Modelado de atenuación-dispersión en medios elásticos 2D mediante análisis de ondas compresionales y de cizalla

Abstract

Investigaciones recientes han mostrado que la tendencia que presenta el método de prospección sísmica en cuanto a extraer propiedades cuantitativas roca-fluido a partir de ondas sísmicas, es muy importante en la exploración de hidrocarburos. Al analizar los fenómenos de atenuación y dispersión es posible obtener información útil relacionada con propiedades físicas de las rocas (porosidad, permeabilidad) y de los fluidos (tipo de fluido, saturación). El presente trabajo estudia la atenuación y dispersión de ondas sísmicas de corte y compresionales al propagarse a través de medios porosos saturados homogéneos y heterogéneos, a partir de modelamiento analítico y numérico, donde el modelamiento numérico se solucionó por el método de elementos finitos en el dominio espacio-frecuencia. Ambos modelamientos se basaron en la Teoría de Biot para medios homogéneos y la Teoría de White para medios heterogéneos. Los experimentos analíticos y numéricos se realizaron para dos areniscas (no fracturadas), arenisca saturada con dos fluidos y una zona de fractura, los cuales mostraron mayores niveles de atenuación y dispersión en zona fracturada, también se evidenció que los altos niveles de atenuación y dispersión de las ondas clásicas están altamente influenciados por la onda compresional lenta.

Abstract. Recent research has shown that the tendency which presents the method of seismic prospecting as to extract quantitative rock-fluid properties from seismic waves is very important in hydrocarbon exploration. In analyzing the phenomena of attenuation and dispersion it is possible to obtain useful information related to physical rock properties (porosity, permeability) and fluid (fluid type, saturation). This Thesis studies the attenuation and dispersion of compressional and shear seismic waves to propagate through porous media saturated homogeneous and heterogeneous, from analytical and numerical modeling, where the numerical modeling was solved by the finite-element method in the domain space-frequency. Both modelings were based on the Biot Theory for homogeneous media and the White Theory for heterogeneous media. Analytical and numerical experiments were performed for two sandstones (not fractured), a sandstone saturated with two fluids, and a fracture zone, which showed higher levels of attenuation and dispersion in fractured area, also it showed that high levels of attenuation and dispersion of classical waves are highly influenced by the slow compressional wave.