Bruno de Souza Silva
Título
INVERSAO DA FORMA DE ONDA COMPLETA DE FONTES SUPERFICIAIS
Resumo
A Inversão da Forma de Onda Completa está entre as tecnologias mais robustas na construção de modelos de velocidades em ambientes geologicamente complexos. O sucesso do método pode ser explicado devido o mesmo não estar restrito à inversão apenas de ondas primárias. De fato, neste algoritmo, todos os eventos preditos pela equação diferencial que governa o fenômeno de propagação da onda são levados em consideração. Contudo na prática, devido ao seu alto custo computacional associado principalmente ao grande número de problemas de extrapolação do campo de onda direto e reverso, o método é muitas vezes restrito até cerca de 10 Hz de frequência de pico. Com isso, o campo de velocidades pode não ser suficiente para garantir a resolução necessária para uma migração em profundidade precisa. Nesse trabalho, propõe-se um algoritmo que busca reduzir o custo computacional a fim de proporcionar o emprego do método até 30 Hz de frequência de pico, de modo que o campo de velocidades obtido possa ser utilizado como uma ferramenta de interpretação. A estratégia consiste em reduzir o número de modelagens direta e reversa utilizando a tecnologia de fontes superficiais (do inglês, Areal Shot Technology). Em outras palavras, em vez de resolver a equação da onda para todas as Famílias de Tiro Comum, a equação da onda é resolvida para um pequeno número de registros de fontes superficiais, criadas para aumentar a iluminação na região de interesse. Por fim, pode se dizer que as fontes passivas (difrações ou reflexões) são ativadas durante a propagação direta ou reversa do campo de onda de forma controlada ao longo do modelo de velocidade de fundo. Nos experimentos numéricos, realizados no modelo de velocidades Marmousi-2, o método convergiu com sucesso em direção ao modelo verdadeiro e foi observada uma redução substancial do custo computacional em comparação com o método tradicional.
Abstract
Full Waveform Inversion is among the most robust technologies for velocity field determination in areas of high geological complexity, such as those which present salt tectonics. The success of this method may be explained by the fact that it is not restricted to inverting primary reflected waves. All events predicted by the differential equation, which governs the wave phenomenon, are employed in its algorithm. This increases the seismic illumination tremendously in relation to the methods which linearize the forward problem. In practice, however, due to its high computational cost, which is mainly associated with the large number of forward and reverse extrapolations, this method is typically restricted to frequencies of a few Hertz (around peak frequency of 10 Hertz), which may be insufficient to guarantee the velocity field resolution required for effective depth migrations.
In this work, we propose an algorithm that aims to reduce the computational cost with the goal of improving the feasibility of this method for frequencies up to 30 Hertz so as to consider the final velocity field as an interpretation tool itself. The strategy employed is decreasing the number of forward and reverse extrapolations using the concept of areal shot record technology. Rather than solving the wave equation for all common shot gathers, we solved the wave equation for a small number of areal shot records to increase the seismic illumination on the target zones. Ultimately, we activated passive sources (diffractions or reflections) when the controlled wavefield propagates (or reverse propagates) along the background velocity models.
In our numerical experiments, performed on Marmousi-2 velocity model, our method successfully converged to the target model. Further, a substantial reduction was observed in the computational cost compared to the traditional method.
