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Autor |
Barros, Ana Zélia Nunes de (1998)
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Título |
Avaliação comparativa de expressões linearizadas do
coeficiente de reflexão sísmico para extração
de parâmetros elásticos.
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Data
da aprovação |
23.04.1998
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Banca
examinadora |
Dr. Irshad R. Mufti (Orientador),
Dr. Antônio Carlos Buginga Ramos (Co-Orientador),
Dr. Amin Bassrei,
Dr. Djalma Manoel Soares Filho.
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Resumo |
O estudo da variação da amplitude com o ângulo de
incidência tem como objetivo extrair informações a respeito
das propriedades físicas das rochas em subsuperfície. Devido
a complexidade da expressão para o coeficiente de reflexão
de uma onda compressional plana incindindo numa interface entre dois meios
sólidos, diversos autores apresentaram expressões aproximadas,
as quais são essencialmente válidas para ângulos de
incidência inferiores ao ângulo crítico. As
aproximações facilitam o entendimento do modo como os parametros
elásticos influenciam o coeficiente de reflexão. As
aproximações presentes na literatura podem ser agrupadas em
aproximações para pequenos contrastes e aproximações
para pequenos afastamentos. A comparação entre as expressões
aproximadas e a expressão exata para o coeficiente de reflexão
mostra que estas expressões são válidas para coeficientes
de reflexão na faixa de -0, 2 a 0, 2, com erros da ordem de 10% para
ângulos de incidência até 50°. As
aproximações para pequenos afastamentos tem validade para
ângulos de incidência até 30°. As técnicas
de análise da variação da amplitude com o ângulo
de incidência (AVA) ou com o afastamento (AVO) podem ser utilizadas
para obtenção de parâmetros elásticos dos meios.
A utilização de expressões linearizadas simplifica o
processo mas envolve limitações. Três parâmetros
elásticos podem ser obtidos. O primeiro parâmetro representa
o contraste de impedância, o segundo parâmetro está
relacionado à diferença na razão de Poisson
(Da)
entre os dois meios e o terceiro parâmetro representa a
variação na velocidade P. A técnica de
decomposição em valores singulares (SVD) foi utilizada na
análise de sensitividade do processo de inversão dos
parâmetros elásticos a partir dá expressão exata
e de diversas expressões aproximadas. Verifica-se que o primeiro
parâmetro é bem invertido. Dependendo da faixa de ângulos
de incidência considerados, pode-se obter o segundo parâmetro.
A determinação do terceiro parâmetro é prejudicada
por sua baixa energia. A inversão dos dados sintéticos do
coeficiente de reflexão foi feita usando o método de Gauss-Newton.
A técnica de SVD foi empregada para obtenção da matriz
inversa generalizada. O primeiro parâmetro é bem invertido,
com erros inferiores a 1%. Os erros na determinação do segundo
parâmetro são inferiores a 10%. Os erros na determinação
do terceiro parâmetro são maiores, diminuindo quando se estabelece
um valor de corte para os autovalores. A inversão dos dados feita
para um modelo de um reservatório contendo diferentes tipos de fluidos
mostra que a parametrização de Shuey (1985) e a de Verm e Hilterman
(1994) são mais sensíveis ao tipo de fluido presente no
reservatório.
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Abstract |
Amplitude versus incident angle is a technique to obtain information of the
physical properties of rocks in subsurface. Due to the complexity of the
analytical expression for the reflection coefficient of a plane compressional
wave at a interface between two solids, several authors have presented
approximations for this expression which are valid for incident angles less
than the critical angle. These approximations relate directly the elastic
parameters to the reflection coefficient. The approximations reported in
the literature differ in the hypothesis involved and have different
parameterization. They can be grouped into approximations for small contrast
and for small offsets. The comparison between the approximate expressions
and the exact one shows that the approximations for small contrasts give
good results for reflection coefficients ranging from0, 2 to 0, 2.
The approximations for small offsets work well for incident angles below
30°, when the contrasts are small.
The techniques of amplitude variation with the incident angle (AVA) or with
the offset (AVO) can be used to extract elastic parameters. The use of linearized
expressions simplifies the process but it involves limitations. Three elastic
parameters can be extracted. The first parameter generally represents the
impedance contrast, the second parameter is related to the difference in
Poisson's ratio across the interface and the third parameter represents the
change in the P-velocity. The method of Singular Value Decomposition (SVD)
can be used in order to evaluate the sensitivity of the inversion. It was
observed that the first parameter is well solved. A second parameter can
be resolved depending on the range of incident angle. The determination of
a third parameter for the small contrast approximations is more difficult
because of its low energy.
Inverting synthetic data with a priory information was done using the generalized
inverse matrix calculated by SVD. The determination of the first parameter
is well done, with errors less than To. The errors in the determination of
the second parameter are less than 10%. The determination of the third parameter
is improved by truncating very small eigenvalues. Inverting data for a reservoir
with different types of fluid such as water, oil and gas shows that the
expression of Shuey (1985) and the expression of Verm and Hilterman (1994)
are more sensitive to the kind of fluid in the reservoir.
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