Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

Лаборатория радиофизики дистанционного зондирования

05.06.2018 г.

Сотрудники лаборатории
Сотрудник Институт Телефон Электронная почта
Музалевский Константин Викторович, Музалевский Константин Викторович,
Заведующий лабораторией, к.ф.м.н.
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН +73912905028 rsdkm@ksc.krasn.ru
Косолапова Людмила Георгиевна Косолапова Людмила Георгиевна
с.н.с., к.ф.м.н.
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН +7 (391)290-50-28 rsdvk@ksc.krasn.ru
Миронов Валерий Леонидович Миронов Валерий Леонидович
гл.н.с. чл.корр. РАН
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН +7 (391)290-50-28 rsdvm@ksc.krasn.ru
Лукин Юрий Иванович Лукин Юрий Иванович
м.н.с.
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН rsdlu@ksc.krasn.ru
Основные направления научной деятельности
  • Разработка спектроскопических диэлектрических моделей талых и мерзлых почв, грунтов и флюидонасыщенных горных пород в радиоволновом диапазоне частот.
  • Разработка методов и алгоритмов радиоволнового дистанционного зондирования почвенного покрова с применением радиометров, радаров и импульсных рефлектометров.
  • Разработка радиоволновых методов и алгоритмов каротажного зондирования сред нефтегазового коллектора.

  • Наиболее важные результаты исследований
  • Создан принципиально новый метод радиоволновой диэлектрической спектроскопии почвенной и грунтовой воды, взаимодействующей с поверхностью твердой фазы. Впервые не только идентифицированы отдельные фазы воды, содержащейся в почвах и грунтах, но и измерены относительное содержание и частотные спектры комплексной диэлектрической проницаемости каждой отдельной фазы. На основе предложенного метода разработаны физические модели для расчета комплексной диэлектрической проницаемости почв, грунтов и нефтенасыщенных горных пород как функции от содержания воды, частоты электромагнитного поля, температуры и органо-минерального состава. Созданные диэлектрические модели обладают наименьшей погрешностью и используются в алгоритмах Европейского космического аппарата SMOS для дистанционного зондирования влажности суши.
  • Изучены фазовые переходы воды в мерзлых почвах, грунтах и породах. Доказано, что только небольшая часть незамерзшей вода в мерзлой почве при понижении температуры переходит в состояние льда, как это было принято считать относительно всей незамерзшей воды. В действительности, незамерзшая вода испытывает существенные собственные фазовые превращения и межфазный перенос массы между составляющими ее отдельными фазами. На основе этих результатов созданы количественные модели фазовых переходов воды в почвах и грунтах и спектроскопические диэлектрические модели мерзлых почв и грунтов.
  • С использованием разработанных диэлектрических моделей талых и мерзлых почв, грунтов и горных пород созданы оригинальные методы и алгоритмы радиоволнового зондирования почвенного покрова, которые защищены свидетельствами интеллектуальной собственности.
  • Теоретически и экспериментально исследованы процессы распространения, излучения и рассеяния сверхширокополосных электромагнитных импульсов в нефтенасыщенных средах, обладающих частотной дисперсией диэлектрической проницаемости, с целью создания радиофизических основ волнового зондирования слоистой структуры нефтегазового коллектора. Предложен метод определения расстояния до водонефтяного контакта, который основан на измерении времени задержки и спектров отраженных зондирующих импульсов. Дана оценка предельной дальности зондирования водонефтяного контакта.

  • Основные методы и технологии исследования
  • Диэлектрическая спектроскопия влажных почв и грунтов
  • Математическая обработка данных
  • Создание физически обоснованных математических моделей

  • Экспериментальное научное оборудование
    • Диэлькометрический комплекс на базе векторного анализатора цепей ZVK (производство фирмы Rode & Schvarz, частотный диапазон от 10 МГц до 40 ГГц), который использует коаксиальные измерительные ячейки
    • Температурная камера ESPEC SU-241 (диапазон температур от минус 40°C до плюс 150°C
    • Анализатор импеданса 4294A фирмы AGILENT TECHNOLOGIES (40 Hz to 110 MHz)
    • Радиометрический комплекс МИРК
    • Стробоскопический сверхширокополосный цифровой осциллограф TMR8120M
    • Высокочастотный генератор субнаносекундных электромагнитных импульсов РГ 4-14
    • Мзмеритель сопротивления, проводимости LCR 819
    • Аналитические весы Ohaus DY215CD
    • Стереомикроскоп Olympus SZ51

    Research Focus

    • Spectroscopic dielectric models of thawed and frozen soils and grounds and fluid-saturated rocks in the radio-frequency range.
    • Methods and algorithms for radio- frequency remote sensing of the soil cover with the use of radiometers, radars, and pulse reflectometers.
    • Radio- frequency methods and algorithms for oil-and-gas borehole logging.

    Advanced developments

    • Our research team developed a fundamentally new method for rf dielectric spectroscopy investigations of soil and underground water interacting with the solid-state surface. For the first time, we not only identified separate phases of water contained in soils and grounds but measured relative content and complex permittivity frequency spectra of each phase. Based on the proposed method, we built physical models for calculating complex permittivities of soils, grounds, and oil-saturated rocks as functions of water content, electromagnetic field frequency, temperature, and organomineral composition. Our dielectric models characterized by minimum error are applied in algorithms of the European Soil Moisture and Ocean Salinity Satellite (SMOS).
    • Having investigated phase transitions in frozen soils, grounds, and rocks, we proved that merely a minor part and not all unfrozen water, as was commonly agreed, in a frozen soil transfers to the ice state with decreasing temperature. In reality, unfrozen water undergoes significant phase transformations and the interphase mass transfer between its separate components. These results gave us grounds for constructing quantitative models of phase transitions of water in soils and grounds and spectroscopic dielectric models of frozen soils and grounds.
    • Using the dielectric models of thawed and frozen soils, grounds, and rocks, we developed and patented original methods and algorithms for rf sensing of the soil cover.
    • We theoretically and experimentally studied propagation, radiation, and scattering of ultra-broadband electromagnetic pulses in oil-saturated media with the frequency dispersion of permittivity in order to lay the radiophysical foundation of wave sensing of the layered structure of an oil-and-gas-reservoir rock. We proposed the method for determination of the distance to the oil-water contact by measuring the delay and spectra of reflected pilot pulses. We estimated the limit range of sensing the oil-water contact.

    Investigation techniques

    • Dielectric spectroscopy of moist soils and grounds
    • Mathematical data processing
    • Construction of physically grounded mathematical models

    Equipment

    1. Dielcometric complex based on a ZVK vector network analyzer with coaxial measuring cells (Rode & Schvartz), frequency range from 10 MHz to 40 GHz;
    2. ESPEC SU-241 temperature chamber, temperature range from --40 to +150 ˚C;
    3. 4294A impedance analyzer (Agilent Technologies), frequency range from 40 Hz to 110 MHz;
    4. MIRK radiometric complex;
    5. TMR8120M ultra-broadband stroboscopic digital oscilloscope;
    6. RG 4-14 high-frequency sub-nanosecond electromagnetic pulse generator;
    7. Precision LCR 819 meter (resistance and conductivity);
    8. Ohaus DY215CD analytical balance;
    9. Olympus SZ51 stereomicroscope.


    Фотогалерея лаборатории

    Поделиться:


    Наверх
    Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
    РоссияКрасноярскКрасноярский край660036, г. Красноярск, ул. Академгородок, 50
    +7 (391) 290-79-88fic@ksc.krasn.ru55.99178392.765381