Modelado Numérico de Propagación de Ondas Sísmicas en Medios Poroelásticos Acoplados con Acústicos

Abstract

En este trabajo presentamos un código basado en el método de elementos finitos para simular la respuesta sísmica unidimensional de medios poroelásticos y acústicos acoplados. Para modelar la propagación de ondas en el medio poroelástico, consideramos las ecuaciones de la teoría de Biot en términos de los campos de desplazamiento de la matriz sólida y del fluido poral, mientras que para el medio acústico utilizamos las ecuaciones de la Mecánica clásica. Por un lado, en las interfases físicas implementamos condiciones de borde apropiadas para este tipo de contacto, y por otro lado en las fronteras computacionales implementamos condiciones absorbentes. El código cuenta con la propiedad de identificar el tipo de medio correspondiente a cada elemento y asignar las propiedades físicas del mismo, facilitando la consideración de medios heterogéneos con distribuciones arbitrarias de capas poroelásticas y acústicas. Finalmente, realizamos un análisis de sensibilidad en términos de la porosidad, tomando como referencia medios porosos saturados que se encuentran presentes en distintos problemas geofísicos, tales como sistemas glaciarios y reservorios de hidrocarburos y de agua, entre otros.