FONTE MULTIFOCAL E MIGRAÇÃO RTM APLICADOS A ESTRUTURAS GEOLÓGICAS COMPLEXAS

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1 Copyright 004, Instituto Brasileiro e Petróleo e Gás - IBP Este Trabalho Técnico Científico foi preparao para apresentação no 3 Congresso Brasileiro e P&D em Petróleo e Gás, a ser realizao no períoo e a 5 e outubro e 005, em Salvaor. Este Trabalho Técnico Científico foi selecionao e/ou revisao pela Comissão Científica, para apresentação no Evento. O conteúo o Trabalho, como apresentao, não foi revisao pelo IBP. Os organizaores não irão trauzir ou corrigir os textos recebios. O material conforme, apresentao, não necessariamente reflete as opiniões o Instituto Brasileiro e Petróleo e Gás, Sócios e Representantes. É e conhecimento e aprovação o(s) autor(es) que este Trabalho será publicao nos Anais o 3 Congresso Brasileiro e P&D em Petróleo e Gás FONTE MULTIFOCAL E MIGRAÇÃO RTM APLICADOS A ESTRUTURAS GEOLÓGICAS COMPLEXAS Josias Silva, Elues Martins, Bruno Menes, Jorge Costa, Luiz Lanau 1, Djalma M. S. Filho 1 Grupo Interisciplinar e Moelagem e Bacias/COPPE/UFRJ, Ci. Universitária, CT, BL-H (anexo), Ilha o Funão, Rio e Janeiro-RJ, jsilva@labm.coppe.ufrj.br CENPES/PETROBRAS, Ciae Universitária, Q-7, Ilha o Funão, Rio e Janeiro-RJ, jalma@petrobras.com.br Resumo A migração RTM ( reverse time migration ) tem mostrao ser eficiente em iversas aplicações entro a moelagem sísmica. Vários trabalhos têm sio publicaos apresentano bons resultaos no imageamento e estruturas complexas, principalmente em moelos com granes variações laterais e velociae. No entanto, o custo computacional para efetuar a migração os iversos sismogramas registraos na superfície o levantamento aina é alto. Neste trabalho foi feita uma comparação entre a migração convencional (tiro-a-tiro) e a migração multifocal, one os sismogramas são somaos antes a migração. Para efeito e comparação foi realizaa também uma simulação e ona plana etonano toas as fontes ao mesmo tempo. Os resultaos obtios são comparaos em termos e resolução e tempo e processamento. Palavras-Chave: Migração RTM; moelagem sísmica; fonte multifocal Abstract The Reverse Time Migration has shown to be efficient in many applications insie of the seismic moeling. Some works have been publishe presenting goo results in the imaging of complex structures, mainly in moels with great lateral variations of velocity. However, the computational cost to process the migration of iverse seismogram registere in the surface is still high. In this work a comparison between the conventional migration (shotthe-shot) an the multi source migration was mae, where the seismogram are ae before the migration. For comparison effect a simulation of plain wave was carrie through also etonating all the sources at the same time. The gotten results are compare in terms of resolution an time of processing. Keywors: Reverse-time migration, seismic moeling, multi source seismic

2 1. Introução A migração RTM convencional utilizaa hoje na inústria o petróleo é feita a partir o omínio comum o tiro ou receptor. Tal migração é estabelecia a partir o teorema a reciprociae a função e Green. De uma forma simplificaa poe-se izer que o métoo a migração reversa no tempo se resume a um problema e conição contorno associao a uma conição e imagem. One, a conição e contorno é o registro o campo e pressão feito na superfície pelos geofones ou hirofones e, a conição e imagem é o tempo e trânsito a ona ireta para caa posição o moelo. Desta forma, o sismograma registrao na superfície é re-injetao no moelo o tempo final (t f ) até ao tempo inicial (t=0). Uma as suas principais vantagens é que neste métoo poe-se utilizar a equação a ona completa (Cunha, 003), com isto, poe-se migrar refletores com qualquer inclinação, entretanto, para se evitar reflexões múltiplas originaas no processo e migração, é necessário que a epropagação o campo se faça em apenas uma ireção. Para isso, o moelo e impeância acústica eve ser suavizao. Quano se consiera ensiaes constantes, esta suavização poe ser realizaa sobre o campo e vagarosiae (=1/vel) (Farias, 1986). Outra vantagem é que a migração RTM apresenta bons resultaos em moelos complexos com granes variações laterais e velociae. A esvantagem é que apesar os clusters e computaores utilizaos hoje em ias, o processo é custoso em termos e velociae e processamento. O objetivo este trabalho é e aplicar o conceito e fonte multifocal introuzio por Farias (1986) e Cunha (003) em um moelo geológico complexo. A iferença neste tipo e simulação é que os isparos são realizaos toos e uma só vez, gerano assim uma ona plana que se esloca ao longo o moelo. Too o processo e imageamento eve então ser feito consierano esta ona plana. Por exemplo, os tempos a chegaa a ona ireta em caa posição a malha (TD s) são calculaos um única vez para migração e toos os tiros. O moelo e velociae utilizao é o Marmousi (Figura 1). Este moelo sintético gerao pelo Instituto Francês e Petróleo é um exemplo e estruturas complexas em sub-superfície baseao na geologia offshore a Bacia e Cuanza, Angola (Versteeg & Grau, 1990). O moelo e velociae suavizao (Figura ) foi utilizao para a realização o cálculo a ona ireta (conição e imagem associaa à primeira chegaa) e para o processo e epropagação os aos na migração. A forma e eterminação os tempos e chegaa a ona ireta foi realizaa e acoro com o proposto por Silva (00) one se consiera a variação temporal a amplitue a primeira quebra com o objetivo e retirar os artefatos normalmente encontraos quano apenas registramos a máxima amplitue o campo e ona. A geometria e o moelo e velociae foram criaos para prouzir um ao sísmico complexo que exige técnicas e processamento avançaas para o correto imageamento as estruturas (Mora, 00). Os parâmetros o moelo e os utilizaos na simulação estão listaos na Tabela 1. Tabela 1. Parâmetros o moelo e aquisição utilizaos nas simulações Parâmetros o Moelo e Aquisição Número e amostra 58 Número e traços 760 Número e tiros 760 Intervalo entre receptores Intervalo entre pontos Velociae máxima 5500 m/s Velociae Mínima 1500 m/s Intervalo entre tiros Intervalo e amostragem 0.4 ms Tempo total e registro 6.0 s Freqüência De corte 8 Hz Figura 1. Moelo e velociae. Figura. Moelo suavizao. Foi feita a iscretização a equação a ona pelo métoo as iferenças finitas com aproximações e seguna orem para as erivaas temporais e quarta orem para as espaciais.

3 . Metoologia A metoologia utilizaa para realização a moelagem para um tiro e para a ona plana, one toos os tiros são etonaos e uma única vez, segue a mesma seqüência, exceto pelo fato e que na ona plana a quantiae e passos é bastante inferior, conseqüentemente, menor custo computacional..1. RTM Convencional Neste caso para caa um os pontos e tiro na profuniae e observação (j obs ) é feita uma etonação a fonte e registrao uma matriz e tempo e trânsito a ona ireta (t) e, em toos os receptores (x rec ) são registraos o sismograma (sis) que serão inputs para o programa e migração que irá gerar uma seção sísmica em profuniae com uma amostragem e 100%. Após toos os tiros serem migraos estes são somaos e o prouto final é uma seção sísmica com a amostragem proporcional à quantiae e sismogramas (ns). Portanto, pelos princípios e Huygens, a reversibiliae temporal e a reciprociae, matematicamente poemos escrever que: 1 U v U t = f ( t) δ ( x x ) δ ( z ) (1) f z f 1 U U = sis( i, j, ) ( ) obs t δ x x rec () v t Ns M (, ) = U ( i, j, t = t ( x, z )), (3) i j m= 1 mig one, U é a solução a Equação 1 para a propagação o campo e pressão, f(t) é a função fonte e t é o tempo e trânsito a ona ireta a partir a fonte até caa posição (x,z) o moelo. Desta forma, a imagem a seção migraa M (Equação 3) será construía pelo somatório as várias amostras o campo e ona migrao (U mig ) que correspone à solução o processo e migração escrito na Equação. Este proceimento se resume na migração e caa sismograma iniviualmente e epois na soma os resultaos, o que requer muito tempo computacional... RTM Multifocal Praticamente a metoologia usaa neste caso é igual ao caso anterior porém, com a etonação e toas as fontes no mesmo instante, gerano assim, uma ona plana que se esloca para entro o moelo e refletino nas interfaces entre as camaas retornam para os receptores one são registraas no sismograma único. A conição e imagem para o processo e migração é geraa também em uma única etapa. Em um moelo e velociae suavizao, etonam-se toas as fontes e registra-se em uma única matriz (t) o tempo e trânsito entre as fontes e caa posição o moelo. Inicia-se então, o processo e migração os aos registraos no sismograma confrontano com a conição e imagem registraa na matriz t. 3. Resultaos A seguir serão apresentaos os resultaos os processos e migração reversa no tempo para um tiro convencional e para a ona plana. As Figuras 3 e mostram as matrizes e tempo e trânsito a ona ireta. Figura 3. Tempo e trânsito a ona ireta para um tiro convencional e para ona plana. A cor azul inica um menor tempo enquanto a vermelha inica os pontos com maior afastamento a fonte. A Figura 4 apresenta os sismogramas que são originaos a moelagem ireta para um tiro e para a ona plana originaa a partir a fonte multifocal. No caso a moelagem convencional foram registraos 760 sismogramas, 760 matrizes e tempo e conseqüentemente, após o processo e migração foram somaos 760 seções

4 migraas em profuniae. Este processo poe ser otimizao se forem somaos toos os sismogramas e realizar apenas uma migração. Neste caso, a conição e imagem será a usaa no caso a fonte multifocal. Figura 4. Sismogramas para um tiro ao no PT380 e para fonte multifocal. Os resultaos os processos e migração para os 760 tiros e para um único tiro etonano-se toas as fontes em um mesmo instante (ona plana) são apresentaos na Figura 5 e, respectivamente. Figura 5. Resultao final o processo e migração para 760 tiros registraos e forma convencional e para apenas uma fonte multifocal simulano uma ona plana. 4. Conclusões A Tabela resume os custos computacionais para realização os ois processos e migração, convencional e multifocal. A iferença entre os processos é bastante significativa, principalmente quano consieramos que os resultaos são iênticos. Tabela. Custo computacional em minutos. Processo Convencional Multifocal Geração os sismogramas 760*=150 min min Soma os sismogramas 180 min 0 Geração os TD s min min Migração min min Total 1704 min 6 min

5 As seções migraas apresentaas na Figura 5 mostram que o processo multifocal ganha em termos e resolução principalmente na região abaixo as falhas. 8. Referências FARIAS, E. L., Migração antes o empilhamento utilizano propagação reversa no tempo. Tese e mestrao - UFBA, Bahia - Brasil, CUNHA, P. E. M., A multi source version of the reverse time migration (RTM). Eighth International congress of the Brazilian Geophysical Society. Rio e Janeiro Brazil, 003. VERSTEEG, R., e GRAU, G., Practical Aspects of Seismic Data Inversion, the Marmousi Experience: Proceeings of 1990 EAGE Workshop. 5 n Annual Meeting, Soc. Expl. Geophys, MORA, C. B., Marmousi Synthetic Dataset. Stanfor Exploration Project. Report DATALIB, 00. SILVA, J. J., Migração reversa no tempo: resolução em levantamento sísmico interpoços. Tese e Mestrao, COPPE/UFRJ, Rio e Janeiro, Brasil, 00.