title: Ανάπτυξη μεθοδολογίας τρισδιάστατης προσομοίωσης της διάδοσης των σεισμικών κυμάτων. Εφαρμογή στην παρακολούθηση της γεωλογικής αποθήκευσης του CO2 με τη σεισμική ανάκλαση
Creators: name: Μπριντακης Ιωαννης
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2018

description: Το αντικείμενο της μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η δημιουργία αλγορίθμου προσομοίωσης της διάδοσης των σεισμικών κυμάτων σε τρισδιάστατο μοντέλο με σκοπό τη προσομοίωση της παρακολούθησης της γεωλογικής αποθήκευσης διοξειδίου του άνθρακα. Η μεθοδολογία προσεγγίστηκε μέσω των πεπερασμένων διαφορών και πιο συγκεκριμένα του αριθμητικού σχήματος τύπου MacCormack. 
Η μέθοδος των πεπερασμένων διαφορών είναι μία από τις σημαντικότερες αριθμητικές μεθόδους στην προσομοίωση της διάδοσης των σεισμικών κυμάτων. Το γεγονός οφείλεται στο ότι είναι εύκολα εφαρμόσιμη σε πολύπλοκα προβλήματα, με σχετικά μεγάλη ακρίβεια. 
Η δημιουργία του αλγόριθμου όπως και οι προσομοιώσεις των τρισδιάστατων μοντέλων πραγματοποιήθηκαν στο λογισμικό Matlab. Εξετάστηκε η ορθή λειτουργία της προσομοίωσης, συγκρίνοντας την αριθμητική με την αναλυτική λύση, σε ομοιογενές μοντέλο.
Στη συνέχεια προσομοιώθηκαν δύο διαφορετικά μοντέλα με δύο και τρία γεωλογικά στρώματα αντίστοιχα. Υπολογίστηκαν οι διπλοί κατακόρυφοι χρόνοι και αντιστοιχήθηκαν με τα αποτελέσματα των καταγραφών.
Τέλος, πραγματοποιήθηκε προσομοίωση ενός τρισδιάστατου γεωλογικού μοντέλου του Πρίνου, με εισαγωγή διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στο στρώμα Α1 του ταμιευτήρα. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης στις τρεις διαστάσεις συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα της δισδιάστατης προσομοίωσης στους χρόνους των απευθείας αλλά και των ανακλώμενων κυμάτων.
Βάσει των αποτελεσμάτων της μεταπτυχιακής εργασίας προκύπτει το συμπέρασμα ότι η μέθοδος των Πεπερασμένων Διαφορών στις τρεις διαστάσεις είναι εξαιρετικά εύχρηστη και μπορεί να ανταποκριθεί γρήγορα και με μεγάλη ακρίβεια σε πολύπλοκα γεωλογικά μοντέλα.
Επιπλέον, τα αποτελέσματα της προσομοίωσης σε τρισδιάστατο μέσο είναι ορθά, εφόσον έχουν επαληθευτεί οι λύσεις τους. Στην προσομοίωση του τρισδιάστατου γεωλογικού μοντέλου αποθήκευσης CO2 τα αποτελέσματα είναι παρόμοια και συγκρίσιμα με τα αποτελέσματα της δισδιάστατης προσομοίωσης. 

description: Accurate and realistic three dimensions (3D) wave equation modeling is becoming increasingly important as 3D data collected. A 3D world requires a 3D solution. 
So, the subject of the Diploma Thesis was the creation of a three-dimensional simulator algorithm, in order to simulate a three-dimensional geological model of carbon dioxide storage. The methodology was followed through the Finite Differences and more specific the MacCormack scheme.
The Finite Difference Method is one of the most important numerical methods in geoscience simulations. This is happened due to the fact that these methods are easily adaptable to complex problems with high precision and computationally efficient.
The implementation of these algorithms was done in the Matlab program, as well as simulations of the three-dimensional model. The correctness of the algorithms, is based on the comparison of the arithmetic with analytical solution, in a homogeneous model.
Then, two different models, with two and three geological layers were simulated. Vertical times was calculated and correlated with the results of the traces. Finally, was simulated a three-dimensional geological model of Prinos Unit, with Carbon Dioxide (CO2) storage into the reservoir layer A1. To verify the simulation results were compared with the results of the two-dimensional simulation, and the matching of the traces from the directed and the reflected waves.
Based on the results, it is concluded that the Finite Difference methods are extremely easy to use and can respond quickly and with great precision to complex geological models.
In addition, the results of the algorithms in a three-dimensional medium are true because of, their solutions have been verified. In the simulation of the 3D geological model of CO2 storage the results are similar and comparable to the results of two-dimensional simulation. So, it is believed that the results of the simulation are reliable, but there are several improvements in the overall structure of the algorithms.