Produção Científica



Dissertação de Mestrado
28/03/2022

Plataforma interativa de análise de velocidade em dados sísmicos usando GPUs
Com o avan√ßo da explora√ß√£o de hidrocarbonetos, a ind√ļstria vem buscando continuamente meios de minimizar os riscos explorat√≥rios, onde um desses meios √© o aprimoramento das ferramentas utilizadas. Existem tr√™s etapas nessa explora√ß√£o: a aquisi√ß√£o de dados s√≠smicos, o processamento s√≠smico e a interpreta√ß√£o s√≠smica. O presente trabalho se situa no processamento s√≠smico, mais especificamente em uma de suas etapas, a an√°lise de velocidade s√≠smica, que tem como objetivo encontrar o campo de velocidade mais fidedigno da subsuperf√≠cie da terra atrav√©s de algoritmos conhecidos de an√°lise. Um dos objetivos desse trabalho √© a cria√ß√£o de meios para facilitar essa an√°lise de velocidade, atrav√©s da implementa√ß√£o desses algoritmos de forma que eles funcionem integrados em uma √ļnica plataforma. Outro ponto que o avan√ßo da explora√ß√£o s√≠smica trouxe foi o aumento consider√°vel do volume de dados s√≠smicos adquiridos e das tecnologias utilizadas, que elevaram consideravelmente a necessidade de computadores mais poderosos e tamb√©m √† busca de solu√ß√Ķes de alto poder computacional. Com base nessa necessidade, ser√° apresentada uma nova metodologia de an√°lise de dados s√≠smicos usando GPUs e os resultados obtidos da sua utiliza√ß√£o, mostrando sua viabilidade para acelerar algoritmos geof√≠sicos, em especial algoritmos voltados para √† an√°lise de velocidade. Ao final ser√£o discutidos os resultados e feita a compara√ß√£o 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 aquisi√ß√£o ultrass√īnica em um tanque de √°gua (a qual preencheu os canais). O dado resultante foi tratado como um sismograma 3D de
reflex√£o ac√ļstica zero-offset, recebendo uma deconvolu√ß√£o determin√≠stica e uma migra√ß√£o post-stack. A interpreta√ß√£o foi realizada, alguns atributos extra√≠dos e os
resultados foram comparados com imagens de microtomografia obtidas do modelo f√≠sico. 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 m√ļltiplos volumes de frequ√™ncias obtidos por decomposi√ß√£o espectral. Assumiu-se que todas as camadas possuiam topo e base como refletores
de polaridades opostas (que √© o caso dos canais). Diferentes par√Ęmetros foram testados e as fei√ß√Ķes que puderam ser associadas aos canais tiveram suas
espessuras estimadas e comparadas com as espessuras reais do modelo f√≠sico medidas pela microtomografia. Apesar das dificuldades t√©cnicas enfrentadas, especialmente devido √† forte atenua√ß√£o do sinal e limita√ß√Ķes na aquisi√ß√£o, 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 √© sugerida e par√Ęmetros s√£o testados visando melhorar a efici√™ncia da t√©cnica, especialmente no problema da escolha apropriada da janela temporal para a decomposi√ß√£o espectral.

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Investiga√ß√£o de par√Ęmetros para an√°lise de velocidade de migra√ß√£o (MVA) usando dupla migra√ß√£o de integral de caminho (DPIM)
A migra√ß√£o de integral de caminho √© um m√©todo para criar uma imagem migrada sem conhecimento pr√©vio 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 t√©cnica denominada An√°lise de Velocidade de Migra√ß√£o via Dupla Migra√ß√£o de Integral de Caminho (Migration Velocity Analysis by Double Path Integral Migration ‚Äď MVA via DPIM). Neste m√©todo, uma segunda imagem √© criada, utilizando uma fun√ß√£o peso ponderada pelo valor da velocidade empregada para a migra√ß√£o individual. Ao dividirmos esta segunda imagem pela primeira, extraimos o modelo de velocidades. Discutimos aqui diversos aspectos pr√°ticos da implementa√ß√£o de MVA by DPIM para migra√ß√£o em tempo, incluindo a parametriza√ß√£o da fun√ß√£o peso, a estabilidade da divis√£o de imagens, a escolha da medida de coer√™ncia e a sele√ß√£o do conjunto de velocidades relevantes. Atrav√©s de testes realizados em uma ampla gama de modelos de velocidades, obtemos uma implementa√ß√£o robusta do m√©todo

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Redes Adversárias Generativas para Remoção de Ruídos em Dados Sísmicos
Dados s√≠smicos fornecem informa√ß√Ķes das caracter√≠sticas do ambiente geol√≥gico, que,ap√≥s serem processados, s√£o utilizados na interpreta√ß√£o para identificar e localizar as caracter√≠sticas do subsolo. O n√≠vel de complexidade desta tarefa √© diretamente influenciado pela presen√ßa de ru√≠dos, artefatos e/ou imprecis√Ķes em dados s√≠smicos. Logo, a remo√ß√£o de ru√≠dos e o aumento da qualidade destes dados s√£o etapas essenciais no processamento s√≠smico. Para atenuar estes problemas, propomos abordagens baseadas em redes advers-rias generativas (generative adversarial networks, GANs) para melhorar os dados s√≠smicos atrav√©s da remo√ß√£o de ru√≠dos e aumento de altas frequ√™ncias nos dados. Nesse contexto,mapeamos o problema de remo√ß√£o de ru√≠do como um problema de tradu√ß√£o de imagem para imagem. Ou seja, utilizamos as GANs para aprender a mapear dados s√≠smicos com ru√≠dos em dados sem ru√≠dos, 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 s√≠smicos sint√©ticos rotulados. Com esses dados, criamos nossos modelos baseados nas arquiteturas da Pix2Pix, Pix2PixHD e SPADE e utilizamos estes modelos para realizar a predi√ß√£o de dados s√≠smicos sint√©ticos e dados s√≠smicos reais. Nossos resultados, tanto em dados s√≠smicos sint√©ticos quanto em reais, sugerem que as abordagens propostas s√£o promissoras, apresentando melhorias significativas na rela√ß√£o sinal-ru√≠do e no ganho de altas frequ√™ncias. A acur√°cia do nosso melhor modelo atingiu aproximadamente 87%, sendo este resultado considerado satisfat√≥rio para a utiliza√ß√£o em cen√°rios reais, de acordo com os especialistas. Com isso, √© poss√≠vel utilizar as GANs como ferramentas de apoio para os especialistas de s√≠smica, de modo a auxiliar as an√°lises s√≠smicas e tomadas de decis√Ķes de forma mais r√°pida e assertiva

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Continuação da velocidade em família de ponto imagem comum em profundidade
Comparamos duas abordagens iterativas para an√°lise de velocidade por migra√ß√£o em profundidade atrav√©s da continua√ß√£o da onda-imagem em fam√≠lias de ponto imagem comum (Common-Image Gathers - CIGs). Sendo elas, a Atualiza√ß√£o Global, que visa atualizar todo o modelo de uma vez em cada itera√ß√£o e o Layer Stripping, que atualiza o modelo uma camada por vez, de cima para baixo. Investiga√ß√Ķes anteriores mostraram que a atualiza√ß√£o global das velocidades produz um modelo de velocidade razo√°vel na primeira itera√ß√£o, mas apresenta problemas de converg√™ncia nas itera√ß√Ķes subsequentes. Por este motivo implementamos a abordagem Layer Stripping. Comparamos as duas abordagens iterativas numericamente, testando as implementa√ß√Ķes em dados sint√©ticos, a partir de um modelo bastante simples (mas representativo), que simula duas camadas sedimentares entre uma camada de √°gua no topo e uma camada de sal no fundo. Nossos exemplos num√©ricos demonstram que a abordagem Layer Stripping melhora consideravelmente a converg√™ncia, tanto com, como sem o silenciamento dos afastamentos longos nos CIGs continuados. Sendo este um procedimento barato, que come√ßa sem nenhum conhecimento a priori do meio, ele pode ser usado para construir modelos iniciais para t√©cnicas de invers√£o mais sofisticadas.

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Invers√£o de Marchenko em uma dimens√£o.
A fun√ß√£o de Green focada em um ponto arbitr√°rio pode ser obtida por meio da solu√ß√£o da equa√ß√£o integral de Marchenko ou das equa√ß√Ķes acopladas de Marchenko, utlizando-se m√©todos iterativos. A equa√ß√£o integral de Marchenko √© uma equa√ß√£o integral unidimensional que relaciona a amplitude de espalhamento e o coeficiente de reflex√£o que deu origem ao campo espalhado, sendo assim, um problema de espalhamento inverso. As equa√ß√Ķes acopladas de Marchenko s√£o oriundas da rela√ß√£o entre o dado s??smico (fun√ß√£o de Green) e uma solu√ß√£o fundamental de um problema de propaga√ß√£o (equa√ß√£o de Helmholtz homog√™nea com perturba√ß√£o na velocidade). Este trabalho de disserta√ß√£o visa reunir as dedu√ß√Ķes te√≥ricas da equa√ß√£o integral de Marchenko e das equa√ß√Ķes acopladas de Marchenko, bem como apresentar o resultado da implementa√ß√£o dos dois esquemas iterativos e a compara√ß√£o entre eles. Al√©m disso, prop√Ķe uma aplica√ß√£o para detec√ß√£o de camadas utilizando as fun√ß√Ķes de Green unidirecionais redatumadas

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Uma compara√ß√£o de m√©todos para transforma√ß√£o de se√ß√Ķes s√≠smicas de afastamento comum em se√ß√Ķes de afastamento nulo
Nesta disserta√ß√£o fazemos uma compara√ß√£o entre os primeiros m√©todos que surgiram com o objetivo de transformar se√ß√Ķes s√≠smicas de afastamento comum em se√ß√Ķes s√≠smicas de afastamento nulo (TZO). Os primeiro m√©todos que surgiram na literatura consideravam um meio isotr√≥pico, velocidade e densidade constantes, e apenas tinham o objetivo de que a cinem√°tica da transforma√ß√£o estivesse correta. Posteriormente com os conceitos de amplitude verdadeira, surgem m√©todos TZO de amplitude verdadeira. Com exce√ß√£o do primeiro m√©todo apresentado (Yilmaz and Claerbout, 1980), os demais m√©todos fazem uma transforma√ß√£o cinem√°tica perfeita. Para comparar a qualidade dos resultados obtidos por m√©todos de TZO de amplitude verdadeira, s√£o feitos experimentos num√©ricos em tr√™s dos seis m√©todos apresentados. O primeiro √© um m√©todo que leva em conta apenas a transforma√ß√£o cinem√°tica, o segundo √© um dos primeiros a trazer o conceito de amplitude verdadeira em TZO na literatura, mas considera que o refletor seja plano no c√īmputo do filtro de empilhamento do m√©todo, e o √ļltimo m√©todo usa o mesmo conceito de amplitude verdadeira do segundo, entretanto considera o efeito da curvatura do refletor na amplitude, al√©m de ser o √ļnico dos m√©todos apresentados que pode ser aplicado em um meio de velocidade n√£o constante. Como era esperado, os experimentos num√©ricos mostram que cinematicamente os tr√™s m√©todos de TZO s√£o id√™nticos, mas com rela√ß√£o √† amplitude, os que utilizam do conceito de amplitude verdadeira s√£o melhores. Curiosamente, mesmo que o segundo m√©todo n√£o leve em conta a curvatura do refletor no efeito da amplitude, os resultados obtidos pelo mesmo e o terceiro m√©todo s√£o praticamente iguais. Foi matematicamente provado que, de fato, o segundo e o terceiro m√©todos s√£o assintoticamente equivalentes quando aplicados em um dado s√≠smico de conte√ļdo de alta frequ√™ncia e em um meio de velocidade constante, inclusive, foi feito um experimento num√©rico mostrando que em situa√ß√Ķes que tanto o segundo quanto o terceiro m√©todo apresentam um maior erro de amplitude, o uso de um dado de mais alta frequ√™ncia resulta em um erro menor ainda. Por √ļltimo, foi feito um experimento num√©rico com o terceiro m√©todo em um modelo de velocidade com gradiente vertical constante. O experimento mostrou que a acur√°cia na amplitude atingida √© t√£o boa quanto a obtida na aplica√ß√£o do m√©todo 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

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Caracterização de ruído sísmico ambiente em um campo de petróleo
Utilizamos um experimento de 5 horas de dura√ß√£o com 182 sensores verticais de 2 Hz implantados na superf√≠cie para caracterizar o ru√≠do antes e durante um monitoramento de fraturamento hidr√°ulico na Bacia Potiguar, Brasil. Observamos que o ru√≠do s√≠smico √© principalmente de indu√ß√Ķes eletromagn√©ticas e de vibra√ß√£o de m√°quinas perto da cabe√ßa do po√ßo, e de fontes localizadas a 2 km do centro da rede s√≠smica como as bombas de vareta de suc√ß√£o, tubula√ß√Ķes, estradas e instala√ß√Ķes industriais. Tamb√©m relatamos uma resson√Ęncia composta por ondas de corpo provenientes da √°rea tratada, que s√≥ est√° presente quando a inje√ß√£o ocorre. Interpretamos essa resson√Ęncia resultante de fraturas cheias de fluido na subsuperf√≠cie, mantendo ondas que reverberam nas fraturas. Diferentes estrat√©gias foram empregadas para correlacionar e empilhar os dados para a Interferometria S√≠smica de Ru√≠do Ambiente: correla√ß√£o cruzada normalizada geom√©trica (CCGN), correla√ß√£o cruzada de fase (PCC), empilhamento linear e empilhamento ponderado de fase (PWS). PCC e PWS s√£o baseados na coer√™ncia instant√Ęnea de fase dos sinais anal√≠ticos. Por causa da distribui√ß√£o inadequada da fonte de ru√≠do e da geometria da aquisi√ß√£o, artefatos surgem nos correlogramas. N√≥s propusemos uma metodologia simples para atenuar esses efeitos indesejados, que consiste em aplicar a corre√ß√£o est√°tica (Linear Moveout - LMO), empilhar os dados no dom√≠nio do tiro e filtro f-k. As curvas de dispers√£o ap√≥s esse processamento s√£o aprimoradas e os resultados da an√°lise de velocidade de fase s√£o consistentes com os dados da literatura.

Dissertação de Mestrado
16/03/2022

Evidências geofísicas de domeamento na estruturação profunda da porção central da Faixa Seridó (NE-Brasil)
A Faixa Serid√≥ (FS) √© um cintur√£o de rochas metassedimentares localizado na Prov√≠ncia Borborema (NE do Brasil). Ela foi deformada e metamorfizada no contexto da Orog√™nese Pan-Africana/Brasiliana. Neste evento tect√īnico, a crosta foi parcialmente fundida, particularmente na conex√£o da zona de cisalhamento Patos com a FS, alterando suas propriedades reol√≥gicas e, consequentemente, sua deforma√ß√£o. O domo anat√©tico de Santa Luzia (~ 575 Ma) se destaca dentre as ocorr√™ncias de rochas associadas √† fus√£o parcial. O mapa aeromagn√©tico da FS mostra uma expressiva anomalia regional de longo comprimento de onda (> 25 km) em sua por√ß√£o centro-sul. Esta anomalia apresenta forma sigmoidal e seu eixo central rotaciona de NNE-SSW para E-W pr√≥ximo a zona de cisalhamento Patos. Anomalias de curto comprimento (< 25 km) e de grande amplitude (at√© 2.200 nT) se sobrep√Ķem a anomalia regional. Os limites das anomalias magn√©ticas, frequentemente, coincidem com zonas de cisalhamento regionais, revelando que estas estruturas exercem importante controle tectono-estrutural sobre as fontes das anomalias. A compara√ß√£o com dados gravim√©tricos evidencia que ambos os tipos de anomalias compartilham das mesmas fontes an√īmalas, sendo estas mais magn√©ticas e menos densas que a crosta circundante. Por outro lado, a correla√ß√£o com a geologia de superf√≠cie mostra que as anomalias geof√≠sicas muitas vezes ocorrem associadas com migmatitos e granitos ricos em magnetita. N√≥s realizamos duas abordagens de modelagem para os dados geof√≠sicos: a primeira foi uma invers√£o autom√°tica 3D dos dados magn√©ticos e a segunda foi uma modelagem conjunta 2.5D, guiada pelo interprete, dos dados magn√©ticos e gravim√©tricos ao longo de tr√™s perfis. Como resultado da an√°lise integrada dos dados geof√≠sicos e geol√≥gicos e da modelagem, n√≥s evidenciamos a exist√™ncia de uma estrutura d√īmica regional na por√ß√£o centro-sul da FS. Este domo gn√°issico em grande escala √© composto por quatro estruturas internas alongadas, geofisicamente modeladas como quatro corpos an√īmalos, al√©m do material circundante. Em conjunto, eles formam uma estrutura crustal com eixo principal na dire√ß√£o NE-SW que rotaciona para E-W, seguindo a zona de cisalhamento Patos. O domo de Santa Luzia √© apenas um domo local em pequena escala dessa estrutura. Os metassedimentos do Grupo Serid√≥ ocorrem em sinformes em torno das estruturas que comp√Ķem o domo regional. Em particular, devido ao not√°vel papel da zona de cisalhamento Patos na forma√ß√£o da grande estrutura crustal, √© refor√ßada a concep√ß√£o de que este lineamento foi um limite tect√īnico importante durante a Orog√™nese Pan-Africana/Brasiliana.

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