STUDY OF ELASTIC PROPERTIES AS FUNCTION OF TEMPERATURE IN ANISOTROPIC CRACKED MEDIA: AN ULTRASONIC APPROACH

Abstract

ABSTRACT. The study of seismic wave velocities and their related anisotropy parameters provides important tools to the study of Earth"™s subsurface. The analysis of temperature"™s influence in the elastic properties of synthetic rocks, e.g., may be a good alternative for modelling the response of elastic properties of rocks surrounding deep wells and/or that are submitted to the process of steam injection. In order to understand the effects of temperature on the elastic parameters, in this work we constructed four porous synthetic sandstones, one representing an uncracked medium and three cracked samples. They were submitted to variable temperatures, while their elastic properties were calculated during heating and cooling processes. It was noted that P- and S-wave velocities decreased with increasing temperature. This behavior may be caused by changes in the background stiffness and by the generation of secondary cracks inside the samples. However, P- and S- anisotropy parameters were not affected by the changes in temperature. This can be an indicative that randomly distributed secondary cracks were created. Other indicative of secondary cracking formation can be associated to the difference between seismic velocities during the heating and cooling processes.

Keywords: Cracked media, Anisotropy, Temperature dependence, Elastic parameters.

RESUMO. O estudo das ondas sísmicas e de seus parâmetros anisotrópicos associados fornece ferramentas importantes para o estudo da subsuperfície da Terra. A análise da influência da temperatura nos parâmetros elásticos de rochas sintéticas, por exemplo, pode ser uma boa alternativa para modelar a resposta das propriedades elásticas de rochas circundando poços profundos e/ou que são submetidas a processos de injeção de vapor. Para entender os efeitos da temperatura nos parâmetros elásticos, neste trabalho construímos quatro arenitos sintéticos porosos, um representando um meio não-fissurado e três amostras fissuradas. As amostras foram submetidas a temperaturas variadas, enquanto suas propriedades elásticas foram calculadas ao longo dos processos de aquecimento e resfriamento. Notou-se que as velocidades das ondas P e S diminuíram com o aumento da temperatura. Esse comportamento talvez seja causado por variações na rigidez do background e pela formação de fissuras secundárias nas amostras. Entretanto, os parâmetros anisotrópicos P e S não foram afetados pelas mudanças de temperatura. Isso pode ser considerado um indicativo de que fissuras secundárias distribuídas aleatoriamente foram formadas. Outro indicador da formação de fissuras secundárias pode ser associado à diferença entre as velocidades sísmicas durante os processos de aquecimento e resfriamento.

Palavras-chave: Meios fissurados, aniostropia, dependência de temperatura, parâmetros elásticos.