La propagación de ondas elásticas a través de cilindros con fracturas llenas de fluido utilizando el método de Galerkin discontinuo
Autores: Ramos-Barreto, Ana L.; De Basabe, Jonas D.; Silva-Avalos, Raul U.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La propagación de ondas elásticas a través de cilindros con fracturas llenas de fluido utilizando el método de Galerkin discontinuo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelado de fracturas
Propagación de ondas
Método de Galerkin Discontinuo de Penalización Interior
Modelo de Deslizamiento Lineal
Cumplimientos de fractura
Fracturas llenas de fluido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Modelar con precisión las fracturas en simulaciones de propagación de ondas es un desafío debido a su pequeña escala en comparación con otras características. Si bien los modelos de medios equivalentes pueden aproximar la anisotropía inducida por fracturas, no logran capturar su influencia discreta en la propagación de ondas. Para abordar esta limitación, el Método de Galerkin Discontinuo con Penalización Interior (IP-DGM) puede adaptarse para incorporar el Modelo de Deslizamiento Lineal (LSM) y representar las fracturas de manera explícita. En este estudio, aplicamos IP-DGM a la propagación de ondas elásticas en dominios cilíndricos fracturados utilizando complacencias de fracturas realistas obtenidas de experimentos de laboratorio (utilizando transmisión de pulsos ultrasónicos) para simular los efectos de fracturas llenas de fluido. Analizamos cómo el espaciado de las fracturas y el tipo de fluido influyen en el comportamiento de las ondas P y S, centrándonos en la atenuación de amplitud y los retrasos de frentes de onda. Nuestros resultados numéricos concuerdan con predicciones experimentales y teóricas, demostrando que los fluidos de mayor densidad mejoran la transmisión de ondas, reduciendo el contraste de impedancia y mejorando el acoplamiento en las superficies de fractura. Estos hallazgos resaltan la capacidad de IP-DGM para modelar con precisión la propagación de ondas en medios fracturados y saturados realistas, proporcionando una herramienta valiosa para el monitoreo sísmico en yacimientos fracturados y otras aplicaciones donde las fracturas llenas de fluido son prevalentes.
Descripción
Modelar con precisión las fracturas en simulaciones de propagación de ondas es un desafío debido a su pequeña escala en comparación con otras características. Si bien los modelos de medios equivalentes pueden aproximar la anisotropía inducida por fracturas, no logran capturar su influencia discreta en la propagación de ondas. Para abordar esta limitación, el Método de Galerkin Discontinuo con Penalización Interior (IP-DGM) puede adaptarse para incorporar el Modelo de Deslizamiento Lineal (LSM) y representar las fracturas de manera explícita. En este estudio, aplicamos IP-DGM a la propagación de ondas elásticas en dominios cilíndricos fracturados utilizando complacencias de fracturas realistas obtenidas de experimentos de laboratorio (utilizando transmisión de pulsos ultrasónicos) para simular los efectos de fracturas llenas de fluido. Analizamos cómo el espaciado de las fracturas y el tipo de fluido influyen en el comportamiento de las ondas P y S, centrándonos en la atenuación de amplitud y los retrasos de frentes de onda. Nuestros resultados numéricos concuerdan con predicciones experimentales y teóricas, demostrando que los fluidos de mayor densidad mejoran la transmisión de ondas, reduciendo el contraste de impedancia y mejorando el acoplamiento en las superficies de fractura. Estos hallazgos resaltan la capacidad de IP-DGM para modelar con precisión la propagación de ondas en medios fracturados y saturados realistas, proporcionando una herramienta valiosa para el monitoreo sísmico en yacimientos fracturados y otras aplicaciones donde las fracturas llenas de fluido son prevalentes.