Inversão de dados sísmicos de reflexão a partir da curva do tempo de trânsito

The present Masters Thesis had for objective the study of the seismic inversion problem based on flat reflectors for common-source (SC) and common- mid-point (CMP) gathers. The forward model is described by homogeneous, isotropic, plane horizontal layers. The problem is related to the NMO stack based on the optimization of the semblance function, for CMP sections corrected for moveout time. The study was based on two principles. The first principle adopted was the combination of two groups of inversion methods: A global and a local method. The second principle adopted was stripping according to the Wichert-Herglotz-Bateman theory, that establishes that to know a lower layer it is necessary to know first the upper layer. The application of the study aims at the seismic simulation of the terrestrial Solimões and marine sedimentary basins to obtain a 1D distribution of velocity and layer thicknesses of the subsurface of target horizons. In this sense, we limited the inversion experiments to 4 to 11 reflectors, once in practice the industry limits the interpretations to be to about one same number of 3 to 4 main reflectors. Stands out that this model is applicable as initial condition to the imaging of seismic sections in geologically complex regions wit h slow lateral variation of velocities. The synthetic data was produced based on geological information that corresponds to strong a priori information for the inversion model. For the construction of models related to the projects in progress, we analyzed the following relevant subjects: (1) Geology of sedimentary basins terrestrial Solimões and marine (stratigraphy, structural, tectonics and petroliferous); (2) Physics of the vertical and horizontal seismic resolution; and (3) Temporal-spatial discretization of the multi-coverage cube. The inversion process is dependent on the discretization of the wave field in time-space, on the physical parameters of the seismic survey, and of further on the resampling in the multiple coverage cube. The direct model us ed corresponds to the case of the NMO (1D) stack operator, considering a flat observation topography. The basic criterion taken as reference for the inversion and curve fit is the norm 2 (quadratic). The inversion using the simple present model is computational attractive for being fast, and convenient for allowing several other techniques be included with a logical physical interpretation; e.g., the Fresnel projected zone (ZFP), the direct calculation of the spherical divergence, Dix inversion, linear inversion by reparametrization, a priori information, and regularization. The ZFP shows to be a useful concept to establish the aperture of the spatial inversion window in the time-distance section. The ZFP represents the influence of the data in the horizontal resolution. The estimative of the ZFP indicates a minimum aperture based on an adopted model. The spherical divergence is a smooth function, and it has physical basis to be used in the definition of a data weight matrix for tomographic inversion methods. The necessity of robustness in the inversion can be analyzed in seismic sections (CS and CMP) submitted to filtering (corners frequencies: 5; 15; 75; 85; pass-band trapezoidal), where one can identify, compare and interpret the information contained. From the sections, we conclude that the data are contaminated with isolated points, what proposes methods in the class considered as robust having as reference the norm 2 (least-square) of curve fitting. The development of the algorithms used the FORTRAN 90/95 programming language, the program MATLAB for presentation of results; and the package CWP/SU for synthetic seismic modeling, picking of events and presentation of results.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorA presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo o estudo do problema de inversão sísmica baseada em refletores planos para arranjo fonte-comum (FC) e ponto-médiocomum (PMC). O modelo direto é descrito por camadas homogêneas, isotrópicas com interfaces plano-horizontais. O problema é relacionado ao empilhamento NMO baseado na otimização da função semblance, para seções PMC corrigidas de sobretempo normal (NMO). O estudo foi baseado em dois princípios. O primeiro princípio adotado foi de combinar dois grupos de métodos de inversão: um Método Global e um Método Local. O segundo princípio adotado foi o de cascata, segundo a teoria Wichert-Herglotz-Bateman, que estabelece que para conhecer uma camada inferior tem-se que conhecer primeiro a camada superior (dissecação). A aplicação do estudo é voltada à simulação sísmica de Bacia Sedimentar do Solimões e de Bacia Marinha para se obter uma distribuição local 1D de velocidades e espessuras para a subsuperfície em horizontes alvo. Sendo assim, limitamos a inversão entre 4 e 11 refletores, uma vez que na prática a indústria limita uma interpretação realizada apenas em número equivalente de 3 a 4 refletores principais. Ressalta-se que este modelo é aplicável como condição inicial ao imageamento de seções sísmicas em regiões geologicamente complexas com variação horizontal suave de velocidades. Os dados sintéticos foram gerados a partir dos modelos relacionados a informações geológicas, o que corresponde a uma forte informação a priori no modelo de inversão. Para a construção dos modelos relacionados aos projetos da Rede Risco Exploratório (FINEP) e de formação de recursos humanos da ANP em andamento, analisamos os seguintes assuntos relevantes: (1) Geologia de bacias sedimentares terrestre dos Solimões e ma rinha (estratigráfica, estrutural, tectônica e petrolífera); (2) Física da resolução vertical e horizontal; e (3) Discretização temporal-espacial no cubo de multi-cobertura. O processo de inversão é dependente do efeito da discretização tempo-espacial do campo de ondas, dos parâmetros físicos do levantamento sísmico, e da posterior reamostragem no cubo de cobertura múltipla. O modelo direto empregado corresponde ao caso do operador do empilhamento NMO (1D), considerando uma topografia de observação plana. O critério básico tomado como referência para a inversão e o ajuste de curvas é a norma 2 (quadrática). A inversão usando o presente modelo simples é computacionalmente atrativa por ser rápida, e conveniente por permitir que vários outros recursos possam ser incluídos com interpretação física lógica; por exemplo, a Zona de Fresnel Projetada (ZFP), cálculo direto da divergência esférica, inversão Dix, inversão linear por reparametrização, informações a priori, regularização. A ZFP mostra ser um conceito út il para estabelecer a abertura da janela espacial da inversão na seção tempo-distância, e representa a influência dos dados na resolução horizontal. A estimativa da ZFP indica uma abertura mínima com base num modelo adotado, e atualizável. A divergência esférica é uma função suave, e tem base física para ser usada na definição da matriz ponderação dos dados em métodos de inversão tomográfica. A necessidade de robustez na inversão pode ser analisada em seções sísmicas (FC, PMC) submetida a filtragens (freqüências de cantos: 5;15;75;85; banda-passante trapezoidal), onde se pode identificar, comparar e interpretar as informações contidas. A partir das seções, concluímos que os dados são contaminados com pontos isolados, o que propõe métodos na classe dos considerados robustos, tendo-se como referência a norma 2 (quadrados- mínimos) de ajuste de curvas. Os algoritmos foram desenvolvidos na linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando o programa MATLAB para apresentação de resultados, e o sistema CWP/SU para modelagem sísmica sintética, marcação de eventos e apresentação de resultados