Efeitos da regularização na tomografia de refração sísmica marinha rasa 2-D

Resumo

Na sísmica de exploração, soluções precisas de superfície rasa são essenciais para o mapeamento de estruturas de baixo-relevo e armadilhas estratigráficas. Tais feições podem ser identificadas através da velocidade em subsuperfície, as quais a tomografia de primeiras quebras pode estimar de forma robusta. Uma abordagem comum para estabilizar o problema inverso mal-posto é aplicar a regularização, que na prática corresponde a restringir as possíveis soluções para a inversão. Assim, um termo de regularização é frequentemente incorporado na função de erro tomográfica para resolver a não-unicidade do problema geofísico inverso. O objetivo deste trabalho é avaliar o algoritmo de tomografia de refração e os efeitos da regularização e analisar os efeitos destas nas velocidades sísmicas resultantes. O estudo baseou-se, metodologicamente, em um estudo de caso. As regularizações testadas neste trabalho foram a Tikhonov de ordem 1, as variantes de ordem 1 e ordem 2.  Utilizou-se o programa em linguagem Fortran criado pelo Grupo de Imageamento Sísmico e Inversão da Universidade Federal Fluminense.  O programa de tomografia é baseado no traçamento de raios de Podvin. A obtenção da matriz de tempo de trânsito utiliza diferenças finitas pela equação eikonal referente às primeiras chegadas, cálculo de matriz tomográfica e aplicação do algoritmo de regularização. O modelo de velocidade sintético é baseado numa geologia de canal de fundo marinho raso. Comparou-se o modelo verdadeiro que contém três camadas e estrutura de um canal de fundo marinho, com velocidades de 1500 m/s (água), 2000 m/s e 2500 m/s com os resultados da tomografia de tempo de trânsito sem regularização com os esquemas de regularização. Os tempos de trânsito para tomografia foram obtidos por modelagem direta desse modelo, com o mesmo algoritmo usado na tomografia para cálculo do tempo de trânsito. Conclui-se desse trabalho que: 1) os resultados da tomografia apresentam melhores resultados com melhor definição e menor distorção das estruturas com a aplicação da regularização; 2) a regularização de Tikhonov de ordem 2 apresentaram maior rapidez de convergência com melhoria no modelo de velocidade e 3) o teste de sensibilidade dos parâmetros mostra o quanto uma escolha não adequada pode distorcer as estruturas geológicas.