Igor Barbosa de Oliveira
◽
Marcia Miranda Azeredo
◽
Mariane Ribeiro Silva Tiradentes Miranda
◽
Viatcheslav Ivanovich Priimenko
ABSTRACT. There is considered a layered heterogeneous poroelastic isotropic medium with physical parameters characterized by piecewise constant functions of the depth only. We derive a mathematical algorithm for calculating reflected/transmitted poroelastic waves across all temporal frequencies. To define the frequency effect we use the dynamic permeability expression proposed by Jonhson, Koplik and Dashen; in the time domain, this coefficient introduces order 1/2 shifted fractional time derivative involving a convolution product. The algorithm proposed is based on the formalism introduced by Ursin. The algorithm is tested numerically in a 1D-case. The numerical experiments confirm the effectiveness of the proposed algorithm in identifying the main wave events in both low frequency and high frequency regimes in the reservoir and laboratory scales.Keywords: stratified porous medium, Biot and Biot-JKD models, Ursin’s Formalism.RESUMO. Neste trabalho, consideramos um meio poroelástico estratificado, isotrópico e heterogêneo com parâmetros físicos caracterizados por funções constantes por partes em relação à profundidade. Nós derivamos um algoritmo matemático para calcular as ondas poroelásticas refletidas/transmitidas em todas as frequências temporais. Para definir o efeito da frequência, usamos a expressão de permeabilidade dinâmica proposta por Jonhson, Koplik e Dashen; no domínio do tempo, este coeficiente introduz a derivada do tempo fracionária de 1/2 de ordem de deslocamento envolvendo um produto de convolução. O algoritmo proposto é baseado no formalismo introduzido por Ursin e foi testado numericamente para o caso 1D. Os experimentos numéricos confirmaram a efetividade do algoritmo na identificação dos principais eventos de onda nos regimes de baixa frequência e alta frequência, nas escalas de reservatório e laboratórial, respectivamente.Palavras-chave: meio poroso estratificado; Modelos de Biot e Biot-JKD; Formalismo de Ursin.