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metadata.dc.type: Tese
Issue Date: 25-Oct-2001
metadata.dc.creator: GARABITO CALLAPINO, German
metadata.dc.contributor.advisor1: HUBRAL, Peter
metadata.dc.contributor.advisor-co1: CRUZ, João Carlos Ribeiro
Title: Empilhamento sísmico por superfície de reflexão comum: um novo algoritmo usando otimização global e local
metadata.dc.description.sponsorship: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
ANP - Agência Nacional do Petróleo
Citation: GARABITO CALLAPINO, German. Empilhamento sísmico por superfície de reflexão comum: um novo algoritmo usando otimização global e local. 2001. 65 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Centro de Geociências, Belém, 2001. Curso de Pós-Graduação em Geofísica.
metadata.dc.description.resumo: O método de empilhamento sísmico por Superfície de Reflexão Comum (ou empilhamento SRC) produz a simulação de seções com afastamento nulo (NA) a partir dos dados de cobertura múltipla. Para meios 2D, o operador de empilhamento SRC depende de três parâmetros que são: o ângulo de emergência do raio central com fonte-receptor nulo (β0), o raio de curvatura da onda ponto de incidência normal (RNIP) e o raio de curvatura da onda normal (RN). O problema crucial para a implementação do método de empilhamento SRC consiste na determinação, a partir dos dados sísmicos, dos três parâmetros ótimos associados a cada ponto de amostragem da seção AN a ser simulada. No presente trabalho foi desenvolvido uma nova sequência de processamento para a simulação de seções AN por meio do método de empilhamento SRC. Neste novo algoritmo, a determinação dos três parâmetros ótimos que definem o operador de empilhamento SRC é realizada em três etapas: na primeira etapa são estimados dois parâmetros (β°0 e R°NIP) por meio de uma busca global bidimensional nos dados de cobertura múltipla. Na segunda etapa é usado o valor de β°0 estimado para determinar-se o terceiro parâmetro (R°N) através de uma busca global unidimensional na seção AN resultante da primeira etapa. Em ambas etapas as buscas globais são realizadas aplicando o método de otimização Simulated Annealing (SA). Na terceira etapa são determinados os três parâmetros finais (β0, RNIP e RN) através uma busca local tridimensional aplicando o método de otimização Variable Metric (VM) nos dados de cobertura múltipla. Nesta última etapa é usado o trio de parâmetros (β°0, R°NIP, R°N) estimado nas duas etapas anteriores como aproximação inicial. Com o propósito de simular corretamente os eventos com mergulhos conflitantes, este novo algoritmo prevê a determinação de dois trios de parâmetros associados a pontos de amostragem da seção AN onde há intersecção de eventos. Em outras palavras, nos pontos da seção AN onde dois eventos sísmicos se cruzam são determinados dois trios de parâmetros SRC, os quais serão usados conjuntamente na simulação dos eventos com mergulhos conflitantes. Para avaliar a precisão e eficiência do novo algoritmo, este foi aplicado em dados sintéticos de dois modelos: um com interfaces contínuas e outro com uma interface descontinua. As seções AN simuladas têm elevada razão sinal-ruído e mostram uma clara definição dos eventos refletidos e difratados. A comparação das seções AN simuladas com as suas similares obtidas por modelamento direto mostra uma correta simulação de reflexões e difrações. Além disso, a comparação dos valores dos três parâmetros otimizados com os seus correspondentes valores exatos calculados por modelamento direto revela também um alto grau de precisão. Usando a aproximação hiperbólica dos tempos de trânsito, porém sob a condição de RNIP = RN, foi desenvolvido um novo algoritmo para a simulação de seções AN contendo predominantemente campos de ondas difratados. De forma similar ao algoritmo de empilhamento SRC, este algoritmo denominado empilhamento por Superfícies de Difração Comum (SDC) também usa os métodos de otimização SA e VM para determinar a dupla de parâmetros ótimos (β0, RNIP) que definem o melhor operador de empilhamento SDC. Na primeira etapa utiliza-se o método de otimização SA para determinar os parâmetros iniciais β°0 e R°NIP usando o operador de empilhamento com grande abertura. Na segunda etapa, usando os valores estimados de β°0 e R°NIP, são melhorados as estimativas do parâmetro RNIP por meio da aplicação do algoritmo VM na seção AN resultante da primeira etapa. Na terceira etapa são determinados os melhores valores de β°0 e R°NIP por meio da aplicação do algoritmo VM nos dados de cobertura múltipla. Vale salientar que a aparente repetição de processos tem como efeito a atenuação progressiva dos eventos refletidos. A aplicação do algoritmo de empilhamento SDC em dados sintéticos contendo campos de ondas refletidos e difratados, produz como resultado principal uma seção AN simulada contendo eventos difratados claramente definidos. Como uma aplicação direta deste resultado na interpretação de dados sísmicos, a migração pós-empilhamento em profundidade da seção AN simulada produz uma seção com a localização correta dos pontos difratores associados às descontinuidades do modelo.
Abstract: By using an arbitrary source-receiver configuration and without knowledge of the velocity model the recently introduced seismic data stacking method called Common Reflection Surface (CRS) simulates a zero-offset (ZO) section from multi-coverage seismic reflection data. For 2-D acquisition, as by-products provides three normal ray parameters: 1) the emergence angle (β0); 2) the radius of curvature of the Normal Incidence Point Wave (RNIP); and 3) the radius of curvature of the Normal Wave (RN). The CRS stack is based on the hyperbolic traveltime paraxial approximation depending on β0, RNIP and RN. In this thesis is presented a new algorithm of the CRS stack based on two-parameters and one-parameter search strategy combining global and local optimization methods for determine the three parameters that define the stacking surface (or operator). This is performed in three steps: 1) two-parameters search by applying global optimization to determine β0 and RNIP; 2) one-parameter search by applying global optimization to determine RN; and 3) three-parameters search by applying local optimization to determine three parameters, using as initial approximations the parameter triple of the earlier two steps. In the first two steps is used the Simulated Annealing (SA) algorithm and the Variable Metric algorithm is used in the third step. To simulate the conflicting dip events, for each ZO sample where there are interference of intersecting events is determined an additional parameter triple corresponding to a local minimum. The stacking along the respective operator for each particular event allows to simulate their interference in the simulated ZO section by means of their superposition. This new CRS stack algoritm was applied to synthetic data sets providing high-quality simulated ZO sections and high precision determination of the stack parameters in comparison with the forward modeling. Using the hyperbolic traveltime approximation for identical radii of curvature RNIP = RN, an algorithm called Common Diffraction Surface (CDS) stack was developed to simulate ZO sections for diffracted waves. In a similar way to the CRS stack procedure, this new algorithm also uses the SA and VM optimization methods to determine the optimal parameter couple (β0, RNIP) that define the best CDS operator. The main features of the algorithm are the data normalization, common-offset data, large aperture of the CDS operator and positive search space for RNIP. The application of the CDS stack algorithm in a synthetic dataset containing reflected and diffracted wavefields provides as main result a simulated ZO section containing diffracted events clearly defined. The post-stack depth migration of the ZO section locates correctly the discontinuities of the second interface.
Keywords: Método de reflexão sísmica
Empilhamento CRS
Empilhamento SDC
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOFISICA::GEOFISICA APLICADA
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Geociências
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Geofísica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Teses em Geofísica (Doutorado) - CPGF/IG

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