Neste trabalho de pesquisa foi realizado um estudo do método de deconvolução visando melhor adequação à situação encontrada na escala de investigação rasa para a estimativa da forma de onda e da resposta impulsiva da Terra. Procedimentos determinísticos e estatísticos (métodos cegos) foram avaliados sobre dados sintéticos e dados reais adquiridos com fontes de impacto e com uma fonte pseudo-aleatória. / In this research work a study of the method of deconvolution was conducted in order to improve the adequacy to the shallow subsurface scale of investigation to the estimate of the seismic wavelet and of the earth impulse response. Deterministic and statistical (blind) procedures were evaluated over synthetic and real data acquired with impact sources and a pseudo-random source.

Este trabalho realizou um estudo sobre a aplicação de algoritmos de inversão da forma de onda completa (FWI) sobre dados de sísmica de reflexão em uma escala rasa ( 0 100 m de profundidade). A FWI foi estudada com o fim de melhorar as velocidades estimadas através do processamento de reflexão PP e PS convencional. Para um melhor entendimento da resposta obtida por este tipo de problema, a inversão foi avaliada sobre dados sintéticos por métodos de busca global e local. Na busca global foi utilizado o algoritmo de Evolução Diferencial que é uma variante de um algoritmo genético. O intuito da busca global foi avaliar a sensibilidade da função objetivo para cada parâmetro do modelo em diferentes janelas de afastamentos em relação à fonte. Na busca local foi utilizado um algoritmo de gradiente conjugado para a estimativa 2D dos parâmetros do meio. Dentre os principais resultados têm-se que a função objetivo é mais sensível aos parâmetros em janelas de afastamentos próximas da fonte. Em tais janelas, dominadas por ondas superficiais, a velocidade da onda S é facilmente estimada. Entretanto, mesmo em janelas mais afastadas a velocidade da onda S é o parâmetro do modelo que se destaca em relação aos demais. Já a busca por todos os parâmetros concomitantemente mostrou-se difícil e implicaria na necessidade de mais iterações do algoritmo de inversão. O método também foi aplicado em dados reais adquiridos no terreno do Instituto de Física da USP. A FWI foi aplicada nestes dados buscando apenas pelos valores de Vs, mantendo os valores de Vp e densidade fixos. A aplicação do algoritmo 2D nestes dados resultaram em valores de Vs coerentes com as velocidades observadas em um ensaio downhole na área. Concluindo, os resultados apresentados na tese mostram que a FWI é aplicável para a melhoria do modelo de velocidade da onda S obtido através do processamento de eventos de reflexão PP e PS. / This work carried out a study on the application of full waveform inversion algorithms (FWI) on reflection seismic data on a shallow scale (0 - 100 m depth). FWI has been studied in order to improve estimated velocities through conventional PP and PS reflection processing. For a better understanding of the response obtained by this type of problem the inversion was evaluated by global and local search methods. In the global search the algorithm employed was the Differential Evolution which is a variant of a genetic algorithm. The aim of the global search was to evaluate the sensitivity of the objective function for each parameter of the model in different windows of distance from the source. In the local search a conjugate gradient algorithm was used for a 2D estimate of the medium parameters. Among the main results is the fact that in a suitable window, for a reflection data acquisition the sensitivity is reduced in relation to a window with geophones closer to the source. However, even in more distant windows the velocity of the S wave is the parameter of the model that stands out in relation to the others. The concomitant search for all parameters at the same time is still difficult and implies the need for more iterations of the inversion algorithm. The method was also applied in a data acquired in the field of the Institute of Physics of USP. The results of the application of the 2D algorithm for this data showed modifications of the provided initial model for a velocity of the S wave coherent with the observed velocities in downhole and lithological informations from this area. In conclusion, the results found that FWI is applicable to improve the S-wave velocity model obtained by processing PP and PS reflection events.

Este trabalho realizou um estudo sobre a aplicação de algoritmos de inversão da forma de onda completa (FWI) sobre dados de sísmica de reflexão em uma escala rasa ( 0 100 m de profundidade). A FWI foi estudada com o fim de melhorar as velocidades estimadas através do processamento de reflexão PP e PS convencional. Para um melhor entendimento da resposta obtida por este tipo de problema, a inversão foi avaliada sobre dados sintéticos por métodos de busca global e local. Na busca global foi utilizado o algoritmo de Evolução Diferencial que é uma variante de um algoritmo genético. O intuito da busca global foi avaliar a sensibilidade da função objetivo para cada parâmetro do modelo em diferentes janelas de afastamentos em relação à fonte. Na busca local foi utilizado um algoritmo de gradiente conjugado para a estimativa 2D dos parâmetros do meio. Dentre os principais resultados têm-se que a função objetivo é mais sensível aos parâmetros em janelas de afastamentos próximas da fonte. Em tais janelas, dominadas por ondas superficiais, a velocidade da onda S é facilmente estimada. Entretanto, mesmo em janelas mais afastadas a velocidade da onda S é o parâmetro do modelo que se destaca em relação aos demais. Já a busca por todos os parâmetros concomitantemente mostrou-se difícil e implicaria na necessidade de mais iterações do algoritmo de inversão. O método também foi aplicado em dados reais adquiridos no terreno do Instituto de Física da USP. A FWI foi aplicada nestes dados buscando apenas pelos valores de Vs, mantendo os valores de Vp e densidade fixos. A aplicação do algoritmo 2D nestes dados resultaram em valores de Vs coerentes com as velocidades observadas em um ensaio downhole na área. Concluindo, os resultados apresentados na tese mostram que a FWI é aplicável para a melhoria do modelo de velocidade da onda S obtido através do processamento de eventos de reflexão PP e PS. / This work carried out a study on the application of full waveform inversion algorithms (FWI) on reflection seismic data on a shallow scale (0 - 100 m depth). FWI has been studied in order to improve estimated velocities through conventional PP and PS reflection processing. For a better understanding of the response obtained by this type of problem the inversion was evaluated by global and local search methods. In the global search the algorithm employed was the Differential Evolution which is a variant of a genetic algorithm. The aim of the global search was to evaluate the sensitivity of the objective function for each parameter of the model in different windows of distance from the source. In the local search a conjugate gradient algorithm was used for a 2D estimate of the medium parameters. Among the main results is the fact that in a suitable window, for a reflection data acquisition the sensitivity is reduced in relation to a window with geophones closer to the source. However, even in more distant windows the velocity of the S wave is the parameter of the model that stands out in relation to the others. The concomitant search for all parameters at the same time is still difficult and implies the need for more iterations of the inversion algorithm. The method was also applied in a data acquired in the field of the Institute of Physics of USP. The results of the application of the 2D algorithm for this data showed modifications of the provided initial model for a velocity of the S wave coherent with the observed velocities in downhole and lithological informations from this area. In conclusion, the results found that FWI is applicable to improve the S-wave velocity model obtained by processing PP and PS reflection events.

Agência Nacional do Petróleo / O presente trabalho foi desenvolvido na regiao do canal central da Baıa da Ilha Grande e teve como objetivo, caracterizar através da geofısica (7,0 kHz) e de testemunhos a evolução sedimentar da regiao do canal central da Baıa da Ilha Grande. Os dados analisados neste trabalho foram provenientes de dois levantamentos de campo, um com perfilagem geofısica e outro com testemunhador. Os perfis sısmicos foram interpretados com a finalidade de identificar os diferentes tipos de eco. Os testemunhos foram processados, sendo coletadas amostras para realização de análises: granulométrica, teor de água, teor de carbonato e em um deles foram realizadas datações por Pb210. Os resultados mostraram que apesar de terem sido identificados sete tipos diferentes de eco pela interpretação sısmica, estes nao foram justificados quando comparados com os dados de testemunhagem. Estas distorções na sısmica podem ter sido geradas pela não utilização do TVG. O embasamento na parte mais estreita do canal central é mais profundo do que no restante dos registros, e apresenta indıcios de planos de falhas indicando que sua formação está ligada a abatimentos diferenciados. E nesta mesma regiao que foram encontradas feições tıpicas de erosao, tornando possıvel que esta regiao mais estreita do canal central, esteja sujeita à ação de correntes episodicas, fortes o suficiente para nao ocorrer sedimentac ao significativa como ocorre nas demais áreas. Os dados de datação por Pb210 mostram uma taxa de sedimentação de 6,0 mm/ano que pode ser adotada com restrições para a regiao por estar coerente com outros trabalhos realizados na Baıa da Ilha Grande. Devido às diferenças de espessura nas camadas sedimentares encontradas a NW e SE da área de estudo, pode-se sugerir que a sedimentação desta regiao está intimamente relacionada ao controle estrutural e diferenças no aporte sedimentar e hidrodinamismo. / This work was developed in the central region of the Ilha Grande Bay and was aimed to characterize the sedimentary evolution of the study region using sub-bottom profiler (7,0 kHz) and core data. The data was collected by two surveys, one of them using sub-bottom profiler and the other using core sampler. The shallow seismic profiles were interpreted in order to identify the echocharacters due to textural variations. The core data were processed and samples were collected for granulometric analysis together with, water contents and carbonate contents. In one of the cores, it was also done Pb210 dating. Although seven different kinds of echoes had been identified, it was not possible to justify them when comparing with the core data. This distortion in the seismic profiles could be due to the non-use of TVG. The data shows that the basement is deeper in the narrowest part of the central channel of the Ilha Grande Bay, when compared with the outermost parts of the seismic profiles. The seismic profiles show indications of fault plains, which could be related to the formation of the central channel of the Ilha Grande Bay. In this same region it was also found typical erosional feature, indicating that this region might be subject to sporadic currents. These currents seem to be intense enough to avoid significative sedimentation, in this area unlike other areas around Ilha Grande Bay. The Pb210 dating revealed a sedimentation rate of 6mm/year outermost from the narrow central channel. These results are similar to others research works in the Ilha Grande Bay. Because of the trapped sedimentary units founded, it can be suggested that the sedimentation is major related to the structural pattern and minor to sedimentary supply and hydrodynamics.

Neste trabalho de pesquisa foi realizado um estudo do método de deconvolução visando melhor adequação à situação encontrada na escala de investigação rasa para a estimativa da forma de onda e da resposta impulsiva da Terra. Procedimentos determinísticos e estatísticos (métodos cegos) foram avaliados sobre dados sintéticos e dados reais adquiridos com fontes de impacto e com uma fonte pseudo-aleatória. / In this research work a study of the method of deconvolution was conducted in order to improve the adequacy to the shallow subsurface scale of investigation to the estimate of the seismic wavelet and of the earth impulse response. Deterministic and statistical (blind) procedures were evaluated over synthetic and real data acquired with impact sources and a pseudo-random source.