Пролить свет на скважины — Специальные кабели Инкаб
Благодаря способности «пропускать» большое количество информации, оптическое волокно применяется в различных технологиях промышленного мониторинга, например, в вертикальном сейсмическом профилировании (ВСП). Волокно в ВСП позволяет определять состав породы по всей длине скважины, а также на расстоянии между скважинами.
Наши партнёры из Горного института УрО РАН сравнили оптический мониторинг и традиционные методы георазведки на самом большом месторождении калийных солей в мире — Верхнекамском месторождении. О технологии (она особенная), результатах сравнения, преимуществах и недостатках каждого метода читайте в материале коллег УроРАН, которым они поделились с нами.
Поехали!
Почему волокно?
Мониторинг состояния подработанной территории на Верхнекамском месторождении калийных солей (ВКМКС) ведется сейсмоакустическими методами. Одним из таких методов является скважинная сейсмоакустика способом межскважинного просвечивания.
В последнее время интенсивно развивается направление распределённых акустических измерений, являющееся альтернативой точечным датчикам. Оптоволоконные системы регистрации акустических сигналов (DAS — distributed acoustic sensing) уже применяются в нефтяной и рудной скважинной сейсморазведке. Системы DAS имеют ряд особенностей по сравнению с точечными датчиками, и необходимо дополнительное изучение для их внедрения на Верхнекамском месторождении калийных солей. Имеющиеся в литературе результаты в подавляющем большинстве случаев рассматривают оптоволокно для проведения вертикального сейсмопрофилирования, в то время как по межскважинному просвечиванию существует дефицит информации.
Основными преимуществами распределённых оптоволоконных сенсоров являются количество каналов, которое для одного регистратора может достигать десятков тысяч, а также низкая стоимость оптоволокна. В качестве недостатков необходимо выделить неравномерность спектра регистрации (рис. 1) и диаграмму направленности, отличающуюся от традиционных датчиков — геофонов или гидрофонов (рис. 2).
Рисунок 1. Зависимость амплитудно-частотной характеристики от угла падения продольных (а) и поперечных (б) волн. Vp = 2200 м/с, Vs = 1300 м/с и GL = 10 м. 0° — распространение волны вдоль волокна.Рисунок 2. Диаграмма направленности оптоволоконного сенсора для продольных (а) и поперечных (б) волн (по Матеевой, 2012)Методика сравнения сигналов
На тестовом участке выполнено сравнение оптоволоконной системы DAS и гидрофонов при проведении межскважинных исследований.
Расстояние между скважинами составляет 150 м, интервал возбуждения 105-164 м, интервал приёма 127-198 м. В качестве источника упругих колебаний использован электроискровой излучатель с энергией разряда 2500 Дж, а регистрация велась с помощью пьезокерамических гидрофонов и DAS. Шаг пунктов возбуждения (ПВ) — 1 м, шаг пунктов приема (ПП) для гидрофонов — 1 м, для DAS — 0.25 м (рис. 3). Подробное описание геологии и анализ волнового поля при межскважинном просвечивании на ВКМКС приведено в работе.
На каждом ПВ выполнено 4 накопления для повышения отношения сигнал-шум. Для повышения интенсивности сигнала соседние трассы DAS просуммированы на базе 1 м (каждые 4 трассы). Это обеспечило возможность прямого сравнения с данными, полученными с гидрофонов. Такой подход возможен, поскольку длины регистрируемых волн составляют 5-20 м, соответственно суммирование вызовет снижение верхней границы спектра полезного сигнала на 10 % или менее.
Рисунок 3. Параметры системы наблюдений и схема хода лучеРегистрация сигнала гидрофонов осуществлялась станцией IS-128, регистрация DAS с помощью iDAS2 Silixa. Время регистрации 300 мсек, дискретизация 0.2 мсек (5000 Гц). База осреднения сигнала DAS (Gauge length) определяется характеристиками станции и составляет 10 м. Использовано одномодовое оптоволокно G.657.A1 в кабеле диаметром 5 мм MultiSense производства Инкаб. Особенностью такого кабеля является уложение волокна без оптического модуля и практически без запаса длины, что должно обеспечивать лучшую передачу акустического сигнала из массива к волокну за счет жесткого сцепления волокна и изоляции кабеля.
Сравнение первичных сейсмограмм общего пункта возбуждения (ОПВ) и общего пункта приема (ОПВ) приведено на рисунках 4 и 5. Спектральный состав приведен на рис. 6.
Наиболее интенсивный сигнал на сейсмограммах DAS представлен преломленной головной волной (PPP), формирующейся на кровле каменной соли. Кроме того, присутствуют отражения этой волны от горизонтальных границ (PPPP). В сортировке ОПП достаточно ясно прослеживается головная волна SPP, поскольку ход лучей у регистрирующей скважины для волн PPP и SPP идентичный. Прямая продольная волна (время регистрации 62-70 мс) на сейсмограммах DAS ожидаемо отсутствует, поскольку она попадает в минимум диаграммы направленности, однако вторичное поле, образуемое прямой волной, можно различить на временах 65-70 мс (рис. 4б). Сюда входят отраженные продольные и обменные поперечные волны от горизонтальных сейсмогеологических границ. Эти волны требуют более детального изучения.
Существенное различие волнового состава на сейсмограммах обусловлено различными диаграммами направленности гидрофонов и кабеля с прямым оптоволоконном (рис. 3).
Считая спектр сигнала, зарегистрированного с помощью гидрофонов, близким к истинному (рис. 6а) и сравнивая его со спектром DAS можно сделать вывод, что шум станции DAS на приведённых сейсмограммах сопоставим по интенсивности с полезным сигналом.
Рисунок 6. Спектры сейсмограмм для гидрофонов (а) и DAS (б)Имеющаяся волновая картина, зарегистрированная с помощью DAS, может быть улучшена путем суммирования головных волн, способом, описанным в работе. Этот способ основан на свойстве головных волн, относительная волновая картина которых практически не меняется при перемещении источника колебаний вдоль излучающей скважины.
На рис. 7 приведены варианты суммирования с разным количеством накоплений от 2 до 60 пунктов возбуждения. Наблюдается заметное улучшение прослеживаемости годографов, особенно для вторичного волнового поля, которое на исходных сейсмограммах практически не различимо.
Рисунок 7. Суммирование головных волн при разном количестве ПВ (регистрация DAS)Для полноценного сравнения волновых картин, зарегистрированных с помощью гидрофонов и DAS выполнена идентичная обработка сигналов (за исключением пункта 2):
- 4-х кратное накопление на одной точке пункта возбуждения
- Для DAS суммирование 4 трасс на базе 1 м (приведение шага ПП к 1 м)
- Полосовая фильтрация 50-100-1000-2000 Гц
- Снятие первых вступлений головной волны
- Ввод временных поправок для приведения поля головных волн к одному времени
- Суммирование по общему пункту приема (волновая картина у возбуждающей скважины). Результаты на рис. 8.
- Суммирование по общему пункту возбуждения (волновая картина у регистрирующей скважины). Результаты на рис. 9.
Результаты
Сравниваемые суммарные сейсмограммы качественно полностью соответствуют исходным данным, но характеризуются существенно более высоким отношением сигнал-шум. Выводы по волновым картинам вблизи излучающей и приемной скважины отличаются.
Поскольку диаграммы направленности электроискрового излучателя и гидрофона весьма похожи, то в сортировке общего пункта приема волновое поле вблизи излучающей скважины весьма сходно для гидрофонов и DAS (рис. 8).
Для приемной скважины диаграмма направленности прямого волокна оказывает существенное фильтрующее влияние на волновое поле, вследствие чего регистрируются лишь отдельные классы волн, в данном случае продольные головные PPP и преломлённо-отраженные PPPP волны. Перспективными для обработки также являются отраженные PP волны.
На частотный состав сигналов, полученных с помощью DAS, оказывает влияние осреднение на базе измерения (рис. 1), что в данном случае привело к выпадению частот 250-350 Гц и сужению спектра.
Выводы
Оптоволоконная система регистрации имеет чувствительность намного ниже, чем у традиционных сейсмоакустических датчиков, тем не менее она обеспечивает хорошую повторяемость регулярного полезного сигнала, что позволяет повысить его интенсивность за счет многократного суммирования. Несмотря на различия регистрируемого волнового состава результаты сравнения можно считать весьма обнадёживающими, поскольку существуют способы изменения диаграммы направленности и расширения частотного состава акустических сигналов, получаемых с помощью оптоволокна за счет применения кабеля со спиральным уложением волокна.
На основании сравнения имеющегося оборудования, стоимость одного канала оптоволоконной системы в 10-100 раз ниже, чем при использовании гидрофонов. Это позволяет проектировать системы наблюдения со стационарным заложением оптоволоконного кабеля, охватывающие сразу несколько скважин, что, в свою очередь существенно снизит затраты на проведение регулярных мониторинговых полевых исследований, а также открывает перспективу создания автоматической системы сбора сейсмической информации в активном или пассивном режиме.
Чугаев А.В.,
Кузнецов А.И.
Горный институт УрО РАН, г. Пермь
Пролить свет на память
: 30 Мар 2015 , Наша Арктика , том 61, №1
По оценке журнала Science несомненные успехи получены в расшифровке нейрональных основ памяти – одной из фундаментальных задач нейронауки. Как известно, наша память меняется со временем: воспоминания могут тускнеть, а иногда мы можем «помнить» события, которые вообще не происходили. Одна из возможных причин этого феномена – изменение эмоционального контекста воспоминаний. Подтвердить это предположение удалось путем манипуляции активностью нейронов с использованием оптогенетического подхода, предложенного в 1999 г. одним из первооткрывателей структуры ДНК Ф. Криком. У генно-инженерных лабораторных мышей, в мозг которых был внедрен оптический световод, а в нейроны пространственной и эмоциональной памяти – ген светочувствительного белка, удалось не только поменять «плохие» воспоминания на «хорошие», но даже сформировать «ложную память»
Одним из наиболее выдающихся научных результатов 2014 г. журнал Science признал результаты работ по чрезвычайно точной манипуляции мозговыми нейрональными процессами путем облучения светом отдельных нейронов у генно-инженерных лабораторных животных. С помощью такого оптогенетического метода группе ученых из Массачусетского технологического института (США) удалось воздействовать на память, превратив плохие воспоминания в хорошие
Классические подходы к изучению функций мозга основаны на разрушении определенного отдела мозга либо на его химической или электрической стимуляции/угнетении и последующем анализе произошедших изменений. Но эти довольно грубые манипуляции не позволяют, к примеру, точно определить тип нейронов, в которых произошли нарушения (а нейроны отличаются по функции, морфологическим и биохимическим особенностям, профилю экспрессии (активации) генов), что затрудняет понимание полученных эффектов. Современные молекулярно-генетические технологии дают возможность выполнять более тонкие процедуры вплоть до манипулирования экспрессией отдельных генов в тканях мозга, что дает более точные результаты.
Одним из относительно новых и, как уже очевидно, перспективных методологических подходов к изучению функций мозга является оптогенетика. Оптогенетический метод позволяет извне регулировать активность нейронов и, соответственно, работу мозга с помощью света. Для этого нужно предварительно с помощью генно-инженерных методов внести в клетки мозга ген, кодирующий особый светочувствительный белок, который при активации под действием света вызывает возбуждение или ингибирование нейрона. Так, появляется возможность регулировать активность нейрона, «включая» и «выключая» экспрессию этого гена. Свет при этом подается с помощью лазера прямо в мозг экспериментального животного – мыши или крысы – через вживленный в него оптоволоконный световод.
Светочувствительные рецепторные белки опсины, реагирующие на свет, присутствуют во многих организмах (например, зрительный пигмент родопсин, содержащийся в сетчатке глаза у многих животных, от морских беспозвоночных до человека). Под действием света родопсин с помощью белков-посредников вызывает возбуждение нейрона, происходит открытие ионных каналов, и возбуждение передается дальше по нервным путям. Для задач оптогенетики наиболее удобным оказался светочувствительный белок ChR2 (канальный родопсин-2), выделенный из водорослей, который сам по себе служит каналом для прохода катионов сквозь клеточную мембрану.
Предположение о возможности манипулировать нейрональными процессами с использованием оптогенетического подхода была высказана еще в 1999 г. Нобелевским лауреатом Ф. Криком, одним из первооткрывателей структуры ДНК (Crick, 1999). Затем этот метод был успешно применен в экспериментах на плодовых мушках (Zemelman et al., 2002, 2003). Немного позже оптогенетический подход был применен и к млекопитающим – лабораторным крысам и мышам – группой исследователей под руководством К. Дейсерота и Э. Бойдена, которые начали использовать ChR2, а также ряд других опсинов (Boyden et al. , 2005; Adamantidis et al., 2007). Оказалось, что оптогенетические манипуляции позволяют, например, корректировать некоторые поведенческие отклонения у экспериментальных животных, такие как ангедонию – отказ от удовольствия, последствия тревожности, а также дефицит эпизодической памяти, связанный с посттравматическими расстройствами (Convington
Одной из фундаментальных задач нейронауки является расшифровка нейрональных основ памяти. Ведь наша память меняется со временем: воспоминания могут тускнеть, а иногда мы можем даже «помнить» события, которые вообще не происходили. Одна из причин, по которым могут происходить изменения в нашей памяти, – это изменение эмоционального контекста воспоминаний. Например, приятные воспоминания о романтическом ужине могут перестать быть таковыми после размолвки, и хотя пространственная память в этом случае сохраняется, позитивные ассоциации теряются.
Наша пространственная память (память «где?») закодирована в особой структуре мозга – гиппокампе, а эмоциональность воспоминаний, их сопряжение с позитивными или негативными эмоциями (память «что?») кодируется в миндалевидном теле (амигдале). Считается, что эмоциональная память тесно связана с процессами запоминания и обучения. Нейроны амигдалы передают сигналы двигательной и гормональной системам мозга, непосредственно вовлеченными в реакции «предпочтения» и «избегания» (LeDoux, 2014).
В 2014 г. группа исследователей из Массачусетского технологического института под руководством Нобелевского лауреата С. Тонегавы опубликовала в журнале Nature свою очередную работу по изучению нейрональных основ памяти, в которой изложены результаты исследований взаимосвязи между представительствами пространственной и эмоциональной памяти и возможность управления такими ассоциациями (Redondo et al., 2014). Ученые применили оптогенетический подход, а свои эксперименты они проводили на самцах лабораторных мышей, в мозг которых был вживлен световод.
Мыши, на которых проводился эксперимент, принадлежали к генетической линии c-fos tTA: у этих животных можно регулировать экспрессию гена c-fos, экспрессирующегося при обучении и формировании памяти. Этот ген «выключают» добавлением в корм антибиотика доксициклина. Экспериментальных животных дополнительно «усовершенствовали», встроив им в нейроны гиппокампа и амигдалы ген, кодирующий светочувствительный белок ChR2, который мог экспрессироваться только одновременно с активацией маркера нейрональной активности c-fos.
В эксперименте одну группу мышей сначала подвергали слабому воздействию электрического тока («наказание»), а к другой группе запускали самок («поощрение»). Поскольку перед этим доксициклин удалялся из мышиного рациона, в активировавших нейронах гиппокампа и амигдалы происходила экспрессия гена c-fos и, соответственно, наработка белка ChR2. В результате нейроны, которые участвовали в формировании конкретной пространственной и эмоциональной памяти, оказались «помечены» этим светочувствительным белком.
После этого в диету вновь был добавлен антибиотик, чтобы «выключить» экспрессию генов и таким образом сохранить нейрональный след негативной или позитивной памяти.Затем мышей вновь помещали в ту же экспериментальную установку и, подавая свет, активировали у них нейроны, содержащие белок ChR2. У мышей, на которых накануне воздействовали электрошоком, воздействие светом активировало «память страха», поэтому они начинали активно избегать места своего наказания. И, напротив, животные, у которых накануне было «свидание» с самкой, после активации «памяти счастья» надолго оставались в экспериментальном отсеке, вспоминая «приятные» моменты.
На следующем этапе эксперимента было решено проверить возможность изменения памяти в зависимости от эмоционального контекста. Выяснилось, что если мышей с «памятью страха», у которых оптогенетически были активированы соответствующие нейроны гиппокампа, помеcтить к самкам, то ассоциации с этим местом «переключатся» с изначально негативных на положительные! Кстати сказать, «обратное» переключение ассоциаций с вознаграждения на страх при активации нейронов амигдалы оказалось затруднительным.
Более того, в еще одной своей работе исследователям удалось даже сформировать у экспериментальных животных ложную память! Мышей сначала помещали в нейтральную одну камеру (условно, «камера А»), светочувствительным белком «пометив» у них нейроны гиппокампа, связанные с нахождением в этом месте. Затем животных помещали в другую камеру (условно, «камера B»), где их подвергали воздействию электрошока и одновременно оптогенетически активировали у них нейроны гиппокампа, несущие пространственную информацию о «камере A». После этого мыши начали избегать «камеру А», хотя в ней их никогда не подвергали «наказанию» (Ramirez et al., 2013).
То, что память может меняться с плохой на хорошую и наоборот, было известно давно, но только сейчас стали приоткрываться механизмы такого переключения сознания. Применение метода оптогенетики и использование генетически-модифицированных животных позволит в будущем подробно откартировать нейрональные пути головного мозга. Это приблизит нас не только к более глубокому пониманию нейробиологических процессов мозга, но и, в конечном счете, созданию кардинально новых подходов для лечения ментальных заболеваний, которым сегодня подвержено около четверти человечества.
И если считать, что основная функция головного мозга – это централизованный контроль над всем организмом, то расшифровка секретов его работы может дать огромный толчок эволюции самого современного общества.
Литература
Adamantidis A. R. et al. Neural substrates of awakening probed with optogenetic control of hypocretin neurons // Nature. 2007. V. 450. P. 420–424.
Boyden E. S. et al. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity // Nat. Neurosci. 2005. V. 8. P. 1263–1268.
Crick F. The impact of molecular biology on neuroscience // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. 1999. V. 354. P. 2021–2025.
Goshen I. et al. Dynamics of retrieval strategies for remote memories // Cell. 2011. V. 147. P. 678–689.
LeDoux J. E. Coming to terms with fear // Proc. Natl. Acad.Sci. USA. 2014. V. 111. P. 2871—287.
Lima S. Q., Miesenböck G. Remote control of behavior through genetically targeted photostimulation of neurons // Cell. 2005. V. 121. P. 141–152.
Ramirez S. et al. Creating a false memory in the hippocampus // Science. 2013. V. 341(6144). P. 387—391.
Redondo L., Kim J., Arons A. L. et al. Bidirectional switch of the valence associated with a hippocampal contextual memory engram. // Nature. 2014. V. 513(7518). P. 426—30.
Robinson M. J. F. et al. Optogenetic excitation of central amydala amplifies and narrows incentive motivation to pursue one reward over another // J. of Nsci. 2014. N. 34(50), P. 16567—16580.
Tye K. M. et al. Amygdala circuitry mediating reversible and bidirectional control of anxiety // Nature. 2011. V. 471. P. 358–362.
Zemelman B. V. et al. Amygdala Selective photostimulation of genetically chARGed neurons // Neuron. 2002. V. 33. P. 15–22.
Zemelman B. V. et al. Photochemical gating of heterologous ion channels: remote control over genetically designated populations of neurons // Proc. Natl. Acad. Sci. U. A. 2003. V. 100, P. 1352–1357.
: 30 Мар 2015 , Наша Арктика , том 61, №1
Idioms by The Free Dictionary
Shed+light+on — Idioms by The Free DictionaryShed+light+on — Idioms by The Free Dictionary
Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.
Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:
сарай легкий на
Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:
- Навес
- Навес для стрижки
- Навес для СМИ
- Пролить (значения)
- Пролить кровь
- Человек, который влюбился в Луну
- Сарай (плетение)
- Машинный сарай
- Кампания Back to the Shed
- сарай
- Ферма Гелерта
- Товарный сарай
- Сарай
- Депо тяги
- Сарай (магазин)
Полный браузер ?
- ▲
- пролить свет на
- пролить свет на что-то
- пролить свет на
- проливает свет на
- пролить свет на что-то
- пролить свет на
- Сарай Медиа
- спасение пролитой медиастинальной крови
- пролить кровь
- пролил нашу кровь
- пролить
- пролить
- односкатная крыша
- односкатная крыша
- односкатная крыша
- Сарай Семь
- навесной лист
- навесной лист
- навесной лист
- проливает свет на
- пролить свет на что-то
- пролил свет на
- пролить свет на что-то
- пролить что-то
- Тип сарая
- Тип сарая
- пролил слезы
- пролили свою кровь
- пролить
- пролил свою кровь
- сарай+свет+на
- сарай-находка
- сарай-находки
- сбрасываемый
- сбрасываемый
- ШЕДАЙСЫ
- Шедд
- Аквариум Шедд
- Шедд Брук
- осыпающийся
- осыпающийся
- Шеддасе
- пролил
- сброшенный
- сброшенный
- пролитая кровь
- пролитая кровь
- пролитая кровь
- пролил свет на
- пролил свет на
- пролил свет на
- Резня в Шеддене
- Шедден, округ Элгин, Онтарио
- Шедден, Онтарио
- шедер
- шедеры
- линька
- линька
- линять
- линька
- линька
- ▼
Сайт: Следовать:
Делиться:
Открыть / Закрыть
Пролить свет на определение и значение
- Основные определения
- Тест
- Связанный контент
- Примеры
Сохраните это слово!
См. синонимы к слову пролить свет на Thesaurus.com
И зажги свет. Уточните или объясните, так как я надеялся, что профессор прольет свет на то, как он пришел к своей теории, или Может ли кто-нибудь пролить свет на то, откуда взялись эти растения? Первоначально, примерно с 1200 г., эти выражения употреблялись буквально, в смысле «освещать», но вскоре стали употребляться и в переносном смысле.
ВИКТОРИНА
ВЫ ПРОЙДЕТЕ ЭТИ ГРАММАТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЛИ НАТЯНУТСЯ?
Плавно переходите к этим распространенным грамматическим ошибкам, которые ставят многих людей в тупик. Удачи!
Вопрос 1 из 7
Заполните пропуск: Я не могу понять, что _____ подарил мне этот подарок.
Слова рядом проливают свет на
shedder, shed dormer, she-devil, shedful, shed hand, shed light on, shedload, shed out, shed top, shed room, shedrow
Словарь идиом Американского наследия® Авторские права © 2002, 2001, 1995, издательство Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Опубликовано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company.
Слова, связанные с числом
анализировать, прояснять, определять, формулировать, интерпретировать, разрешать, упрощать, объяснять, расшифровывать, просвещать, иллюстрировать, пояснять, излагать, доносить, освещать, прояснять, инсценировать, прояснять, объяснять, иллюстрировать
Как пользоваться shed свет в предложении
Просто встаньте, прежде чем стрелять в безоружных представителей общественности.
Обзор «Вавилона»: тупая жизнь полицейских, радующихся триггеру|Мелисса Леон|9 января 2015 г.|DAILY BEAST
Три официально зарегистрированные семейные истории: мать и ее дочери, приехавшие из Феникса .
Я пытался предупредить вас о неряшливом миллиардере Джеффри Эпштейне в 2003 году|Вики Уорд|7 января 2015 года|DAILY BEAST
Вы просто путешествуете налегке с ручной кладью, отправляетесь в любимые города и гуляете со всеми своими друзьями.
Кофейная беседа с Фредом Армисеном: о «Портландии», встрече с Обамой и величии Тейлор Свифт|Марлоу Стерн|7 января 2015 г.|DAILY BEAST
шоссе.
Кофейная беседа с Фредом Армисеном: о «Портландии», встрече с Обамой и величии Тейлор Свифт|Марлоу Стерн|7 января 2015 г.|DAILY BEAST -он, большой эпилептический припадок?
26 Землетрясений Позже, Дымящееся Пистолет Fracking находится в Техасе|Джеймс Джойнер|7 января 2015|DAILY BEAST
Вот коренастый, удобный британский отец семейства в легком фланелевом костюме и выцветшей шляпе от солнца.
Бог и мой сосед|Роберт Блатчфорд
Ей не нужна была большая кулинарная книга; Она знала, сколько и чего нужно, Чтобы сделать вещи хорошими, сладкими и легкими.
Книжная полка для мальчиков и девочек; Практический план формирования характера, том I (из 17)|Разное
Мистер Джонс взмахнул большим железным ключом, который держал в руке, и его осенило.