Produção Científica



Dissertação de Mestrado
10/10/2022

Avaliação do modelamento da propagação de ondas sísmicas pelo método lowrank
O modelamento da propagação da onda é uma parte fundamental para o imageamento sísmico, pelo qual se requer métodos precisos para representar o campo de onda. O método lowrank é aplicado à matriz propagadora determinada pela extrapolação da solução da equação da onda. Nesse trabalho, é avaliado o desempenho absoluto e relativo do método lowrank em meios homogêneos nos quais tem-se expressões teóricas, assim como em meios heterogêneos. Realizamos vários testes em modelos de meios homogêneos com diferentes discretizações espacias e temporais, e a resposta do modelamento foi comparada com a solução analítica, mostrando boa acurácia cinematicamente, enquanto o desempenho na dinâmica foi afetado pelo intervalo de amostragem temporal, embora para cada modelo foi possível determinar uma discretização temporal no qual conseguiu-se um erro dinâmico menor que 1% para modelar a onda em meios homogêneos. Para determinar o desempenho relativo foi considerado o método de diferenças finitas tradicional de segunda ordem em tempo e espaço. Os coeficientes de reflexão aproximados pelo método lowrank considerando um modelo com um refletor plano foram comparados com os coeficientes de reflexão de ondas planas para os quais tem-se expressões teóricas. Neste caso, observa-se que com o método lowrank obtém-se os coeficientes com erro menor que 1% quando comparada ao coeficiente teórico, mostrando melhor resultado do que obtido por diferenças finitas. O tempo computacional dos métodos foi avaliado, sendo que lowrank presenta um crescimento linear do tempo com o tamanho do modelo, isto sugere que para modelos de grande porte, lowrank economize o tempo de modelamento em comparação com diferenças finitas.

Dissertação de Mestrado
25/05/2022

MODELAGEM 3D DE POROSIDADE EM RESERVATÓRIOS CARBONÁTICOS DO PRÉ-SAL NA FORMAÇÃO BARRA VELHA, BACIA DE SANTOS, USANDO ATRIBUTOS SÍSMICOS E O MÉTODO RANDOM FOREST
Devido à importância econômica dos reservatórios carbonáticos da seção Pré-sal da Bacia de Santos (Fm. Barra Velha), bastante esforço vem sendo empregado no
desenvolvimento de metodologias para a caracterização destas rochas. Diversos trabalhos têm confirmado a efetividade do uso de atributos sísmicos para a
estimativa propriedades de reservatório de tais rochas, como a porosidade. Além disso, técnicas de aprendizagem de máquina vêm ganhando notoriedade no setor de E&P, sendo ótimas ferramentas para estimar propriedades de rochas
heterogêneas, como os carbonatos. O presente trabalho propõe uma metodologia de integração de dados sísmicos e de poços, através da modelagem 3D de porosidade na Fm. Barra Velha pelo método random forest. O objetivo foi analisar
como diferentes combinações dos atributos de amplitude sísmica e impedância acústica impactam os resultados. Os resultados foram considerados robustos, em consonância com as métricas de validação do modelo — correlação de Pearson,
desvio padrão, Q-Q plots e crossplots. A área de estudo consiste em uma extensa plataforma carbonática e duas regiões de mounds carbonáticos. Ao longo da plataforma, a parte basal concentra porosidades altas, chegando a 15%. Os mounds apresentam porosidade de moderada a alta, chegando a 18%. A heterogeneidade da porosidade foi interpretada como resultado de variações relativas do nível do paleolago da Fm. Barra Velha, indicando uma tendência geral de afogamento da plataforma. As intrusões ígneas atuaram de forma geral como um fator redutor de porosidade nos carbonatos circundantes às mesmas. Por outro lado, as falhas associadas às intrusões podem ter atuado como conduto para fluidos hidrotermais, que teriam contribuído para a geração de porosidade nos carbonatos da porção
basal desta formação. Foi construído um catálogo de sismofácies da região de estudo na qual foram identificados mounds carbonáticos, plataformas carbonáticas, fácies debris e rochas ígneas. Portanto, a metodologia proposta para a modelagem 3D de porosidade, utilizando atributos sísmicos através do método random forest, foi efetiva em caracterizar potenciais reservatórios carbonáticos da Fm. Barra Velha na área de estudo, e esta metodologia pode ser aplicada em outras áreas, com características geológicas semelhantes.

Dissertação de Mestrado
28/03/2022

Plataforma interativa de análise de velocidade em dados sísmicos usando GPUs
Com o avanço da exploração de hidrocarbonetos, a indústria vem buscando continuamente meios de minimizar os riscos exploratórios, onde um desses meios é o aprimoramento das ferramentas utilizadas. Existem três etapas nessa exploração: a aquisição de dados sísmicos, o processamento sísmico e a interpretação sísmica. O presente trabalho se situa no processamento sísmico, mais especificamente em uma de suas etapas, a análise de velocidade sísmica, que tem como objetivo encontrar o campo de velocidade mais fidedigno da subsuperfície da terra através de algoritmos conhecidos de análise. Um dos objetivos desse trabalho é a criação de meios para facilitar essa análise de velocidade, através da implementação desses algoritmos de forma que eles funcionem integrados em uma única plataforma. Outro ponto que o avanço da exploração sísmica trouxe foi o aumento considerável do volume de dados sísmicos adquiridos e das tecnologias utilizadas, que elevaram consideravelmente a necessidade de computadores mais poderosos e também à busca de soluções de alto poder computacional. Com base nessa necessidade, será apresentada uma nova metodologia de análise de dados sísmicos usando GPUs e os resultados obtidos da sua utilização, mostrando sua viabilidade para acelerar algoritmos geofísicos, em especial algoritmos voltados para à análise de velocidade. Ao final serão discutidos os resultados e feita a comparação de desempenho dos algoritmos paralelos e sequenciais.

Dissertação de Mestrado
21/03/2022

Modelagem Física da Resposta Sísmica de um Complexo de Canais Turbidíticos
Um modelo físico de complexo de canal turbidítico foi produzido por impressão 3-D, utilizando um plástico chamado PLA (ácido polilático), com canais ocos, em escala
1:10,000, e submetido a uma aquisição ultrassônica em um tanque de água (a qual preencheu os canais). O dado resultante foi tratado como um sismograma 3D de
reflexão acústica zero-offset, recebendo uma deconvolução determinística e uma migração post-stack. A interpretação foi realizada, alguns atributos extraídos e os
resultados foram comparados com imagens de microtomografia obtidas do modelo físico. Baseado na teoria desenvolvida por Partyka et al (1999), um algoritmo foi implementado para gerar volumes de estimativas de espessura em tempo duplo de camadas a partir de múltiplos volumes de frequências obtidos por decomposição espectral. Assumiu-se que todas as camadas possuiam topo e base como refletores
de polaridades opostas (que é o caso dos canais). Diferentes parâmetros foram testados e as feições que puderam ser associadas aos canais tiveram suas
espessuras estimadas e comparadas com as espessuras reais do modelo físico medidas pela microtomografia. Apesar das dificuldades técnicas enfrentadas, especialmente devido à forte atenuação do sinal e limitações na aquisição, os
resultados foram satisfatórios, aumentando a confiança na utilização da decomposição espectral para análises quantitativas. Uma nova maneira de visualizar resultados de decomposição espectral como volumes de espessuras temporais
estimadas é sugerida e parâmetros são testados visando melhorar a eficiência da técnica, especialmente no problema da escolha apropriada da janela temporal para a decomposição espectral.

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Investigação de parâmetros para análise de velocidade de migração (MVA) usando dupla migração de integral de caminho (DPIM)
A migração de integral de caminho é um método para criar uma imagem migrada sem conhecimento prévio do modelo de velocidades por meio da soma ponderada de imagens migradas com um conjunto representativo de modelos de velocidade. Este conceito pode ser expandido para se extrair um modelo de velocidades, uma técnica denominada Análise de Velocidade de Migração via Dupla Migração de Integral de Caminho (Migration Velocity Analysis by Double Path Integral Migration – MVA via DPIM). Neste método, uma segunda imagem é criada, utilizando uma função peso ponderada pelo valor da velocidade empregada para a migração individual. Ao dividirmos esta segunda imagem pela primeira, extraimos o modelo de velocidades. Discutimos aqui diversos aspectos práticos da implementação de MVA by DPIM para migração em tempo, incluindo a parametrização da função peso, a estabilidade da divisão de imagens, a escolha da medida de coerência e a seleção do conjunto de velocidades relevantes. Através de testes realizados em uma ampla gama de modelos de velocidades, obtemos uma implementação robusta do método

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Redes Adversárias Generativas para Remoção de Ruídos em Dados Sísmicos
Dados sísmicos fornecem informações das características do ambiente geológico, que,após serem processados, são utilizados na interpretação para identificar e localizar as características do subsolo. O nível de complexidade desta tarefa é diretamente influenciado pela presença de ruídos, artefatos e/ou imprecisões em dados sísmicos. Logo, a remoção de ruídos e o aumento da qualidade destes dados são etapas essenciais no processamento sísmico. Para atenuar estes problemas, propomos abordagens baseadas em redes advers-rias generativas (generative adversarial networks, GANs) para melhorar os dados sísmicos através da remoção de ruídos e aumento de altas frequências nos dados. Nesse contexto,mapeamos o problema de remoção de ruído como um problema de tradução de imagem para imagem. Ou seja, utilizamos as GANs para aprender a mapear dados sísmicos com ruídos em dados sem ruídos, mantendo a integridade dos dados. Entretanto, o treinamento de redes neurais profundas (como as GANs) tem um problema inerente de escassez de dados rotulados. Para resolver esse problema, desenvolvemos um gerador de dados sísmicos sintéticos rotulados. Com esses dados, criamos nossos modelos baseados nas arquiteturas da Pix2Pix, Pix2PixHD e SPADE e utilizamos estes modelos para realizar a predição de dados sísmicos sintéticos e dados sísmicos reais. Nossos resultados, tanto em dados sísmicos sintéticos quanto em reais, sugerem que as abordagens propostas são promissoras, apresentando melhorias significativas na relação sinal-ruído e no ganho de altas frequências. A acurácia do nosso melhor modelo atingiu aproximadamente 87%, sendo este resultado considerado satisfatório para a utilização em cenários reais, de acordo com os especialistas. Com isso, é possível utilizar as GANs como ferramentas de apoio para os especialistas de sísmica, de modo a auxiliar as análises sísmicas e tomadas de decisões de forma mais rápida e assertiva

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Continuação da velocidade em família de ponto imagem comum em profundidade
Comparamos duas abordagens iterativas para análise de velocidade por migração em profundidade através da continuação da onda-imagem em famílias de ponto imagem comum (Common-Image Gathers - CIGs). Sendo elas, a Atualização Global, que visa atualizar todo o modelo de uma vez em cada iteração e o Layer Stripping, que atualiza o modelo uma camada por vez, de cima para baixo. Investigações anteriores mostraram que a atualização global das velocidades produz um modelo de velocidade razoável na primeira iteração, mas apresenta problemas de convergência nas iterações subsequentes. Por este motivo implementamos a abordagem Layer Stripping. Comparamos as duas abordagens iterativas numericamente, testando as implementações em dados sintéticos, a partir de um modelo bastante simples (mas representativo), que simula duas camadas sedimentares entre uma camada de água no topo e uma camada de sal no fundo. Nossos exemplos numéricos demonstram que a abordagem Layer Stripping melhora consideravelmente a convergência, tanto com, como sem o silenciamento dos afastamentos longos nos CIGs continuados. Sendo este um procedimento barato, que começa sem nenhum conhecimento a priori do meio, ele pode ser usado para construir modelos iniciais para técnicas de inversão mais sofisticadas.

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Inversão de Marchenko em uma dimensão.
A função de Green focada em um ponto arbitrário pode ser obtida por meio da solução da equação integral de Marchenko ou das equações acopladas de Marchenko, utlizando-se métodos iterativos. A equação integral de Marchenko é uma equação integral unidimensional que relaciona a amplitude de espalhamento e o coeficiente de reflexão que deu origem ao campo espalhado, sendo assim, um problema de espalhamento inverso. As equações acopladas de Marchenko são oriundas da relação entre o dado s??smico (função de Green) e uma solução fundamental de um problema de propagação (equação de Helmholtz homogênea com perturbação na velocidade). Este trabalho de dissertação visa reunir as deduções teóricas da equação integral de Marchenko e das equações acopladas de Marchenko, bem como apresentar o resultado da implementação dos dois esquemas iterativos e a comparação entre eles. Além disso, propõe uma aplicação para detecção de camadas utilizando as funções de Green unidirecionais redatumadas

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Uma comparação de métodos para transformação de seções sísmicas de afastamento comum em seções de afastamento nulo
Nesta dissertação fazemos uma comparação entre os primeiros métodos que surgiram com o objetivo de transformar seções sísmicas de afastamento comum em seções sísmicas de afastamento nulo (TZO). Os primeiro métodos que surgiram na literatura consideravam um meio isotrópico, velocidade e densidade constantes, e apenas tinham o objetivo de que a cinemática da transformação estivesse correta. Posteriormente com os conceitos de amplitude verdadeira, surgem métodos TZO de amplitude verdadeira. Com exceção do primeiro método apresentado (Yilmaz and Claerbout, 1980), os demais métodos fazem uma transformação cinemática perfeita. Para comparar a qualidade dos resultados obtidos por métodos de TZO de amplitude verdadeira, são feitos experimentos numéricos em três dos seis métodos apresentados. O primeiro é um método que leva em conta apenas a transformação cinemática, o segundo é um dos primeiros a trazer o conceito de amplitude verdadeira em TZO na literatura, mas considera que o refletor seja plano no cômputo do filtro de empilhamento do método, e o último método usa o mesmo conceito de amplitude verdadeira do segundo, entretanto considera o efeito da curvatura do refletor na amplitude, além de ser o único dos métodos apresentados que pode ser aplicado em um meio de velocidade não constante. Como era esperado, os experimentos numéricos mostram que cinematicamente os três métodos de TZO são idênticos, mas com relação à amplitude, os que utilizam do conceito de amplitude verdadeira são melhores. Curiosamente, mesmo que o segundo método não leve em conta a curvatura do refletor no efeito da amplitude, os resultados obtidos pelo mesmo e o terceiro método são praticamente iguais. Foi matematicamente provado que, de fato, o segundo e o terceiro métodos são assintoticamente equivalentes quando aplicados em um dado sísmico de conteúdo de alta frequência e em um meio de velocidade constante, inclusive, foi feito um experimento numérico mostrando que em situações que tanto o segundo quanto o terceiro método apresentam um maior erro de amplitude, o uso de um dado de mais alta frequência resulta em um erro menor ainda. Por último, foi feito um experimento numérico com o terceiro método em um modelo de velocidade com gradiente vertical constante. O experimento mostrou que a acurácia na amplitude atingida é tão boa quanto a obtida na aplicação do método em modelos de velocidade constante

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Redatumação utilizando retropropagação dos campos de onda
A redatumação consiste em mover fontes e receptores para um novo nível de profundidade. Esse objetivo pode ser alcançado por diferentes metodologias, como as que usam as técnicas interferométricas, ou por continuação dos campos de onda. Nesse trabalho, propomos usar a redatumação com base na retropropagação dos dados sísmicos. Para aplicar essa técnica, é necessário o conhecimento do modelo de velocidade da superfície de aquisição ao datum. Para validar a teoria, realizamos testes em dado sintéticos de diferentes complexidades e comparamos os resultados com testes usando a redatumação por correlação. Foi possível observar que a técninca de redatumação por retropropagação apresentou resultados bastante similar aos obtidos usando redatumação por correlação, tanto no posicionamento dos eventos, quanto na adição de artefatos ao resultado final. Também observamos que as técnicas apre- sentam a mesma sensibilidade quando se usa um modelo de velocidade inexato. Apesar das semelhanças, a técnica baseada na continuação dos campos de onda apresentou um tempo computacional muito menor, quando comparado a técnica interferométrica

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