Produção Científica



Artigo em Revista
09/10/2010

Estudo de formas implementacionais da equação da onda imagem para remigração na profundidade.
Neste trabalho estudamos teórica e numericamente novas formas implementacionais da equação da onda imagem para remigração em profundidade. Trata-se de uma equação diferencial parcial de segunda ordem semelhante à equação da onda acústica. Determinamos, além da consistência e da estabilidade, as condições de dispersão e dissipação de seis esquemas de diferenças finitas para esta equação em diversas formas obtidas por mudanças de variáveis. Estas condições não podem ser satisfeitas simultaneamente, ie., um resultado preciso não é de fácil obtenção. Testes numéricos confirmam os resultados teóricos da estabilidade para três esquemas, mas falham nos outros. Os esquemas avançados na variável da velocidade e avançados ou atrasados em profundidade foram os que tiveram os resultados mais proveitosos, pois estes esquemas satisfazem as previsões teóricas quanto à sua estabilidade e podem ser utilizados para realizar a propagação da onda imagem, sendo o primeiro para velocidades crescentes e o segundo para velocidades decrescentes.
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09/10/2010

Wave equation depth migration using complex Padé approximation.
Propomos um novo método de migração em profundidade baseado na solução da equação da onda com densidade constante no domínio da freqüência. Uma aproximação de Padé complexa é usada para aproximar o operador de evolução aplicado na extrapolação do campo de ondas. Esse método reduz as imprecisões e instabilidades devido às ondas evanescentes e produz imagens com menos ruídos numéricos que aquelas obtidas usando-se a aproximação de Padé real para o operador exponencial, principalmente em meios com fortes variações de velocidades. Testes em dados de afastamento nulo do modelo de sal SEG/EAGE e nos dados de tiro comum 2-D Marmousi foram realizados. Os resultados obtidos mostram que o método de migração proposto consegue lidar com fortes variações laterais e também tem uma boa resposta para refletores com mergulhos íngremes. Os resultados foram comparados àqueles resultados obtidos com os métodos split-step Fourier (SSF), phase shift plus interpolarion (PSPI) e Fourier diferenças-finitas (FFD).
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09/10/2010

Filtragem SVD aplicada à melhoria do rastreamento de horizontes sísmicos.
No presente artigo apresentamos uma aplicação da filtragem SVD (Singular Value Decomposition ) para o mapeamento automático de horizontes sísmico. A filtragem SVD pode ser vista como um método de filtragem multicanal onde cada traço filtrado guarda certo grau de coerência com os traços imediatamente vizinhos. Esta filtragem preserva as relações de amplitude, fase e correlação espacial dos eventos sismicos, ao tempo em que permite eliminar o ruído incoerente, normalmente associado aos últimos autovalores. A decomposição SVD é realizada sobre o subconjunto de traços vizinhos a cada traço da linha sísmica 2D ou de um volume 3D. O traço filtrado é obtido utilizando apenas alguns dos autovetores e autovalores associados. Ilustramos a aplicação do método sobre dados sísmicos terrestres. A melhoria da coerência dos eventos sísmicos permitiu maior robustez ao autotracking no mapeamento e interpretação automática dos horizontes sísmicos. A filtragem SVD e ́ computacionalmente eficiente e tem o mérito de melhorar significativamente a coerência, a consistência e a continuidade dos eventos de reflexão facilitando muito o “trabalho”, do tracker na busca de padrões no processo de autotracking.
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09/10/2010

Traveltime approximations for q-P waves in vertical transversely isotropy media.
As exploration targets have become deeper, cable lengths have increased accordingly, making the conventional two term hyperbolic traveltime approximation produce increasingly erroneous traveltimes. To overcome this problem, many traveltime formulas were proposed in the literature that provide approximations of different quality. In this paper, we concentrate on simple traveltime approximations that depend on a single anisotropy parameter. We give an overview of a collection of such traveltime approximations found in the literature and compare their quality. Moreover, we propose some new single-parameter traveltime approximations based on the approximations found in the literature. The main advantage of our approximations is that some of them are rather simple analytic expressions that make them easy to use, while achieving the same quality as the better of the established formulas.
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09/10/2010

Anisotropic complex Pade hybrid finite-difference depth migration.
Standard real-valued finite-difference (FD) and Fourier finite-difference (FFD) migrations cannot handle evanescent waves correctly, which can lead to numerical instabilities in the presence of strong velocity variations. A possible solution to these problems is the complex Padé approximation, which avoids problems with evanescent waves by rotating the branch cut of the complex square root. We have applied this approximation to the acoustic wave equation for vertical transversely isotropic media to derive more stable FD and hybrid FD/FFD migrations for such media. Our analysis of the dispersion relation of the new method indicates that it should provide more stable migration results with fewer artifacts and higher accuracy at steep dips. Our studies lead to the conclusion that the rotation angle of the branch cut that should yield the most stable image is 60° for FD migration, as confirmed by numerical impulse responses and work with synthetic data.
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09/10/2010

Including Lateral Velocity Variations into True-amplitude Common-Shot Wave-equation Migration.
In heterogeneous media, standard one-way wave equations describe only the kinematic part of one-way wave propagation correctly. For a correct description of amplitudes, the one-way wave equations must be modified. In media with vertical velocity variations only, the resulting true-amplitude one-way wave equations can be solved analytically. In media with lateral velocity variations, these equations are much harder to solve and require sophisticated numerical techniques. We present an approach to circumvent these problems by implementing approximate solutions based on the one-dimensional analytic amplitude modifications. We use these approximations to show how to modify conventional migration methods such as split-step and Fourier finite-difference migrations in such a way that they more accurately handle migration amplitudes. Simple synthetic data examples in media with a constant vertical gradient demonstrate that the correction achieves the recovery of true migration amplitudes. Applications to the SEG/EAGE salt model and the Marmousi data show that the technique improves amplitude recovery in the migrated images in more realistic situations.

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09/10/2010

Obliquity-correction imaging condition for reverse time migration.
The quality of seismic images obtained by reverse time migration (RTM) strongly depends on the imaging condition. We propose a new imaging condition that is motivated by stationary phase analysis of the classical crosscorrelation imaging condition. Its implementation requires the Poynting vector of the source and receiver wavefields at the imaging point. An obliquity correction is added to compensate for the reflector dip effect on amplitudes of RTM. Numerical experiments show that using an imaging condition with obliquity compensation improves reverse time migration by reducing backscattering artifacts and improving illumination compensation.
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09/10/2010

The role of fluids in triggering earthquakes: observations from reservoir induced seismicity in Brazil.
We relocate precisely micro-earthquakes induced by the Açu reservoir in Brazil and observe seismicity migration consistent with pore-pressure diffusion on a single fault zone. Fluids are believed to play a major role in triggering tectonic earthquakes; reservoir induced seismicity provides a natural laboratory in which to investigate the spatio-temporal evolution and triggering of earthquakes caused by fluid and pore-pressure diffusion. Between 1994 and 1997, 267 earthquakes (ML≤ 2.1) were recorded and located beneath the Açu reservoir. The seismicity increased several months following annual water level peaks, implying that pore-pressure diffusion is the principal triggering mechanism. The small station spacing and very low-attenuation, Precambrian basement, rock enabled starting earthquake locations with uncertainties of only a few hundred metres. We relocate 155 earthquakes from the largest cluster at Açu using waveform cross-correlation to obtain groups of similar events. We use these groups to improve the pick accuracy (to subsample accuracy in 200 sample per second data), and then invert for more accurate hypocentral locations. Our uncertainties are on the order of 10 m, and our locations are more tightly clustered. We observe temporal migration of the earthquakes, both along strike, and to increasing depth. We observe a seismicity migration rate between 15 and 58 m d–1. The rate is highest during the time of peak seismicity rate, and there is some suggestion that the rate decreases with increasing depth. Peak depth in seismicity is reached 175 d after the water peak, that is 192 d after the water low, and the maximum depth then decreases at a similar rate to the rate of increase. Our observations are consistent with triggering by pore-pressure diffusion within a heterogeneous fault zone with an average hydraulic diffusivity of ∼0.06 m2 s–1 and fracture permeability of ∼6 × 10−16 m2.
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09/10/2010

Detecção de camadas delgadas usando sísmica de reflexão.
A melhoria da resolução vertical no dado sísmico tem se constituído em um dos maiores desafios para o método de reflexão sísmica. O grande problema está relacionado à maior perda das amplitudes das altas freqüências, quando comparada às baixas, durante a propagação da onda. Isto faz com que na composição final do pulso sísmico a contribuição das baixas freqüências seja maior do que a das altas. Em princípio, isto não deveria se constituir em obstáculo para a recuperação plena do espectro, na medida em que o processamento sísmico dispõe de várias ferramentas para a equalização de todas as freqüências presentes no volume sísmico. O que impede que essas ações logrem êxito é a presença de um ruído com comportamento randômico, o que faz com que exista uma freqüência limite, freqüência crítica, a partir da qual não é possível recuperar o sinal de forma a efetivamente contribuir para o encurtamento do pulso no tempo. Tentativas de contornar este problema, a partir da atenuação do ruído aleatório, têm se mostrado insuficientes. A alternativa a estas tentativas é o aumento da multiplicidade de empilhamento. Como a perda de amplitude com a freqüência é uma relação exponencial, é necessária multiplicidade extremamente elevada para que o ganho seja efetivo. A capacidade de utilização de altíssimas multiplicidades é exatamente a grande virtude da técnica CRS (Common Reflection Surface). Neste trabalho propomos a combinação do método CRS com o chamado balanceamento espectral (spectral whitening), para a recuperação de altas freqüências, com o objetivo de aumentar ganhos na resolução vertical e, como conseqüência, propiciar melhor discriminação de reservatórios delgados. Os primeiros testes em dados sintéticos e reais apresentados neste trabalho são bastante encorajadores e permitem concluir que a estratégia proposta tem bom potencial de aplicação prática.
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09/10/2010

Intraplate earthquake swarm in Belo Jardim, NE Brazil: reactivation of a major Neoproterozoic shear zone (Pernambuco Lineament).
Intraplate earthquakes in stable continental areas have been explained basically by reactivation of pre-existing zones of weakness, stress concentration, or both. Zones of weakness are usually identified as sites of the last major orogeny, provinces of recent alkaline intrusions, or stretched crust in ancient rifts. However, it is difficult to identify specific zones of weakness and intraplate fault zones are not always easily correlated with known geological features. Although Northeastern Brazil is one of the most seismically active areas in the country (magnitudes 5 roughly every 5 yr), with hypocentral depths shallower than ∼10 km and seismic zones as long as 30–40 km, no clear relationship with the known surface geology can be usually established with confidence, and a clear identification of zones of weakness has not yet been possible. Here we present the first clear case of seismic activity occurring as reactivation of an old structure in Brazil: the Pernambuco Lineament, a major Neoproterozoic shear zone. The 2004 earthquake swarm of Belo Jardim (magnitudes up to 3.1) and the recurrent activities in the nearby towns of São Caetano and Caruaru (magnitudes up to 4.0 and 3.8), show that the Pernambuco Lineament is a weak zone. A local seismic network showed that the Belo Jardim swarm of 2004 November occurred by normal faulting on a North dipping, E–W oriented fault plane in close agreement with the E–W trending structures within the Pernambuco Lineament. The Belo Jardim activity was concentrated in a 1.5 km (E–W) by 2 km (downdip) fault area, and average depth of 4.5 km. The nearby Caruaru activity occurs as both strike-slip and normal faulting, also consistent with local structures of the Pernambuco Lineament. The focal mechanisms of Belo Jardim, Caruaru and S. Caetano, indicate E–W compressional and N–S extensional principal stresses. The NS extension of this stress field is larger than that predicted by numerical models such as those of Coblentz & Richardson and we propose that additional factors such as flexural stresses from the nearby Sergipe-Alagoas marginal basin could also affect the current stress field in the Pernambuco Lineament.
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