Simulações de tomografia ultra-sônica em testemunhos de poços - Oliveira, Michelli Silva de. (UFRJ, 2006)
[PT] Apresenta-se neste trabalho os resultados de simulações de tomografia ultra-sônica em modelos sintéticos de testemunhos de poços. A tomografia é útil na identificação de características internas dos materiais geológicos tais como: composição mineral, heterogeneidades, descontinuidades e distribuição interna de tensões. O objetivo era dar suporte teórico para o projeto de construção de um equipamento de tomografia ultra-sônica para testemunhos. Para a definição do número dos transdutores a ser utilizado no tomógrafo foram realizadas simulações para modelos com 16 e 32 elementos (transdutores) em torno da seção do testemunho com cerca de 4 polegadas de diâmetro. Os resultados mostraram que o número ideal é de 32. Foram considerados apenas raios retos e na discretização da seção do testemunho foi utilizada uma malha de células radiais. Para a simulação foram calculados os comprimentos dos segmentos de raio dentro de cada uma das células, gerando a matriz jacobiana, cujas linhas correspondem aos raios e cujas colunas correspondem às células da malha de discretização adotada. Para a simulação foram calculados os tempos totais de propagação da onda entre todos os pares fonte-receptor, gerando o vetor de tempos que juntamente com a matriz jacobiana foram inseridos nos algoritmos produzindo os tomogramas sintéticos. As simulações foram realizadas com os algoritmos de inversão SVD, ART e Gradientes conjugados para diversos contrastes de velocidade e para vários modelos que reproduzem estruturas geológicas mais comuns (concreções e laminações). Os tomogramas obtidos mostraram que, para contrastes de velocidade baixos a médios, o modelo inicial foi recuperado com sucesso. Entretanto, devido ao modelo utilizado de raios retos os tomogramas obtidos não reproduziram adequadamente o modelo inicial para o caso de contraste de velocidade forte.[EN] Results from synthetic simulations of ultrasonic tomography are presented in this work. Tomography is a valuable technique for rock properties analysis, identifying mineral composition, inhomogeneities, discontinuities and stress distribution patterns. Its objective is to give technical support to ultrasonic tomograph construction. Here 16 or 32 regular spaced transducers were assumed around the core section, with diameter of 4 “, and the results showed that 32 is the best. Straight rays and a radial grid of cells were considered in this work. Length of ray segments inside each of grid cell is calculated, thus generating the jacobian matrix, whose line numbers are related to rays and column numbers are related to cells. For synthetic simulation purposes, a vector with total time of wave propagation between each source-receiver pair need to be calculated. The vector of times and the jacobian matrix are then submitted to data inversion algorithms for tomogram generation. SVD, ART and Conjugated gradients techniques for data inversion were used. Several simulations were done to test the performance of the tomographical technique under several velocity contrasts and for some synthetic models reproducing common geological features. Results showed that under small or median velocity contrast, initial models were well reproduced on the inverted tomograms. Nevertheless, due to the assumption of straight rays, under strong velocity contrasts the tomograms do not image the initial models adequately.