исследования, выполняемые студентами на сервогидравлической установке высокого давления RTR-4500 (ИФЗ РАН), под руководством ведущих специалистов.
- Курс лекций и практических занятий "Сеточно-характеристические методы в задачах геофизики" читает д.ф.-м. н. И.Б Петров. Объем курса 45 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящён детальному изложению современных быстродействующих алгоритмов моделирования динамики сплошных сред, основанных на сеточно-характеристическом подходе, в приложении к задачам геофизики, включая моделирование распространения сейсмических волн в трёхмерно-неоднородных (в том числе – трещиноватых) средах, а также – поведения грунтов, зданий и сооружений при сейсмическом воздействии. Рассматривается теория, алгоритмы и примеры практических расчётов. Студенты приобретают практические навыки работы с соответствующим программным обеспечением.
- Курс лекций и практических занятий "Морская геофизика" читают к.т.н. М.Ю. Токарев и А.Ю. Разин. Объем курса 45 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
В курсе рассматриваются объекты и методы проведения геофизических исследований на акваториях. Даётся представление о полезных ископаемых континентального шельфа и методах их разведки и добычи, включая природные риски, связанные с бурением и строительством шельфовой инфраструктуры. Изучаются методы морской сейсморазведки, включая средства генерации и приёма сейсмических волн в водной среде, методики наблюдений и особенности обработки и интерпретации данных. Также рассматриваются особенности измерения силы тяжести на подвижном основании и набортных геоэлектрических и магнитных измерений.
- Курс лекций и практических занятий "Современные источники и приёмники сейсмических колебаний" читают к.ф.-м.н. В.М. Агафонов и А.Ю. Разин. Объем курса 30 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящён вопросам генерации и приёма сейсмических волн на суше и в водной среде, включая физику процесса, методы математического моделирования и принципы конструирования устройств. Рассматриваются вибрационные, электродинамические импульсные и взрывные источники сейсмических колебаний в упругой среде, их взаимодействие со средой, особенности соответствующей волновой картины и применения. Изучаются принципы генерации акустических колебаний в водной среде, пневматические, электроискровые, пьезокерамические типы источников: их особенности и назначение. Также рассматриваются проблемы и возможности генерации квазикогерентных сигналов в водной среде. Изучаются типы сейсмических приёмников, включая электродинамические, оптоволоконные, молекулярно-электронные, пьезокерамические и системы регистрации (сейсмические станции) на их основе. Даётся обзор современных перспективных направлений разработки систем генерации и приёма сейсмических волн.
- Курс лекций и практических занятий "Геодинамическая безопасность и мониторинг при разработке месторождений" читает д.ф.-м.н. Ю.О. Кузьмин. Объем курса 30 часов. Форма отчетности - дифференцированный зачет.
Курс посвящен решению задач по оценке уровня геодинамической опасности объектов инфраструктуры, возникающей при длительной разработке месторождений УВ и описанию методов комплексного наземно-космического мониторинга месторождений, применяемых для обеспечения эколого-промышленной безопасности нефтегазовых объектов. В первой части курса приводятся данные аналитического обзора о негативных геодинамических (сейсмодеформационных) последствиях длительной разработки месторождений нефти и газа, включая шельфовые месторождения. Далее рассматриваются теоретические вопросы формирования техногенных и техногенно-индуцированных геодеформационных процессов и обосновывается классификация этих явлений. На основе методов механики твердых тел с дефектами рассматриваются вопросы формирования и моделирования аномальных деформаций земной поверхности (обширные оседания земной поверхности и активизация разломных зон). Обосновываются представления о параметрическом индуцировании аномальных деформационных процессов и нелинейном характере проявления геодинамических процессов в период разработки месторождений. Приводятся сведения о метрологии и регламентах использования существующих методов наземной и спутниковой геодезии, применяемых на месторождениях углеводородного сырья. Излагаются принципы оптимизации наблюдений и формулируется оптимальный регламент комплексного геодинамического мониторинга, который варьируется в зависимости от специфики разработки и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса (сухопутные и шельфовые месторождения, подземные хранилища газа). В заключительной части курса излагаются существующие подходы к оценке геодинамической опасности и геодинамического риска нефтегазовых объектов. На основе анализа существующей нормативной базы обосновывается введение понятия «опасный разлом» и демонстрируется, что наибольшие эколого-геодинамические и аварийные последствия объектов инфраструктуры месторождений УВ связаны с аномальной деформационной активностью опасных разломов. Описываются превентивные мероприятия по снижению уровня негативных геодинамических последствий разработки месторождений углеводородов и подземных газохранилищ.
