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https://repositorio.ufba.br/handle/ri/35608
metadata.dc.type: | Tese |
Título : | Abordagens para imageamento eficiente na inversão acústica linear e não-linear |
Otros títulos : | Approaches for efficient imaging in linear and non-linear acoustic inversion |
metadata.dc.creator: | Farias, Fernanda Figueiredo |
metadata.dc.contributor.advisor1: | Pestana, Reynam da Cruz |
metadata.dc.contributor.referee1: | Pestana, Reynam da Cruz |
metadata.dc.contributor.referee2: | Dias, Bruno Pereira |
metadata.dc.contributor.referee3: | Schleicher, Jörg |
metadata.dc.contributor.referee4: | Costa, Jessé Carvalho |
metadata.dc.contributor.referee5: | Araújo, Edvaldo Suzarthe de |
metadata.dc.description.resumo: | Tentativas de obter informações da subsuperfície da Terra, usualmente requerem simulações numéricas acuradas da equação da onda, essenciais nos processos de inversão que em geral têm como objetivo final a construção do modelo de velocidade ou o imageamento sísmico. Nesta tese, são abordados temas que visam tornar tanto a inversão linear, que usa a aproximação de Born como modelagem, quanto a inversão não linear, que usa a equação completa da onda, de maneira mais eficiente ou podem produzir imagens com melhor resolução espacial quando comparadas aos métodos convencionais. No caso da inversão não linear, a questão abordada tratou especificamente de sua aplicação a uma região reduzida do modelo de velocidades, uma situação comum em que o geocientista está interessado nas variações das propriedades físicas nas proximidades do reservatório, e como essas variações ocorrem em levantamentos seguintes, como nas análises de sísmica 4D, por exemplo. Comparando duas estratégias diferentes para calcular o campo de ondas localmente, notou-se que calcular o campo de ondas localmente de maneira numericamente exata não trouxe mudanças significativas quando comparada a inversão que despreza iterações do campo de onda local com o modelo exterior, sendo mais proveitoso deter-se a implementação mais simples do método de injeção por diferenças finitas. Sobre as questões abordadas para melhorar o desempenho da migração reversa no tempo por mínimos quadrados, foram analisadas duas maneiras de melhorar a resolução atingida, a primeira se concentrou em usar dados de campo direcional em conjunto com os usualmente usados dados de pressão. Dado que o adjunto do operador de modelagem Born quando carrega adequadamente esses dados direcionais, usa a energia do fantasma do receptor durante o imageamento, atenuando o ruído comumente visto em dados com baixa cobertura de receptores. Esta técnica já havia sido aplicada anteriormente para migração RTM convencional e para a inversão da forma de onda, nesta tese encontra-se a extensão dessa abordagem para a migração reversa no tempo por mínimos quadrados. A segunda abordagem proposta para acelerar a convergência da migração reversa no tempo por mínimos quadrados, consistiu em aplicar um otimizador estocástico que leva em conta uma aproximação da Hessiana, e foi originalmente proposto para problemas de aprendizagem de máquina. Neste caso, foi feito uso da biblioteca conhecida como Devito, capaz de gerar código que envolvem a discretização de equações diferencias de maneira eficiente, incluindo o uso de GPUs. Sendo o Devito escrito em na linguagem Python, torna conveniente a adoção de métodos aplicados em áreas populares como o aprendizado de máquina. |
Resumen : | Attempts to obtain information from the Earth's subsurface usually require accurate numerical simulations of the wave equation, essential in the inversion processes which has as final goal the construction of the velocity model or the seismic imaging. In this thesis, topics are addressed that aim to make both the linear inversion, which uses the Born approximation as well as the nonlinear inversion, which uses the complete wave equation more efficiently or can produce better resolved images when compared to conventional methods. In the nonlinear inversion case, the question addressed here is based on its application to a reduced portion of the velocity model, a common situation where the geoscientist is interested in the variations of physical properties in the vicinity of the reservoir, and how these variations occur in subsequent surveys, such as in 4D seismic analyses, for example. Comparing two different strategies to calculate the wavefield locally, it was noted that calculating it in a numerically exact way did not bring significant improvements, when compared to inversion that neglects iterations of the local wavefield with the external model, being more sutable to stop at the simplest implementation of the finite differences injection method. On issues addressed to improve performance of the least-squares reverse time migration, two ways of improving the spatial resolution were addresed, the first focused on using the directional wavefield in conjunction with the commonly used pressure field. Since the adjoint of the Born modeling operator when properly handling this directional data, uses the energy of the receiver ghost during imaging, attenuating the noise commonly seen in data with low receiver coverage. This technique has been applied before for conventional reverse time migration and for the full waveform inversion, this thesis extends this approach to the least-squares reverse time migration. The second proposed approach to accelerate convergence also in the least-squares reverse time migration, consisted of applying a stochastic optimizer that takes into account an approximation of the Hessian, and was originally proposed for machine learning problems. In this case, the Devito framework was used, as it is capable of generating as efficient code involving the discretization of differential equations, including the use of GPUs. Being Devito written in Python language makes it convenient to use it along with techniques involving the quite popular machine learning. |
Palabras clave : | Modelagem sísmica Imageamento Migração por mínimos quadrados Inversão Geofísica |
metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOFISICA::GEOFISICA APLICADA |
metadata.dc.language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Editorial : | Universidade Federal da Bahia |
metadata.dc.publisher.initials: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Geociências |
metadata.dc.publisher.program: | Pós-Graduação em Geofísica (PGEOF) |
Citación : | FARIAS, Fernanda Figueiredo. Abordagens para imageamento eficiente na inversão acústica linear e não-linear. 2022. 120 f. Tese (Doutorado em Geofísica) - Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Ba, 2022. |
URI : | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/35608 |
Fecha de publicación : | 5-abr-2022 |
Aparece en las colecciones: | Tese (PGGEOFISICA) |
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