In most cases, interpretation of resistivity measurements is performed using 1D multilayered formation models that are used to fit data locally in real-time applications. While drilling high-angle or horizontal wells, more complex scenarios may occur, such as faults, pinch-outs, or unconformities. In these cases, resistivity logging data inversion should be performed using at least a 2D model, which is a more complex computational problem. This paper presents a neural networks approach for solving this problem exemplified by the application of a deep azimuthal resistivity tool for geosteering in the vicinity of a tectonic fault. The tool operational frequencies of 400 kHz and 2 MHz produce eight measurements with a coaxial arrangement of transmitters and receivers, and two azimuthally sensitive measurements with axial transmitters and transverse receivers. This paper considers a 2D model of a tectonic fault composed of three parallel layers on the one side of a displacement plane and the same three layers on the other side dislocated at a certain distance along the displacement plane. The model is described with nine independent parameters. The artificial neural networks (ANNs) were designed and trained to calculate the tool signals based on the model parameters. The training was carried out using a synthetic database of 4·105 elements containing the model parameters and corresponding tool signals. The database was calculated using distributed computations with in-house Pie2D software that used the boundary integral equation technique. To estimate the accuracy of the ANNs designed, the signals calculated with the networks were compared against the exact values obtained with Pie2D for an independent sample of 1.8·104 points. The comparison gave a good match for all 10 measurements, with the relative error comprising less than one standard tool measurement error for most points of the sample. Computation with the ANN required a few microseconds to calculate one signal, while the algorithm based on boundary integral equations required several minutes. The obtained acceleration of ~106 indicates many opportunities for modeling and inversion of logging-while-drilling data.

Rails are subjected to the processes of wear, corrosion and contact and bending fatigue during their lifecycle. As a result of these processes, various types of damage and defects are formed in rails. The residual life of rails depends on the size, position, and orientation of defects. Maximum permissible crack-size values are calculated in this paper using the finite element method. The crack plane orientation relative to the contact surface plane is analysed. The dependence of the stress intensity factor on the crack area is established. This allows continued use of defective rails and safe operation on low-activity railways.

1 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 2 Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Беларусь, ОАО «ОКБ-Планета»Представлены результаты исследова-ний кинетики формирования и струк-туры слоев мезопористого кремния, полученных методом электрохимиче-ского анодирования в электролите на основе 12%−ного водного раствора фтористо−водородной кислоты. Элек-тролит состоял только из деионизо-ванной воды и фтористо−водородной кислоты и не содержал никаких орга-нических добавок для того, чтобы ис-ключить загрязнение пористого крем-ния углеродом в процессе анодирова-ния. Все эксперименты выполнены на целых пластинах кремния диаметром 100 мм, а не на образцах небольшого размера, которые часто используют для экономии кремния. В качестве исходных подложек использованы пластины монокристаллического кремния марки КЭС−0,01, вырезанные из слитков, полученных методом Чох-ральского. Определены зависимости толщины слоев пористого кремния, его скоро-сти роста и объемной пористости от плотности анодного тока и времени анодирования. Методом сканирующей электронной микроскопии изучены структура слоев пористого кремния и определены размеры и плотность каналов пор. Найдены режимы по-лучения однородных слоев пористого кремния для их последующего исполь-зования в качестве буферных слоев при эпитаксии.Ключевые слова: пористый кремний, буферный слой, электрохимическое анодирование, плотность тока, пори-стость ВведениеК настоящему времени выпол-нено большое количество работ по формированию пористого кремния (ПК) методом электрохимиче-ского анодирования и изучению физико−химических свойств этого материала. Эти работы были на-чаты еще в 70−х годах прошлого столетия и имели своей целью использование ПК для актива-ции некоторых технологических процессов кремниевой микро-электроники [1]. Исследования ПК получили мощный дополнитель-ный импульс после обнаружения люминесценции ПК в видимой области спектра [2]. Результаты многочисленных исследований ПК представлены в ряде обзорных ра-бот [3][4][5]. Установлено, что в зави-симости от режимов анодирования монокристаллического кремния с различным уровнем легирования и типом проводимости можно по-лучать целое семейство ПК с ши-роким диапазоном вариации раз-меров каналов пор. В соответствии с международной классификацией пористых тел выделяют три клас-са пористого кремния.1. Микропористый кремний (диаметр пор до 2 нм). Мезопористый кремний (диаметр пор от 2 до 50 нм).3. Макропористый кремний (диаметр пор более 50 нм).Одной из перспективных об-ластей использования мезопори-стого кремния является создание буферных слоев для эпитаксиаль-ного роста пленок полупроводни-ковых материалов на подложках кремния. Благоприятное влияние буферного слоя мезопористого кремния было продемонстриро-вано для гомоэпитаксии пленок кремния [6]

No abstract

The dielectric dispersion of porous media saturated with water and oil is described by the Havriliak–Negami curve in the frequency range 10 kHz – 50 MHz with characteristic values of polarization parameters. Laboratory data show the relationship between porosity and polarization parameters. This relationship allows us to determine porosity of water-and-oil saturated formation under downhole conditions, using borehole dielectric logging methods. In this study, a possibility of using borehole electromagnetic (EM) inductive measurements for determining dispersion of complex dielectric permittivity of the formation, including the invaded zone was investigated. The influence of the inductive measurement error when finding formation porosity when determining polarization parameters of the frequency dependence of complex dielectric permittivity (the Havriliak–Negami spectrum) was studied. For this study, a vertically oriented coil is placed in the well (along the borehole wall), creating a harmonic electromagnetic field. Several receivers that are aligned with the borehole axis measure this harmonic electromagnetic field. By using the magnetic field values on the well axis, we solve the inverse problem of determining complex dielectric permittivity of the formation, taking into account the invaded zone. Dielectric permittivity of the formation is calculated at different frequencies and is then used to restore the frequency dispersion curve, which enables us to find polarization parameters for the Havriliak-Negami polarization curve, taking into account the measurement error. Subsequently, these parameters can be used to find formation porosity. The proposed method of finding porosity uses inductive logging technology and is an alternative to the method based on the mixing formulae.