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https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30305| Título: | Construção de mapas de iluminação e estimativa de incertezas associadas aos modelos de velocidade obtidos pela inversão da forma de onda completa |
| Autor(es): | Paula, Rafael Alves de Azevedo de |
| Orientador: | Corso, Gilberto |
| Palavras-chave: | Inversão da forma completa de onda;Estatística Bayesiana;Iluminação sísmica;Point spread function |
| Data do documento: | 30-Jun-2020 |
| Editor: | Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
| Referência: | PAULA, Rafael Alves de Azevedo de. Construção de mapas de iluminação e estimativa de incertezas associadas aos modelos de velocidade obtidos pela inversão da forma de onda completa. 2020. 53f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. |
| Resumo: | O imageamento da subsuperfície é um importante tema na geofísica e um tópico de grande interesse econômico. Diversas técnicas têm sido usadas na construção de modelos geológicos com informações precisas de suas propriedades físicas, e pode ser aplicada desde estudos ambientais até exploração de petróleo e gás. Uma das técnicas mais poderosas tem como base o uso da equação de onda e é conhecida na literatura como Inversão da Forma de Onda Completa (Full-Waveform Inversion - FWI, em inglês). O FWI é uma técnica formulada como um método de otimização em que tem como objetivo encontrar as propriedades físicas da subsuperfície, que conduzem às menores diferenças entre dados observados em campo e dados simulados computacionalmente. Essa técnica apresenta grande potencial, pois tem em consideração todos os fenômenos sofridos pela onda ao propagar-se no meio em que atravessa, tais como por exemplo, reflexões, refrações, difrações, atenuação, etc. No entanto o FWI é um problema inverso mal-posto no sentido de Hadamard, isto significa que vários modelos de velocidades podem ser uma solução para o problema. Ou por outras palavras, o modelo de velocidades resultante pode não corresponder ao modelo verdadeiro. Deste modo, surge a necessidade de avaliar a confiabilidade dos resultados fornecidos pelo FWI. A iluminação sísmica pode ser uma boa ferramenta no controle de qualidade da inversão e existem maneiras diferentes de se calcular, como traçamento de raios, ou usando a própria equação da onda. Outra alternativa é usar formulações provenientes da estatística bayesiana, nas quais é possível incorporar informação a prior acerca da região em estudo, através das incertezas relativas às velocidades do modelo inicial e posteriormente obter incertezas associadas aos modelos de velocidades obtido. Uma vez que existem técnicas que ajudam no controle de qualidade da inversão, juntamente com a necessidade da indústria desses tipo de estudo, o presente trabalho tem com objetivo comparar métodos que visam quantificar o quão bem essa inversão ocorreu e quais seus níveis de correlação. Os métodos utilizados são: Iluminação baseada na função de ponto de espalhamento (point spread function - PSF, em inglês), Iluminação baseada na energia da fonte e o cálculo de incertezas posterior com base em estatística bayesiana.Na tentativa de buscar essas relações , foram obtidos três inversões para o mesmo modelo de velocidades (Buja2019) e denominados BUJA I, II e III. Os mapas de iluminação mostraram um resultado coerente com o obtido na inversão, para as os casos BUJA I e II, contudo para o caso BUJA III não foi possível visualizar essa relação. Para os três casos, o cálculo de incertezas finais foram coerentes, porém o decaimento de incertezas finais com relação às incertezas iniciais, mostrou-se muito baixo, sempre menor que 17% para ,os três casos. |
| Abstract: | Subsurface imaging is an important topic in geophysics and a topic of great economic interest. Several techniques have been used in the construction of geological models with precise information on their physical properties, and can be applied from environmental studies to oil and gas exploration. One of the most powerful techniques is based on the use of the wave equation and is known in the literature as Full Waveform Inversion - FWI.The FWI is a technique formulated as an optimization method in which it aims to find the physical properties of the subsurface, which lead to the smallest differences between data observed in the field and computationally simulated data. This technique has great potential, as it takes into account all the phenomena suffered by the wave when it propagates in the environment in which it crosses, such as, for example, reflections, refractions, diffractions, attenuation, etc. However, the FWI is an inverse problem in the Hadamard sense, this means that several velocity models can be a solution to the problem. In other words, the resulting velocity model may not match the actual model. Thus, there is a need to assess the reliability of the results provided by the FWI. Seismic illumination can be a good tool in controlling inversion quality and there are different ways to calculate it, such as ray tracing, or using the wave equation. Another alternative is to use formulations from Bayesian statistics, in which it is possible to incorporate prior information about the region under study, through the uncertainties related to the velocities of the initial model and later obtain uncertainties associated with the obtained velocity models. Since there are techniques that help in the quality control of the investment, together with the industry’s need for these types of studies, the present work aims to compare methods that aim to quantify how well this investment has occurred and what its levels of correlation are. The methods used are: Illumination based on the point spread function - PSF, Illumination based on the energy of the source and the calculation of uncertainties later based on Bayesian statistics. these relationships, three inversions were obtained for the same velocity model (Buja2019) and called BUJA I, II and III. The illumination maps showed a result consistent with that obtained in the inversion, for the BUJA I and II cases, however for the BUJA III case it was not possible to visualize this relationship. For the three cases, the calculation of final uncertainties was consistent, but the decay of final uncertainties in relation to the initial uncertainties was very low, always less than 17 % for the three cases. |
| URI: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30305 |
| Aparece nas coleções: | PPGCEP - Mestrado em Ciência e Engenharia do Petróleo |
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