Produção Científica
Dissertação de Mestrado
| Análises espectral, fractal e multivariada: aplicações em dados climáticos e de perfis de poços de Moçambique Esta dissertação aplica as análises espectral e fractal em séries climatológicas e as análises de agrupamento e discriminante em perfis geofÃsicos de poços. O primeiro caso teve como objetivo estudar a dinâmica climática da região sul de Moçambique, especificamente para determinar a periodicidade, persistência, tendência e variabilidade ao longo termo das séries de precipitação e de temperaturas extremas do perÃodo de 1960-2018. Os resultados das análises são relaci- onados com as atuais observações e projeções globais do clima constantes no quinto relatório de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC-AR5) sobre a região da Ãfrica Austral que inclui Moçambique. Em geral, o sinal de mudança climática em Moçambique é visÃvel, e as tendências convergem para aquelas reportadas pelo IPCC-AR5. A aplicação das análises de agrupamento e discriminante em perfis de poços teve como objetivo determinar o perfil litológico e contatos fluidos em reservatórios. Foram utilizados dados de perfis de cinco poços perfurados sobre a Bacia sedimentar do Rovuma - Moçambique. Para a discriminação, um poço de referência foi escolhido para treinamento, e as funções obtidas a partir deste são aplicadas aos demais poços. O processo classificatório foi desmembrado em três fases principais. Os dois métodos foram aplicados de forma paralela e os resultados são confrontados em cada fase classificatória. De modo geral os dois métodos convergiram na definição litológica e na identificação dos fluidos. Os reservatórios da região são predominantemente saturados de gás. |
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Dissertação de Mestrado
| Processamento de dados sÃsmicos para detecção de possÃveis reservatórios não convencionais de gás na Bacia do Recôncavo Atualmente os reservatórios não convencionais tornaram-se muito atrativos para a industria, entre os não convencionais existe o shale gás (gás presente em folhelho). O objetivo deste trabalho é, através do estudo de atributos sÃsmicos em um cubo processado, obter uma região de interesse, o Sweet Spot . Para tanto foi realizado um processamento sÃsmico composto por um fluxograma simples de processamento e uma analise dos atributos de frequência média, COT e TecVA. A analise de COT foi obtida através de uma relação linear entre impedância acústica e COT, calculada utilizando o método Total Least Square (mÃnimos quadrados totais) para minimização do erro em ambas as dimensões. Neste Trabalho foi utilizado o cubo de aquisição sÃsmica 3D 0026 CEXIS da Bacia do Recôncavo e 14 poços que foram utilizados para linearização do COT. Na literatura, espera-se para reservatórios não convencionais valores de 4 % de COT, em uma região de hidrocarbonetos maturados. Com o estudo realizado foi possÃvel identificar uma região de interesse de exploração, porem com grandes ressalvas à qualidade dos resultados obtidos comparados com o que é informado pela literatura, fazendo uma consideração para regiões de 1 % de COT. |
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Dissertação de Mestrado
| Métodos para filtragem e representação tempo-frequência - aplicação no processamento de dados sÃsmicos da Bacia do Recôncavo O tratamento de dados sÃsmicos não é uma tarefa fácil, pois em meio à s reflexões de interesse existem diversos ruÃdos, em todas as porções do dado sÃsmico. Os objetivos deste trabalho são: processar dados sÃsmicos terrestres com a mÃnima presença de ruÃdos que camufla as reflexões e gerar painéis de atributos sÃsmicos com boa resolução, que possam auxiliar a interpretação e reduzir ambiguidades. Para atenuar o ground roll, principal ruÃdo nos dados terrestres, utilizamos o método de filtragem Singular Spectrum Analysis Recursivo Iterativo (SSA-RI) e propomos um novo método denominado Média Recursiva Iterativa (M-RI), também usado para decompor os dados em bandas de energia. Com a aplicação de ambos os métodos, no domÃnio t − x, o ground roll foi devidamente atenuado. Ao utilizá-los nos domÃnios f − x e t − k, foi possÃvel capturar a coerência lateral e eliminar resÃduos que não se correlacionavam espacialmente. Após as filtragens e demais etapas do processamento, na tentativa de revelar informações valiosas para auxiliar na caracterização de reservatórios, geramos atributos sÃsmicos instantâneos e médios instantâneos derivados da distribuição de Wigner-Ville. |
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Dissertação de Mestrado
| Processamento e interpretação de dados sÃsmicos associados à folhelhos gasógenos na Bacia do Recôncavo O atual interesse em explorar reservatórios não convencionais na Bacia do Recôncavo, devido ao seu alto potencial em gás de folhelho, busca superar dificuldades na caracterização do reservatório alvo devido a baixa razão sinal/ruÃdo dos dados sÃsmicos. Para isso deve-se realizar um processamento sÃsmico ótimo para reservatórios de gás de folhelho, sendo este o principal objetivo do trabalho com foco em dados sÃsmicos 3D. Para otimizar a resolução dos dados, alguns métodos de filtragem são introduzidos durante as etapas do processamento sÃsmico. Entre as técnicas de filtragem apresentadas, encontra-se o Singular Spectrum Analysis que baseado na decomposição SVD, tem como objetivo atenuar a presença do ruÃdo de baixa-frequência, o ground roll. Outra técnica ´e a deconvolucão, cujo objetivo ´e aumentar a resolução vertical principalmente na região mais rasa dos dados. Após o processamento sÃsmico 3D busca-se caracterizar regiões contendo possÃveis reservatórios de shale gás. Para isso pode-se aproveitar informações de poços realizando amarrações sÃsmica-poço. Entretanto, em algumas regiões, a identificação dos padrões sÃsmicos relacionados ao shale gás não é clara, por isso a utilização dos atributos sÃsmicos podem ser utilizados para diminuir incertezas e suposições, permitindo uma melhor interpretação das regiões de interesse. Para realização deste trabalho são utilizados os softwares de processamento Seisspace, Seismic Unix, a linguagem de programação fortran, e o software DUG Insight para a etapa de amarração sÃsmica-poço. |
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Artigo em Revista
| Time-migration velocity estimation using Fréchet derivatives based on nonlinear kinematic migration/demigration solvers Advanced seismic imaging and inversion are dependent on a velocity model that is sufficiently accurate to render reliable and meaningful results. For that reason, methods for extracting such velocity models from seismic data are always in high demand and are topics of active investigation. Velocity models can be obtained from both the time and depth domains. Relying on the former, time migration is an inexpensive, quick and robust process. In spite of its limitations, especially in the case of complex geologies, time migration can, in many instances (e.g. simple to moderate geological structures), produce image results compatible to the those required for the project at hand. An accurate time-velocity model can be of great use in the construction of an initial depth-velocity model, from which a high-quality depth image can be produced. Based on available explicit and analytical expressions that relate the kinematic attributes (namely, traveltimes and local slopes) of local events in the recording (demigration) and migrated domains, we revisit tomographic methodologies for velocity-model building, with a specific focus on the time domain, and on those that makes use of local slopes, as well as traveltimes, as key attributes for imaging. We also adopt the strategy of estimating local inclinations in the time-migrated domain (where we have less noise and better focus) and use demigration to estimate those inclinations in the recording domain. On the theoretical side, the main contributions of this work are twofold: 1) we base the velocity model estimation on kinematic migration/demigration techniques that are nonlinear (and therefore more accurate than simplistic linear approaches) and 2) the corresponding Fréchet derivatives take into account that the velocity model is laterally heterogeneous. In addition to providing the comprehensive mathematical algorithms involved, three proof-of-concept numerical examples are demonstrated, which confirm the potential of our methodology. |
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Artigo em Revista
| EXTENDING THE USAGE OF GRAPHICS PROCESSING UNITS ON THE CLOUD FOR COST SAVINGS ON SEISMIC DATA REGULARIZATION The usage of graphics processing units is already known as an alternative to traditional multi-core CPU processing, offering faster performance in the order of dozens of times in parallel tasks. Another new computing paradigm is cloud computing usage as a replacement to traditional in-house clusters, enabling seemingly unlimited computation power, no maintenance costs, and cutting-edge technology, dynamically on user demand. Previously those two tools were used to accelerate the estimation of Common Reflection Surface (CRS) traveltime parameters, both in zero-offset and finite-offset domain, delivering very satisfactory results with large time savings from GPU devices alongside cost savings on the cloud. This work extends those results by using GPUs on the cloud to accelerate the Offset Continuation Trajectory (OCT) traveltime parameter estimation. The results have shown that the time and cost savings from GPU devices’ usage are even larger than those seen in the CRS results, being up to fifty times faster and sixty times cheaper. This analysis reaffirms that it is possible to save both time and money when using GPU devices on the cloud and concludes that the larger the data sets are and the more computationally intensive the traveltime operators are, we can see larger improvements. |
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Artigo em Revista
| A statistics-based descriptor for automatic classification of scatterers in seismic sections Discontin uities and small structures induce diffractions on seismic or ground-penetrating radar (GPR) acquisitions. Therefore, diffraction images can be used as a tool to access valuableinformation concerning subsurface scattering features, such as pinch outs, fractures, and edges. Usually, diffraction-imaging methods operate on diffraction events previously detected. Pattern-recognition methods are efficient to detect, image, and characterize diffractions. The use of this kind of approach, though, requires a numerical description of image points on a seismic section or radargram. We have investigated a new descriptor for seismic/GPR data that distinguishes diffractions from reflections. The descriptor consists of a set of statistical measures from diffraction operators sensitive to kinematic and dynamic aspects of an event. We develop experiments in which the proposed descriptor was incorporated into a pattern-recognition routine for diffraction imaging. The obtained method is useful for performing the automatic classification of image points using supervised and unsupervised algorithms, as a complementary step to Kirchhoff imaging. We also develop a new type of filtering, designed to address anomalies on the diffraction operators caused by interfering events. We evaluate the method using synthetic seismic data and real GPR data. Our results indicate that the descriptor correctly discriminates diffractions and shows promising results for low signal-to-noise-ratio situations. |
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Artigo em Revista
| Numerical modeling of flexural stresses in the upper crust of NE Brazil – Implications for stress regimes in intraplate settings We model the contribution of the stresses generated by the topography and density heterogeneities in the stress field of NE Brazil and the interplay between these and regional stresses. Our model consists of a horizontally layered elastic slab (the lithosphere) that floats above an inviscid fluid (the asthenosphere), where the surface load is generated by the topography and bathymetry, and the internal loads are calculated from the Bouguer anomalies. The deviatoric flexural stresses are calculated in the Fourier domain. Our results showed local flexural stresses with magnitudes comparable to those of the plate-wide stresses, and mainly controlled by the long-wavelength Bouguer anomalies. Scenarios for the total stress field were calculated by superposing different values for an E-W-oriented regional compression. We predict the stress axes orientations and stress regimes for the equatorial margin and the Pernambuco Shear Zone (PESZ) region. However, we highlight the importance of spreading stresses, not considered here, in rotating the maximum horizontal compression (SHmax) predictions. The prediction of stress regime and stress axes orientation in PESZ using low to zero regional compression suggest that a decoupling of the shallow stresses from the plate-wide stresses might occur in this region. Another possible explanation found was that the spreading stresses might counterbalance the regional stresses. We conclude that the superposition of principally flexural and plate-wide stresses explains reasonably the observed stress regimes and SHmax orientations in a great part of NE Brazil. Furthermore, flexural stresses are playing an important role in the reactivation of the PESZ, possibly controlling the stress field. |
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| Geophysical evidence for doming during the Pan-African/Brasiliano orogeny in the Seridó belt, Borborema Province, Brazil The Neoproterozoic Seridó belt located in the Borborema Province, NE Brazil, was deformed and metamorphosed in the Pan-African/Brasiliano orogeny. The basement rocks of the belt were submitted to intense partial melting to form dome-like structures as documented in the Santa Luzia anatetic dome. The aeromagnetic map of the Seridó belt shows a long-wavelength anomaly with elongated sigmoidal shape, whose limits coincide with shear zones. Comparison with gravity data shows that both anomalies share common sources, which are felsicrocks more magnetic and less dense than the surrounding crust. Correlation with geology shows that the geophysical anomalies are associated with magnetite-rich migmatites and granites. We modelled the geophysical datasets using magnetic susceptibility and density values from measurements in cores of a stratigraphic borehole. The results are consistent with a migmatite-dome system formed in the south-central part of the belt. This large-scale crustal structure is composed of elongated internal domes, which were geophysically modelled as four anomalous bodies, that resulted from partial melting of rocks mostly of the basement. The anomalies define an elongated migmatite-dome system with the main axis in the NNE-SSW direction that progressively bends to EW approaching to the Patos shear zone, thus indicating that this shear zone had a key role in shaping the domic structure. The migmatitic domes of the Seridó belt compose a fault-related dome system, formed in association with the broad strike-slip shear zone array of the Patos-Seridó system, which evolved through the crustal extrusion resulting from the continental collisions that amalgamated West Gondwana in the Ediacara. |
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Artigo em Revista
| Parallel Source Scanning Algorithm using GPUs The use of methods using waveform stacking are nowadays more common in microseismic monitoring applications because they avoid manual or automatic phase picking. The Source Scanning Algorithm (SSA) is a widely known technique in which the source location is estimated using a brightness function obtained from stacking the normalized absolute amplitude seismograms recorded at several stations. The SSA has the advantage of the straightforwardness of its implementation but has the inconvenience of being computationally costly even for small-scale experiments. Our approach is then to parallelize the sequential SSA using graphics processing units (GPUs), and we named this parallel version pSSA. We have parallelized the Stacking step of the SSA Algorithm because this is by far the most computationally demanding Step. This can be done efficiently because of the spatial independence of the data. In our test cases we performed sequential and parallel computations of the SSA and pSSA in two different platforms. Additionally, we compared the performance of pSSA with a parallel implementation using OpenMP. We demonstrate that pSSA has produced speedups up to 125× as compared to the sequential version. We implemented a client–server architecture to receive and process the data. This architecture can treat with various simultaneous clients and also with out-of-order data packets. This allows for re-sending lost or corrupted data. We anticipate that pSSA has the impact of allowing SSA like algorithm to be used in microseismic experiment design and the use of on-site real-time denoising techniques, as well as the potential of being used in traffic light warning systems for fluid injection operations. |
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