Micromechanical modeling of ultrasonic velocity for pore-structure and porosity characterization considering anisotropy in carbonate samples

Resumen

En este trabajo se presenta un enfoque para caracterizar la estructura de poros y la anisotropía en muestras de carbonatos basado en el Método del Medio Efectivo (EMM) dinámico. Este considera una matriz con inclusiones elipsoidales que inducen una anisotropía transversal. Se estiman las velocidades de onda compresional (VP ), de cizalla vertical (VSV ) y horizontal (VSH ) teniendo en cuenta parámetros como longitud característica, frecuencia, ángulo de incidencia de la onda, razón de aspecto, mineralogía y tipo de fluido en los poros para predecir la forma de poro en carbonatos. Se muestran rangos de razones de aspecto para discriminar los diferentes tipos de poro: intercristalinos, intergranulares, móldicos y vugulares. El ángulo de incidencia de la onda es un parámetro que influye en la estimación de VP (0°,45°,90°), VSV (0°) y VSH (90°) para calcular el módulo de Young anisótropo dinámico (E33 ) y la relación de Poisson (υ31 ), así como los parámetros de Thomsen, ε, γ y δ para cuantificar la anisotropía inducida por la estructura de poros. Los resultados obtenidos establecen que el tamaño y estructura de poro tienen un impacto muy significativo en las propiedades elásticas cuando la porosidad tiene valores mayores al 4% para los tres rangos de frecuencia, ultrasónica, sónica y sísmica. En esta investigación se predice la estructura y el tamaño de los poros para mejorar la caracterización y el modelado de propiedades elásticas de los yacimientos carbonatados. La validación de los resultados incluye la comparación con mediciones de porosidad y datos de velocidad ultrasónica para diferentes muestras de carbonatos.