«Наука в Сибири»
№ 11 (2746)
18 марта 2010 г.

СИБИРСКИЙ ГЕОФИЗИК

К 60-летию академика Михаила Ивановича Эпова.

Иллюстрация
Рядом с юбиляром супруга Людмила Ивановна.

Академик Михаил Иванович Эпов — заместитель председателя Сибирского отделения РАН, заместитель академика-секретаря Отделения наук о Земле, директор Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, заведующий кафедрой геофизики Новосибирского государственного университета — принадлежит к числу учёных с мировым именем в области геофизики и геофизических методов разведки. Он автор более 330 научных публикаций (в том числе 4-х монографий и 8 патентов), лидер ведущей научной школы в области геоэлектрики, его труды широко известны и признаны как в России, так и за рубежом.

Выпускник физико-математической школы при НГУ и Новосибирского государственного университета, М. И. Эпов посвятил свою жизнь развитию науки в Сибири и подготовке высококвалифицированных научных кадров. Для него характерна глубина и детальность проработки проблем и исключительно широкая эрудиция в обширных областях геофизики, геологии, электродинамики и математического моделирования.

М. И. Эпов сформировался как специалист в Сибирском отделении РАН в выдающемся коллективе сибирских геофизиков, созданном членом-корреспондентом АН СССР Э. Э. Фотиади и его последователями — академиками Н. Н. Пузыревым и С. В. Гольдиным. Он принадлежит к сибирской научной школе геоэлектрики, сформированной в 60-70-е годы ХХ века профессорами Д. С. Даевым, А. А. Кауфманом, Л. Л. Ваньяном, Л. А. Табаровским, Ю. Н. Антоновым. Традициями этой школы являются глубокое проникновение в суть физических процессов, протекающих в горных породах, широкое привлечение разнообразного математического аппарата и методов вычислений для интерпретации больших массивов разнородных геофизических данных. В настоящее время М. И. Эпов является её признанным лидером.

С самого начала в научной деятельности М. И. Эпова проявилось стремление сочетать фундаментальные исследования по распространению и пространственному распределению постоянных электрических и переменных электромагнитных полей в сложнопостроенных геологических средах с поиском и созданием новых методов и технологий, направленных на решение актуальных задач геологоразведки.

Иллюстрация

Первые научные работы М. И. Эпова, опубликованные в 1970-х годах, были посвящены математическому моделированию и детальному анализу монохроматических электромагнитных полей в анизотропных электропроводящих средах. Итогом этих исследований явилось обоснование нового конструктивного подхода к созданию четырёх- и семикатушечных фокусирующих многочастотных систем индукционного каротажа для определения вертикальной и горизонтальной электропроводности тонкослоистых нефтегазовых коллекторов. На основе этих результатов в 1977 году М. И. Эпов защитил в Вычислительном центре СО АН СССР кандидатскую диссертацию по физико-математическим наукам. Однако полученные в то время М. И. Эповым результаты не нашли практического воплощения. И только спустя два десятилетия они стали базовыми при создании многокомпонентного индукционного каротажа.

В 1980-х годах М. И. Эпов сосредоточил свои усилия на изучении нестационарных электромагнитных полей как носителе и источнике информации о строении и вещественном составе геологической среды. Совместно с Л. А. Табаровским был предложен комплексный подход к анализу электромагнитных полей, измеряемых на дискретных неравномерных системах наблюдений, основанный на их статистических характеристиках и анализе матриц чувствительностей. С течением времени такой подход стал стандартным и теперь применяется повсеместно. В эти же годы М. И. Эповым совместно с А. К. Манштейном была предпринята попытка создания гибридных интерпретационных систем, где блок решения прямых задач представлял собой аналоговую модель, управляемую одним из первых отечественных персональных компьютеров «Электроника-60». В дальнейшем такой подход не получил развития в силу быстрого наращивания вычислительной мощности персональных компьютеров. Однако это принципиально иное направление к созданию интерпретационных систем может возродиться при появлении новых материалов с управляемыми электрофизическими характеристиками.

Примерно в это же время М. И. Эпов начинает исследования, направленные на создание интерпретационных систем, работающих в интерактивных режимах и реальном масштабе времени. Необходимым условием успешности таких программно-алгоритмических комплексов являлись процедуры очень быстрого решения прямых задач. М. И. Эповым был найден новый подход к их решению, заключавшийся в эффективной аппроксимации непрерывных пространственных спектров электромагнитных полей дискретными аналогами, полученными при абсолютно устойчивом нахождении собственных векторов и значений трехдиагональных симметричных матриц.

Предложенные сверхбыстрые процедуры моделирования электромагнитных откликов в слоисто-однородных средах, объединённые с методами информационного анализа, позволили создать первые системы интерпретации на маломощных персональных компьютерах для разработанных в институте высокочастотных индукционных каротажных изопараметрических зондирований и индуктивной наземной геоэлектрики. В последующие десятилетия они нашли широкое практическое применение, работали и работают в десятках производственных организаций и сервисных компаниях.

Практическая необходимость выявления рифогенных нефтяных коллекторов привела к созданию алгоритмов математического моделирования нестационарных электромагнитных сигналов, полученных на основе физически прозрачной процедуры снесения граничных условий. В результате удалось объяснить так называемый «эффект сверхразрешения», обусловленный влиянием поверхностных электрических зарядов на наклонной кровле коллектора. Все эти результаты были обобщены в докторской диссертации, успешно защищённой М. И. Эповым в 1992 году.

Как показало время, технология высокочастотных электромагнитных зондирований позволила обеспечить нефтегазовую промышленность России высокоэффективными средствами изучения разрезов, вскрываемых наклонными и субгоризонтальными эксплуатационными скважинами, убедительно подтвердив мировой уровень российских разработок.

Иллюстрация

Принципиально новым направлением, предложенным М. И. Эповым, стали исследования по созданию единой электрогидродинамической модели среды вокруг бурящейся скважины. Успешно выполненный совместно с учеными из института гидродинамики интеграционный проект завершился созданием уникальной интерпретационной системы, позволяющей достоверно оценивать фильтрационно-ёмкостные свойства пластов-коллекторов без привлечения лабораторных измерений на керне.

Практическое осмысление полученных экспериментальных данных и анализ особенностей электромагнитных полей в пористых флюидонасыщенных породах привели к необходимости создания целой линейки приборов, включая уникальные комплексы высокочастотного индукционного каротажа в процессе бурения, автономных комплексов, спускаемых на бурильных трубах, многозондовой аппаратуры постоянного тока с несимметричным возбуждением; скважинного дефектоскопа обсадных колонн скважин.

Следует отметить, что здесь приведены только те приборы, которые прошли успешные испытания в скважинах. Создание такого широкого ряда приборов каротажа нефтегазовых скважин, не имеющих мировых аналогов, принесло не только экономический, но и социальный эффект. В Новосибирске было создано и уже более 15 лет успешно работает на рынке научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры «Луч», которое выпускает приборы на основе разработок М. И. Эпова и под его научным руководством.

Характерной чертой научной деятельности М. И. Эпова является не только выделение перспективных и практически важных задач, но и нацеленность на исследования, позволяющая их решать.

Так, с начала 1990-х годов стали стремительно развиваться геофизические исследования подповерхностного пространства, находящегося под всё возрастающей техногенной и антропогенной нагрузками. В этом подземном слое сосредоточено огромное количество жизненно важных инженерных сооружений и коммуникаций, существенно трансформировавших распределение подземных вод и потоков, появились зоны техногенного и химического загрязнения и т.п.

Иллюстрация

М. И. Эпов активно включился в работу по развитию теоретических основ малоглубинной геоэлектрики, созданию соответствующего математического обеспечения и установок. Первым в этом ряду было создание трехмерной антенны с возбуждением сериями электромагнитных импульсов различного спектрального состава. Это оборудование было опробовано на территории Новосибирска для выявления источников подтопления жилых домов. В 1992 году аналогичная установка была доработана вместе с геофизиками ЮАР и использована для поисков пресной воды на территории этой страны.

Результаты фундаментальных исследований М. И. Эпова по распространению монохроматических электромагнитных полей привели к созданию малоглубинных индукционных сканеров, нашедших широкое применение для обнаружения представляющих большую опасность зон подтопления, техногенных изменений и нарушения коммуникаций на территориях крупных городов. Под его руководством разработан аппаратурно-программный комплекс неразрушающего контроля за состоянием насыпных сооружений, разведки россыпных месторождений, гидрогеологии и экологии. Эти инновационные технологии предполагается включать в системы раннего предупреждения экологических катастроф в мегаполисах и индустриальных районах. Большой интерес вызвало применение электромагнитных сканеров для поисков и разведки замерзших могильников в пазырыкских курганах Алтая. Так, выполненные под руководством М. И. Эпова полевые работы на Монгольском Алтае позволили выявить курганы с линзами мерзлоты. Последующие археологические раскопки полностью подтвердили этот прогноз: было найдено уникальное захоронение мумии скифского воина.

Как уже отмечалось, М. И. Эпов постоянно ищет новые направления исследований. Сегодня на его столе — результаты экспериментов по влиянию на вихревые токи, протекающие в горных породах, постоянного электрического поля; не обнаруживаемые ранее в морской электроразведке описания эффектов, обусловленных объемными зарядами; аномально глубокое распространение сверхширокополосных электромагнитных импульсов во флюидонасыщенной среде с частотной дисперсией электрофизических характеристик.

Весь комплекс исследований и технологий, выполненных в России под руководством М. И. Эпова, вызывает большой интерес российских и зарубежных компаний, крупных международных исследовательских центров. Достигнуты значительные успехи в международном сотрудничестве, как в научной, так и в инновационной сферах. Цикл работ М. И. Эпова, посвященный развитию методов оценки макроанизотропии нефтегазовых коллекторов, стал базовым для успешно завершенного крупного международного проекта по созданию и применению многокомпонентного индукционного каротажа.

В последнее десятилетие М. И. Эпов сформировался как выдающийся организатор науки, человек, умеющий мобилизовать возглавляемый им коллектив на решение самых сложных научных проблем. Вызывает глубокое уважение его государственный, в высшей степени ответственный подход к решению разномасштабных задач, касается ли это крупного региона, Сибирского отделения, возглавляемых ли им института или кафедры.

М. И. Эпов является председателем Экспертного совета Фонда Международной премии «Глобальная энергия», членом правления Евро-Азиатского геофизического общества. Он руководил разработкой комплексной целевой программы «Развитие машиностроения и приборостроения города Новосибирска для топливно-энергетического комплекса до 2020 года». М. И. Эпов активно сотрудничает с администрациями субъектов Федерации, участвуя в разработке программ научного и технологического обеспечения социально-экономического развития Забайкальского края и Республики Саха (Якутия).

Значительное внимание М. И. Эпов уделяет подготовке кадров высшей квалификации. Он возглавляет кафедру геофизики геолого-геофизического факультета Новосибирского государственного университета, которая ежегодно выпускает около 15 бакалавров и 10 магистров. Среди его учеников несколько докторов и более десяти кандидатов наук.

М. И. Эпов — председатель диссертационного совета по защитам докторских и кандидатских диссертаций, заместитель главного редактора журнала «Геология и геофизика», член редколлегии журналов «Геология нефти и газа», «Каротажник».

М. И. Эпов награждён медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.

Всем, кто близко знает М. И. Эпова, импонирует его спокойный и вместе с тем энергичный стиль работы. О нём как о специалисте и человеке можно сказать: это верный друг и надежный товарищ.

Несмотря на большую загруженность научной и научно-организационной работой, М. И. Эпов интересуется широким кругом вопросов, связанных с литературой и историей России. Так, им был проведён цикл передач на русском радио Хьюстона по малоизвестным аспектам развития советской литературы 1920–1930 гг. Эти передачи вызвали широкое обсуждение, и М. И. Эпова пригласили на должность профессора по этой тематике в один из американских университетов. На протяжении последнего десятилетия он собрал представительную коллекцию советских журналов периода с 1917 по 1956 годы, в разных ракурсах отражающих это сложное и противоречивое время.

В последние годы М. И. Эпов готовит к изданию книгу по истории рода Эповых, где будут обобщены результаты не только его изысканий, но и усилия целой группы энтузиастов.

В день 60-летия хочется пожелать Михаилу Ивановичу творческого долголетия, здоровья и счастья его семье.

Академики А.Л. Асеев,
Н.Л. Добрецов,
А.Э. Конторович

Фото В. Новикова

стр. 4-5