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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Computational analysis of dispersive acoustic waves in fluid-filled boreholes : Análise computacional de ondas dispersivas em poços preenchidos por fluídos
Title Alternative: Análise computacional de ondas dispersivas em poços preenchidos por fluídos
Author: Claro, Diego Salam, 1996-
Advisor: Couto Junior, Odilon Divino Damasceno, 1979-
Abstract: Resumo: Neste trabalho, usamos o Método dos Elementos Finitos (MEF) para estudar a propagação de modos acústicos em um poço infinito preenchido por fluido e cercado por um sólido homogêneo e isotrópico. Primeiramente, usando uma aproximação bidimensional (2D) no plano transversal do poço, um modelo de análise modal foi proposto. Discutimos a distribuição geométrica, interpretação física e obtivemos as curvas de dispersão dos principais modos propagantes: Stoneley, flexural e quadrupolar. Os resultados foram validados por comparação direta com a solução analítica e numérica disponíveis na literatura. Após isso, analisamos o problema no domínio do tempo usando uma aproximação no plano longitudinal. Utilizamos o MEF para simular a aquisição de sinais por uma ferramenta de perfilagem composta por uma fonte de monopolo com N detectores igualmente espaçados. Os resultados foram validados aplicando processos de pós-processamento de sinais, como o Slowness Time Coherence (STC) e o Phase-based Dispersion Analysis (PBDA), para obter as curvas de dispersão dos modos. Isso nos permitiu demonstrar a equivalência de nossas análises modal e temporal. Nas duas formulações, analisamos a propagação de ondas em formações rápidas e lentas, dando atenção ao caso para o limite a baixas frequências. Demonstramos que nosso modelo pode ser efetivamente útil na interpretação de dados de baixa relação sinal-ruído e também pode ser expandida para estudar sistemas mais complexos

Abstract: In this work, we use the Finite Element Method (FEM) to study the propagation of acoustic modes in an infinite fluid-filled borehole surrounded by a homogeneous and isotropic solid. First, using a two-dimensional (2D) approach in the transverse plane of the borehole, we carry out a modal analysis of the problem. We discuss the geometric distribution, physical interpretation, and obtain the dispersion curves of the main propagating modes, namely, the Stoneley, flexural, and quadrupole modes. The results are validated by direct comparison with analytical and numerical solutions available in the literature. Second, we analyze the time domain problem with a two-dimensional approximation in the borehole longitudinal plane. We use the FEM interface to simulate the signal acquisition of a logging tool composed of a monopole source with N equally spaced detectors. The results are validated by applying data post-processing methods, like the Slowness Time Coherence (STC) and Phase-Based Dispersion Analysis (PBDA), to obtain the dispersion curves of the modes. This allows us to demonstrate the equivalence of our modal and temporal analysis. In both approaches, we analyze the wave propagation in fast and slow formations, paying particular attention to the low frequency limit. We showed that our simulation model can be effectively helpful in the interpretation of low signal-to-noise experimental data and also be expanded to study more complex systems
Subject: Modelos acústicos
Geofísica
Método dos elementos finitos
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: CLARO, Diego Salam. Computational analysis of dispersive acoustic waves in fluid-filled boreholes : Análise computacional de ondas dispersivas em poços preenchidos por fluídos. 2020. 1 recurso online ( 71 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/349158. Acesso em: 14 Sep. 2020.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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