Simulaciones numéricas de la propagación de ondas en medios poroelásticos para comparar la respuesta sísmicade diferentes tipos de roca a la inyección de CO2

Abstract

El presente trabajo tuvo como objetivo central hacer simulaciones numericas de la propagacion de onda en medios poroelasticos a fin de comparar la respuesta sismica de diferentes tipos de rocas a la inyeccion de CO2. Para ello, se ensamblo un codigo en diferencias finitas con modelos de fisica de rocas. En la primera fase se valido en Excel los modelos de fisica de rocas para arenas con datos conocidos de un pozo real, y los resultados fueron un alto coeficiente de correlacion entre las velocidades de onda P (Vp), sinteticas versus la reportada del pozo, lo cual indica que son adecuados para reproducir las propiedades de un medio poroelastico. En la siguiente fase se genero el codigo en Python en dos partes: 1) se adopto un codigo en diferencias finitas en malla escalonada que modela la ecuacion de onda poroelastica en medio homogeneo; y 2) se incorporaron a este codigo los modelos de fisica de rocas que permiten calcular las velocidades de onda P y asi definir un modelo heterogeneo de 3 capas: lutita, arenisca y lutita. En la tercera fase se hicieron 12 experimentos numericos, variando el tipo de arena (friable, con cemento de contacto y de cemento constante), el fluido que satura a la arena (agua y CO2) y el valor para la fraccion volumetrica de arcilla. Los resultados muestran diferencias en la respuesta sismica entre los 3 diferentes tipos de arenas, destacandose una leve mayor velocidad Vp en los casos de arenas saturadas de CO2.