[pt] A indústria de óleo e gás utiliza a sísmica para investigar a distribuição de tipos de rocha (facies) em subsuperfície. Por outro lado, apesar de seu corriqueiro uso em geociências, medidas sísmicas costumam ser ruidosas, e a inversão do dado sísmico para a distribuição de facies é um problema mal posto. Por esta razão, diversos autores estudam esta inversão sob o ponto de vista probabilístico, para ao menos estimar as incertezas da solução do problema inverso. O objetivo da presente dissertação é desenvolver método quantitativo para estimar a probabilidade de reservatório com hidrocarboneto, dado um traço sísmico de reflexão, integrando modelagem sísmica direta, e conhecimento geológico a priori. Utiliza-se, um dos métodos mais recentes para resolver o problema inverso: Modelo de Markov Oculto com Efeito Convolucional (mais especificamente, a Aproximação por Projeção de (1)). É demonstrado que o método pode ser reformulado em termos do Modelo de Markov Oculto (MMO) ordinário. A teoria de sísmica de AVA é apresentada, e usada conjuntamente com MMO com Efeito Convolucional para resolver a inversão de sísmica para facies. A técnica de inversão é avaliada usando-se medidas difundidas em Aprendizado de Máquina, em um conjunto de experimentos variados e realistas. Apresenta-se uma técnica para medir a capacidade do algoritmo em estimar valores confiáveis de probabilidade. Pelos testes realizados a aproximação por projeção apresenta distorções de probabilidade inferiores a 5 por cento, tornando-a uma técnica útil para a indústria de óleo e gás. / [en] Oil and Gas Industry uses seismic data in order to unravel the distribution of rock types (facies) in the subsurface. But, despite its widespread use, seismic data is noisy and the inversion from seismic data to the underlying rock distribution is an ill-posed problem. For this reason, many authors have studied the topic in a probabilistic formulation, in order to provide uncertainty estimations about the solution of the inversion problem. The objective of the present thesis is to develop a quantitative method to estimate the probability of hydrocarbon bearing reservoir, given a seismic reflection profile, and, to integrate geological prior knowledge with geophysical forward modelling. One of the newest methods for facies inversion is used: Convolved Hidden Markov Model (more specifically the Projection Approximation from (1)). It is demonstrated how Convolved HMM can be reformulated as an ordinary Hidden Markov Model problem (which models geological prior knowledge). Seismic AVA theory is introduced, and used with Convolved HMM theory to solve the seismic to facies problem. The performance of the inversion technique is measured with common machine learning scores, in a broad set of realistic experiments. The technique capability of estimating reliable probabilities is quantified, and it is shown to present distortions smaller than 5 percent. As a conclusion, the studied Projection Approximation is applicable for risk management in Oil and Gas applications, which integrates geological and geophysical knowledge.

[pt] Esta tese propõe uma metodologia de estimativa de pressão de poros em rochasreservatório através dos atributos sísmicos velocidade compressional V(p) e velocidade cisalhante V(s). Na metodologia, os atributos são encarados como observações realizadas sobre um sistema físico, cujo comportamento depende de um determinado número de grandezas não observáveis, dentre as quais a pressão de poros é apenas uma delas. Para estimar a pressão de poros, adota-se uma abordagem Bayesiana de inversão. Através de uma função de verossimilhança, estabelecida através de um modelo de física de rochas calibrável para a região, e do teorema de Bayes, combina- se as informações pré-existentes sobre os parâmetros de rocha, fluido e estado de tensões com os atributos sísmicos observados, inferindo probabilisticamente a pressão de poros. Devido a não linearidade do problema e ao interesse de se realizar uma rigorosa análise de incertezas, um algoritmo baseado em simulações de Monte Carlo (um caso especial do algoritmo de Metropolis- Hastings) é utilizado para realizar a inversão. Exemplos de aplicação da metodologia proposta são simulados em reservatórios criados sinteticamente. Através dos exemplos, demonstra-se que o sucesso da previsão de pressão de poros depende da combinação de diferentes fatores, como o grau de conhecimento prévio sobre os parâmetros de rocha e fluido, a sensibilidade da rocha perante a variação de pressões diferenciais e a qualidade dos atributos sísmicos. Visto que os métodos existentes para previsão de pressão de poros utilizam somente o atributo V(p) , a contribuição do atributo V(s) na previsão é avaliada. Em um cenário de rochas pouco consolidadas (ou em areias), demonstra-se que o atributo V(s) pode contribuir significativamente na previsão, mesmo apresentando grandes incertezas associadas. Já para um cenário de rochas consolidadas, demonstra-se que as incertezas associadas às pressões previstas são maiores, e que a contribuição do atributo V(s) na previsão não é tão significativa quanto nos casos de rochas pouco consolidadas. / [en] This work proposes a method for pore pressure prediction in reservoir rocks through compressional- and shear-velocity data (seismic attributes). In the method, the attributes are considered observations of a physic system, which behavior depends on a several not-observable parameters, where the pore pressure is only one of these parameters. To estimate the pore pressure, a Bayesian inversion approach is adopted. Through the use of a likelihood function, settled through a calibrated rock physics model, and through the Bayes theorem, the a priori information about the not-observable parameters (fluid and rock parameters and stress state) is combined with the seismic attributes, inferring probabilistically the pore pressure. Due the non-linearity of the problem, and due the uncertainties analysis demanding, an algorithm based on Monte Carlo simulations (a special case of the Metropolis- Hastings algorithm) is used to solve the inverse problem. The application of the proposed method is simulated through some synthetic examples. It is shown that a successfully pore pressure prediction in reservoir rocks depends on a set of factors, as how sensitive are the rock velocities to pore pressure changes, the a priori information about rock and fluid parameters and the uncertainties associates to the seismic attributes. Since the current methods for pore pressure prediction use exclusively the attribute compressional velocity V(p), the contribution of the attribute shear velocity V(s) on prediction is evaluated. In a poorly consolidated rock scenario (or in sands), the V(s) data, even with great uncertainties associated, can significantly contribute to a better pore pressure prediction. In a consolidated rock scenario, the uncertainties associated to pore pressure estimates are higher, and the s V data does not contribute to pore pressure prediction as it contributes in a poorly consolidated rock scenario.

[pt] Injeção de dependências, uma forma de inversão de controle, é uma forma de estruturar a configuração e composição de componentes de software que traz vários benefícios como um acoplamento reduzido entre componentes. No entanto, um framework genérico de injeção de dependências requer instrospecção em tempo de execução, o que explica por que injeção de dependências é popular em Java mas praticamente inexistente em C Mais Mais. Neste trabalho apresentamos um sistema de introspecção para C Mais Mais 11 e mostramos como ele pode ser usado para melhorar uma implementação de Service Component Architecture (SCA) para C Mais Mais. Usamos vários novas funcionalidades de C Mais Mais 11 como perfect forwarding, variadic templates e lvalue references para melhorar a usabilidade da API de reflexão e minimizar o overhead de execução. / [en] Dependency injection, a form of inversion of control, is a way of structuring the configuration and composition of software components that brings many benefits such as a loose coupling of components. However, a generic dependency injection framework requires runtime type introspection and this is why dependency injection is popular in Java and almost non-existent in C plus plus. In this work we present a introspection system for C plus plus 11 and show how to use it to improve an implementation of the Service Component Architecture (SCA) for C plus plus. It uses several features of C plus plus 11 such as perfect forwarding, variadic templates and lvalue references to improve usability and minimize overhead.

[pt] A escassez de recursos de água doce está ameaçando nossa sociedade. A urbanização, a industrialização, o crescimento populacional e as alterações climáticas estão a representar um grande desafio para a segurança dos recursos hídricos humanos. Com base nessa situação crítica, os cientistas estão prestando cada vez mais atenção à dessalinização. Os métodos tradicionais de dessalinização empregam o processo de destilação. Esses métodos desempenham um papel importante no serviço de abastecimento de água em alguns locais carentes de água. No entanto, devido ao alto consumo de energia desses métodos, o preço da água produzida é elevado. Portanto, desenvolver novas tecnologias de dessalinização com baixo consumo de energia é de grande interesse e uma delas tem atraído a atenção dos pesquisadores, que é a osmose reversa (OR). O RO utiliza a membrana semipermeável como filtro, o que permite que a água ou moléculas relativamente pequenas passem por si mesmas, mas impede que as grandes moléculas ou íons penetrem. Esta tecnologia reduziu significativamente o consumo de energia em comparação com os métodos de destilação e rapidamente ocupa mais de 60 por cento da capacidade total de dessalinização instalada. O desempenho da tecnologia RO depende fortemente do material das membranas desempenha um papel importante. Nas últimas décadas, polímeros, por exemplo, poliamida e acetato de celulose, dominaram a indústria de RO de membrana semipermeável por sua boa eficiência de rejeição de sal e baixo custo de consumo de energia. No entanto, mesmo com as vantagens das membranas poliméricas, o custo final da água produzida ainda é alto. É por isso que os recursos de água doce ainda continuam sendo a preocupação. Desde a primeira vez que o grafeno foi produzido a partir do grafite, chamou a atenção de pesquisadores em todo o mundo por sua estrutura 2D ultrafina, excelente condutividade e transparência etc. Logo depois, o grafeno e seus derivados, como óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido, exibem potencial na dessalinização devido à sua estrutura 2D fina e expansibilidade. Este trabalho explora a possibilidade de aplicação de derivados de grafeno em um processo de dessalinização relativamente prático. No prsente projeto foram produzidos tanto GO (pelo método de Hammer) e RGO (a partir de aquecimento em atmosfera inerte) e de membranas a partir de acetato de celulose com GO e RGO. Ensaios de dessalinação também foram realizados para amostras produzidas variando de modo sistemático diferentes parâmetros de síntese de GO e RGO e de fabricação das membranas de acetato de celulose. / [en] Fresh-water resource scarcity is threatening our society. Urbanization, industrialization, population growth and climate change are making big challenge to human s water resource security. Based on this critical situation, scientists are paying more and more attention to desalination. Traditional desalination methods employ distillation process. These methods play an important role in water supply service in some water-lacked places. However, due to high energy consumption of these methods, the price of produced water is very high. Therefore, developing new desalination technologies with low energy consumption is of high interest and one of them has attracted researchers attention, which is reverse osmosis (RO).(1) RO utilizes the semi-permeable membrane as a filter, which allows the water or relatively small molecules pass through itself, but prevents the large molecules or ions from penetrate. This technology significantly reduced the energy consumption compared to the distillation methods and quickly takes more than 60 percent of the total installed desalination capacity.(2) The performance of RO technology strongly depends on the material of membranes plays an important role. In the past decades, polymers, for instance polyamide and cellulose acetate, dominate the semi-permeable membrane RO industry for their good salt rejection efficiency and low cost of energy consumption. However, even with the advantages of polymer membranes, the final cost of produced water is still high. That s why fresh-water resource still remain the concern. Since the first time that graphene was produced from graphite, it caught researcher’s attention all over the world for its ultra-thin 2D structure, excellent conductivity and transparency, etc. Soon after, graphene and its derivatives, such as graphene oxide and reduced graphene oxide, exhibit potential in desalination due to their thin 2D structure and expandability.(3) This work explores the possibility of application of graphene derivatives in a relatively practical desalination process. In the present project, GO (by the Hammer method), RGO (from heating in air atmosphere) and cellulose acetate membranes with GO and RGO were produced. Desalination tests were also performed for samples produced by systematically varying different parameters of GO, RGO and fabrication of cellulose acetate membranes.

[pt] No Brasil, a partir de Março de 2006 com a constatação de indícios de gás e condensado de óleo na Locação Paraty (poço 1-RJS-617D do bloco BM-S-10) e poucos meses depois, em Agosto, com a descoberta da acumulação de óleo (poço 1-RJS-628A do bloco BM-S-11, pioneiro da área atualmente declarada como LULA) nos reservatórios carbonáticos de idade Aptiana e localizados na camada Sub-Sal da Bacia de Santos, estes reservatórios adquiriram importância estratégica para o desenvolvimento econômico e tecnológico do Brasil. A pesquisa realizada neste projeto visa desenvolver metodologia para estimativa de cenários 3D de propriedades mecânicas elásticas estáticas de deformabilidade: módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson e do fator de acoplamento fluído-mecânico: coeficiente de Biot-Willis, integradas ao dado sísmico e que destinam-se a alimentar simulador mecânico, mitigando incertezas e riscos econômicos e de SMS ao longo da vida produtiva dos diversos campos do PPSBS. O pioneirismo do presente estudo encontra-se em: (I) realização de inversão sísmica determinística CSSI (constrained sparse spike) baseada em modelo inicial de Impedância-P ao longo de toda a sequência estratigráfica da Bacia de Santos: Pós-Sal, Sal e Pré-Sal considerando o efeito do soterramento em dado sísmico 0-offset cedido pela ANP (Agência Nacional do Petróleo), (II) desenvolvimento de Modelo de Física de Rochas (MFR) para toda a sessão estratigráfica da Bacia de Santos, com base em perfis de poços cedidos pela ANP e furos geotécnicos, para estimativa das propriedades mecânicas elásticas dinâmicas a partir da Impedância-P obtida na inversão sísmica e (III) realização de ensaios mecânicos simultâneos em análogo mecânico (bloco de travertino romano) da camada Pré-Sal da Bacia de Santos para determinação de relação de equivalência estático vs. dinâmico, como também emprego de mais duas relações de equivalência estático vs. dinâmico advindas de trabalhos científicos totalizando três cenários de propriedades mecânicas de deformabilidade estáticas e de coeficiente de Biot-Willis. Como resultado foi constatado que os três cenários 3D de propriedades mecânicas elásticas estáticas de deformabilidade e coeficiente de Biot-Willis, herdaram o nível de detalhamento da sísmica HD (High Definition) empregada, a saber: resolução vertical de aproximadamente 35m e resolução horizontal de aproximadamente 600m. Ao comparar o mais rígido dos três cenários com o menos rígido deles, observou-se que o módulo de elasticidade estático chega a variar até 35 por cento, o coeficiente de poisson estático chega a variar até 22 por cento e o coeficiente de acoplamento fluídomecânico de Biot-Willis chega a variar até 8 por cento, sendo que a maior variação está especialmente nos carbonatos do Pré-Sal de idade Aptiana, nos carbonatos do Pós- Sal de idade Albiana e nos arenitos do Pós-Sal do Paleógeno e Cretáceo Superior. / [en] In Brazil, in March 2006, with evidence of gas and oil condensate in the Paraty location (well 1-RJS-617D of block BM-S-10) and a few months later, in August, with the discovery of oil accumulation (well 1-RJS-628A of the block BMS- 11, pioneer of the area currently declared as LULA) in the Aptian-age carbonate reservoirs and located in the Sub-Salt layer of the Santos Basin, these reservoirs have acquired relevance for the economic and technological development of Brazil. The research carried out in this project aims to develop methodology for estimating 3D scenarios of static elastic mechanical properties of deformability: modulus of elasticity and Poisson s coefficient and the fluid-mechanical coupling factor: Biot- Willis coefficient, integrated to the seismic data and destined to feed mechanical simulator, mitigating uncertainties and economic and SMS risks throughout the productive life of the various PPSBS deposits. The pioneerism of the present study is: (I) performing deterministic CSSI (constrained sparse spike) seismic inversion based on the initial P-Impedance model throughout stratigraphic sequence of the Santos Basin: Post-Salt, Salt and Pre-Salt taking into account burial depth effect on the seismic trace, (II) development of Rock Physics Models (RFM) for the entire stratigraphic column of the Santos Basin, based on well logs and geotechnical holes, in order to estimate the dynamic elastic mechanical properties from the PImpedance obtained in the seismic inversion and (III) realization of simultaneous mechanical tests on mechanical analogue rock (Roman Travertine block) of Santos Basin Pre-Salt layer to determine static vs. dynamic relation, as well as using two static vs. dynamic relations from scientific studies to build three scenarios of static elastic mechanical properties of deformability and Biot-Willis coeficient. As a result, it was verified that the three 3D scenarios of static elastic mechanical properties of deformability, as well as, Biot-Willis coeficient inherited the level of detail of the HD (High Definition) used seismic, that is: vertical resolution of approximately 35m and horizontal resolution of approximately 600m. When comparing the most rigid of the three scenarios with the least rigid, it is observed that the static elasticity modulus vary up to 35 percent, static poisson s ratio vary up to 22 percent and the Biot-Willis coefficient variy up to 15 percent. The greater variation is especially in the carbonates of the Pre-Salt of Aptian age, in the carbonates of the Post-Salt of Albian age and in the sands of the Pos-Salt of Paleogeno and Upper Cretaceous.