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Type: TESE DIGITAL
Title: Development and applications of time-frequency based seismic attributes = Desenvolvimento e aplicação de atributos sísmicos baseados em análises tempo-frequencia
Title Alternative: Desenvolvimento e aplicação de atributos sísmicos baseados em análises tempo-frequencia
Author: Honório, Bruno César Zanardo, 1983-
Advisor: Vidal, Alexandre Campane, 1969-
Abstract: Resumo: A imagem sísmica é uma composição de diversas estruturas geológicas as quais geralmente possuem diferentes escalas. Por ser condicionada pela frequência dominante da wavelet sísmica, esta imagem pode mascarar a detecção de características sutis presentes na subsuperfície. Em contrapartida, a decomposição espectral consegue acessar as componentes do sinal sísmico particulares à uma determinada escala e pode ser útil para compreender as variações de forma de onda, a espessura dentro das zonas de interesse do reservatório e, de modo geral, obter uma informação mais valiosa da geologia sob investigação. No presente trabalho, estou interessado em desenvolver abordagens e fluxos de trabalho utilizando atributos sísmicos conjuntos à analises tempo-frequência com o objetivo final de fornecer informações mais detalhadas dos dados sísmicos. Especificamente, (1) propus um procedimento baseado na análise de componentes independentes (ICA), um método estatístico de ordem superior, para lidar com os volumes de iso-frequência gerados pela decomposição espectral, a transformada wavelet contínua (CWT) neste caso. As componentes computadas através da ICA são combinadas no espaço de cores vermelho-verde-azul (RGB), produzindo uma única imagem. Realizo um estudo comparativo com a abordagem convencional, a qual escolhe empiricamente as componentes de frequência a serem utilizadas no RGB. Comparo também os resultados com os obtidos pela análise de componentes principais (PCA). Em ambos os casos, o método baseado na ICA pôde gerar uma melhor imagem e fielmente delinear a estrutura de canais do sistema fluvio-deltaico presente no volume sísmico de uma zona offshore localizada no setor holandês do Mar do Norte; (2) a metodologia desenvolvida em 1 é aplicada conjuntamente com o atributo sweetness, uma relação entre amplitude e frequência instantâneas, e um procedimento de detecção de descontinuidades em um reservatório carbonático do Albiano na Bacia de Campos, Brasil. Neste caso, pudemos mapear diferentes elementos estruturais e padrões litológicos que, por sua vez, puderam ser associados ao Joulters Cays (JC) nas Bahamas, corroborando JC como um análogo moderno para o campo; (3) proponho a combinação de um procedimento para aumento do conteúdo espectral baseado na resolução diferencial (DR) com a extração de atributos de descontinuidades. Ao refinar o cálculo do atributo de acordo com as diferentes bandas de frequência das componentes da DR e combiná-los no espaço de cores RGB?, pudemos obter uma definição mais detalhada das falhas e estruturas cársticas presentes na área de estudo; (4) por fim, trago a improved complete ensemble empirical mode decomposition (ICEEMD), uma técnica proposta no processamento de sinais biomédicos baseada na decomposição em modos empíricos (EMD), para o contexto da análise do sinal sísmico. Neste caso, faço um estudo comparativo com a técnica referência de EMD, i.e., a complete ensemble empirical mode decomposition (CEEMD), para dados sintéticos e reais, bem como atributos convencionalmente avaliados no contexto da EMD. Apesar de em alguns casos as diferenças serem sutis, modos melhores separados com menor ocorrência de ruído, melhor distribuição de energia e representação tempo-frequência, características espectrais das reflexões mais claramente resolvidas sugerem a ICEEND como o método de referência para as variações "noise-assisted" de EMD

Abstract: The seismic image is a composite of various geological structures which usually have different scales. Because this image is conditioned by the dominant frequency of the seismic wavelet, it can mask the detection of subtle features present in the subsurface. In contrast, the spectral decomposition can access the components of the seismic signal at a particular scale and can be useful to understand the changes in the waveform, the thickness within the reservoir zones and, in general, obtain a more valuable information from the geology under investigation. In the present work, I am interested in developing approaches and workflows using time-frequency joint seismic attributes to the final goal of providing deeper and detailed information from the seismic data. Specifically, (1) I have proposed a higher-order statistic procedure based on independent component analysis (ICA) to deal with the iso-frequency volumes generated by spectral decomposition, the continuous wavelet transform (CWT) in this case. The components computed through the ICA are combined into the red-green-blue (RGB) color space, producing a single and good quality image. A comparative study is made with the conventional approach, which chooses empirically the frequency components to be used in the RGB color stack. We also compared the results with the ones obtained by principal component analysis (PCA). In both cases, the ICA based method could generate a better image and faithfully delineate a channel system presented in a fluviodeltaic seismic volume from an offshore zone located in the Dutch sector of the North Sea; (2) The methodology developed in 1 is applied jointly with sweetness attribute, a relation between instantaneous amplitude and instantaneous frequency, and a discontinuity detection procedure in an Albian carbonate reservoir in Campos Basin, Brazil. In this case, we could map different architectural elements and lithological patterns, which in turn could be associated with the Joulters Cays (JC) in the Bahamas, corroborating JC as a modern analog to the field; (3) I have combined a spectral enhancement procedure based differential resolution (DR) with discontinuity attribute extraction. By refining the attribute computation according to the different frequency bands of the DR components and combining them into RGB?, we could get a more detailed definition of the faults and karst structures present in the studied area; (4) Finally, I bring the improved complete ensemble empirical mode decomposition (ICEEMD), an empirical mode decomposition (EMD) based technique proposed in biomedical signal processing, to the context of seismic signal analysis. In this case, we do a comparative study with the current EMD technique, i.e, the complete ensemble empirical mode decomposition (CEEMD) for synthetic and real seismic data as well the seismic attributes conventionally evaluated in the EMD-based framework. Although in some cases the differences are subtle, better modes separation with lower noise occurrence, better power distribution and time-frequency representation, spectral characteristics of the reflections more clearly resolved suggest ICEEND as the reference method for "noise- assisted" variations of EMD
Subject: Geofísica
Ondas sismicas
Método sísmico de reflexão
Processamento de sinais - Análise espectral
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IG - Tese e Dissertação

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