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Autor |
Coelho, Dimas F. S. (1986)
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Título |
Modelamento e inversão de sismograma no domínio $ω$-p.
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Data
da aprovação |
28.08.1986
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Banca
examinadora |
Dr. Paul L. Stoffa (Orientador), Dr. Wulf F. Massell, Dr. Tadeusz J. Ulrych.
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Resumo |
A obtenção da impedância (ou
admitância), velocidade (ou
vagarosidade) e densidade do subsolo, diretamente do dado
sísmico,
é um dos objetivos mais perseguidos da pesquisa
geofísica. A
complexidade do problema leva à necessidade de
restriçães na ora de
expressar matematicamente a resposta impulsiva e a sua inversão.
As
restriçães mais comuns são a do meio ser
acústico e a velocidade
variar somente em uma dimensão (profundidade) - daí ser
denotado
como 1-D. Os métodos de modelamento e inversão partem de
dois campos
teóricos fundamentais, um com base na equação da
onda e outro na
equação de Schroedinger. Inicialmente os algoritmos
assumem
ondas planas em incidência normal à interface; com esse
modelo só é
possível recuperar a admitância. Teoricamente a
generalização
para incidência oblíqua permite a separação
dos campos de
vagarosidades e densidades. O domínio $τ$-p se apresenta
como uma
escolha natural para inversão porque nele o dado sísmico
pode ser
decomposto em componentes de ondas planas. Por isso recentemente ele tem
sido bastante empregado nos métodos de inversão.
Além disso neste
domínio há redundância de informação
sísmica, embora
somente as pré-críticas sejam empregadas. Neste trabalho
é
proposto um novo método de inversão de sismograma usando
o dado
sísmico refletido num modelo 1-D, no domínio $ω$-p.
O que o
distingue basicamente dos demais é que nele, além dos
dados antes do
parâmetro do raio crítico poderem serem usados na
inversão,
também os pós-críticos podem ser simultaneamente
empregados.
Outra diferença é que o método separa os campos de
vagarosidade e
densidade a partir da admitância e não da expressão
do coeficiente
de reflexão como uma combinação linear de
densidade e vagarosidade,
usada nos outros métodos. O método usa
formulação recursiva
obtida da equação da onda generalizada para todo
parâmetro do raio
e baseia-se na construção de um conjunto de matrizes de
dados com
estimativas da admitância para várias
combinaçães de
vagarosidade, tempo duplo de trânsito na camada e
parâmetros do raio.
Testes com modelos sintéticos mostram que quando a amostragem de
parâmetros do raio é suficiente o método é
estável para fonte
banda limitada com ou sem ruído adicionado. A principal
limitação está em modelos com vagarosidade muito
pequena (zonas de
alta velocidade). Nesses casos o método não consegue
definir as
vagarosidades.
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Abstract |
To obtain impedances (or admittances), velocities
(or slownesses) and densities of subsurface rocks of the earth directly
from seismic data, is one of the outstanding problems of exploration
geophysics. The difficulty of the problem leads to restrictions in the
mathematical description of the impulse response of the medium. The most
common restrictions are that the medium must be acoustic and that the
velocity vary only in one dimension - namely with depth, but not
laterally. A model with the latter restriction is frequently denoted as
1-D. Modelling and inversion methods have been proposed from two
theoretical viewpoints: the first based on the acoustic wave equation
and
the other on the Schroendinger equation (Inverse Scattering
Methods). Initially both were based on the assumption of normal
incidence
of plane wave reflection. In this case, only the admittance could be
recovered. Theoretically the extension to oblique incidence allow the
separation of the densities and slownesses. Inversion of seismic data
in the $τ$-p domain appears as a natural choice, because the
original seismic
data are decomposed into plane wave components. Also in this domain, the
redundancy of seismic information can be readly exploited, although in
previous work only the precritical data were used. In this work a new
method or inversion is proposed using reflection data for 1-D acoustic
model in the $ω$-p domain.
The main difference from other methods is that in
addition to precritical data, post-critical data are simultaneously
exploited in the inversion. Another difference is that the slowness and
density fields are separated from the admittance and not from the
expression relating reflection coeficients as a linear combination of
densities and slownesses as used in previous methods. The proposed
method
uses a recursive formulation derived from the wave equation for normal
incidence, but generalized for all ray parameters and is based in the
construction of a set of data matrices with the estimated admittances
for
various combinations of slownesses, two way delay times and ray
parameters. Synthetic data have show that when the ray parameter
sampling
in sufficient, the method is stable even if the source is band limited
and in
the presence of additive noise. The main limitation for the estimation
of
slownesses and admittances occurs for layers below a zone of very low
slowness (high velocity zones). In those cases the method cannot define
the slownesses.
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