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Marc Sebastian Boxberg

• Modelling the propagation of seismic waves in porous media gets more and more popular in the seismological community. The fluid content of, for example, reservoir rocks or soils, and the interaction between the fluids and the rock has to be taken into account to accurately describe seismic wave propagation through such porous media. The aim of this work is the presentation of the consistent derivation of a theory for seismic wave propagation in porous media saturated by two immiscible fluids and the accompanying numerical solution for the derived wave equation. The theory is based on Biot's theory of poroelasticity. The poroelastic solver is integrated into the larger software package NEXD that uses the nodal discontinuous Galerkin method to solve wave equations in 1D, 2D, or 3D. This work can be applied to various scientific questions in, for example, exploration and monitoring of hydrocarbon or geothermal reservoirs as well as CO2 storage sites.
• Die Modellierung von seismischen Wellen wird in der Geophysik immer wichtiger. Die Fluide, welche beispielweise den Porenraum von Reservoirgesteine oder Böden füllen, und die Wechselwirkung dieser Fluide untereinander und mit dem Gestein müssen berücksichtigt werden um die seismische Wellenausbreitung in solchen Medien genau zu beschreiben. Das Ziel dieser Arbeit ist die konsistente Herleitung einer Theorie der seismischen Wellenausbreitung in porösen Medien, die von zwei nicht-mischbaren Fluiden gesättigt werden, sowie die numerische Lösung dieser hergeleiteten Wellengleichung. Die Theorie basiert auf Biot's Theorie der Poroelastizität. Der Code zur numerischen Lösung ist in das Softwarepaket NEXD eingebettet, welches die nodale diskontinuierliche Galerkin-Methode verwendet um die Wellengleichung in 1D, 2D oder 3D zu lösen. Die vorliegende Arbeit kann zum Beispiel bei der Exploration und dem Monitoring von geologischen Reservoiren eingesetzt werden.