Seismic physical modeling based on the physical similitudes: application in isotropic media

Ao longo de décadas a modelagem física tem sido usada para ajudar geofísicos a entenderem os fenômenos relacionados a propagação de onda elástica em meios isotrópicos e anisotrópicos. A maioria dos trabalhos publicados relacionados a modelagem física utilizam similitudes físicas entre modelo e campo (ambiente geológico) apenas no contexto geométrico e, as vezes, no contexto cinemático. A similaridade dinâmica é aproximadamente ou, na maioria das vezes, não obedecida devido a dificuldade de reproduzir, em laboratório, as forças e tensões que existem no interior da Terra quando ocorre a propagação de ondas elásticas. Neste trabalho, uma expressão analítica para a similaridade dinâmica em meios isotrópicos é derivada em função da similaridade cinemática, impedância elástica e/ou dos parâmetros de Lamé (ou tensor de rigidez elástica) no contexto de tensão dinâmica (tensão gerada quando da propagação de uma onda). A expressão resultante para a similaridade dinâmica mostra que este tipo de similaridade possui múltiplas soluções no contexto da tensão dinâmica (problema de não unicidade). Entretanto, a regularização deste problema pode ser alcançada com o controle da porosidade e do conteúdo de argila. Medidas ultrassônicas (elásticas) assim como medidas petrofísicas (densidade e porosidade) em amostras de arenitos sintéticos mostram o quanto é difícil reproduzir em laboratório as três similitudes físicas estudadas neste trabalho. Outro importante resultado da análise feita neste trabalho foi alcançar uma expressão que relaciona a frequência da fonte sísmica com as fontes ultrasônicas usadas em laboratório.