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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Baixo Vermelho area, situated on the northern portion of Umbuzeiro Graben (onshore Potiguar Basin), represents a typical example of a rift basin, characterized, in subsurface, by the sedimentary rift sequence, correlated to Pendência Formation (Valanginian-Barremian), and by the Carnaubais fault system. In this context, two main goals, the stratigraphic and the structural analysis, had guided the research. For this purpose, it was used the 3D seismic volume and eight wells located in the study area and adjacencies. The stratigraphic analysis of the Valanginian-Barremian interval was carried through in two distinct phases, 1D and 2D, in which the basic concepts of the sequence stratigraphy had been adapted. In these phases, the individual analysis of each well and the correlation between them, allowed to recognize the main lithofacies, to interpret the effective depositional systems and to identify the genetic units and key-surfaces of chronostratigraphic character. The analyzed lithofacies are represented predominantly by conglomerates, sandstones, siltites and shales, with carbonate rocks and marls occurring subordinately. According to these lithofacies associations, it is possible to interpret the following depositional systems: alluvial fan, fluvio-deltaic and lacustrine depositional systems. The alluvial fan system is mainly composed by conglomerates deposits, which had developed, preferentially in the south portion of the area, being directly associated to Carnaubais fault system. The fluvial-deltaic system, in turn, was mainly developed in the northwest portion of the area, at the flexural edge, being characterized by coarse sandstones with shales and siltites intercalated. On the other hand, the lacustrine system, the most dominant one in the study area, is formed mainly by shales that could occur intercalated with thin layers of fine to very fine sandstones, interpreted as turbidite deposits. The recognized sequence stratigraphy units in the wells are represented by parasequence sets, systems tracts and depositional sequences. The parasequence sets, which are progradational or retrogradational, had been grouped and related to the systems tracts. The predominance of the progradation parasequence sets (general trend with coarsening-upward) characterizes the Regressive Systems Tract, while the occurrence, more frequently, of the retrogradation parasequence sets (general trend with finning-upward) represents the Transgressive System Tract. In the seismic stratigraphic analysis, the lithofacies described in the wells had been related to chaotic, progradational and parallel/subparallel seismic facies, which are associated, frequently, to the alluvial fans, fluvial-deltaic and lacustrine depositional systems, respectively. In this analysis, it was possible to recognize fifteen seismic horizons that correspond to sequence boundaries and to maximum flooding surfaces, which separates Transgressive to Regressive systems tracts. The recognition of transgressive-regressive cycles allowed to identify nine, possibly, 3a order deposicional sequences, related to the tectonic-sedimentary cycles. The structural analysis, in turn, was done at Baixo Vermelho seismic volume, which shows, clearly, the structural complexity printed in the area, mainly related to Carnaubais fault system, acting as an important fault system of the rift edge. This fault system is characterized by a main arrangement of normal faults with trend NE-SO, where Carnaubais Fault represents the maximum expression of these lineations. Carnaubais Fault corresponds to a fault with typically listric geometry, with general trend N70°E, dipping to northwest. It is observed, throughout all the seismic volume, with variations in its surface, which had conditioned, in its evolutive stages, the formation of innumerable structural features that normally are identified in Pendencia Formation. In this unit, part of these features is related to the formation of longitudinal foldings (rollover structures and distentional folding associated), originated by the displacement of the main fault plan, propitiating variations in geometry and thickness of the adjacent layers, which had been deposited at the same time. Other structural features are related to the secondary faultings, which could be synthetic or antithetic to Carnaubais Fault. In a general way, these faults have limited lateral continuity, with listric planar format and, apparently, they play the role of the accomodation of the distentional deformation printed in the area. Thus, the interaction between the stratigraphic and structural analysis, based on an excellent quality of the used data, allowed to get one better agreement on the tectonicsedimentary evolution of the Valanginian-Barremian interval (Pendência Formation) in the studied area A área de Baixo Vermelho, localizada na porção norte do Graben de Umbuzeiro (Bacia Potiguar emersa), representa um exemplo típico de uma bacia do tipo rifte, caracterizada, em subsuperfície, pela seqüência sedimentar rifte, correlata à Formação Pendência (Valanginiano-Barremiano), e pelo Sistema de Falhas de Carnaubais. Dentro deste contexto, duas abordagens principais nortearam o estudo, a estratigráfica e a estrutural, em que se lançou mão da interpretação do volume sísmico 3D de Baixo Vermelho e de oito poços exploratórios da área e adjacências. A análise estratigráfica do intervalo do Valanginiano ao Barremiano foi realizada em duas fases distintas, 1D e 2D, nas quais foram adaptados os conceitos básicos da estratigrafia de seqüências. Nestas fases, a análise individual de cada poço e a correlação entre os mesmos permitiu reconhecer as principais litofácies presentes, interpretar os sistemas deposicionais vigentes e identificar as unidades genéticas e as superfícies-chave de caráter cronoestratigráfico. As litofácies analisadas constituem, predominantemente, conglomerados, arenitos, siltitos e folhelhos, ocorrendo, ainda, de forma subordinada, rochas carbonáticas e margas. Com base nas associações destas litofácies foram interpretados os sistemas deposicionais de leque aluvial, flúvio-deltaico e lacustre. O sistema de leque aluvial é composto, principalmente, por depósitos conglomeráticos, os quais se desenvolveram, principalmente, na porção sul da área, estando diretamente associados ao Sistema de Falhas de Carnaubais. O sistema flúviodeltaico, por sua vez, foi desencadeado, preferencialmente, na porção noroeste da área, na margem flexural, sendo caracterizado por arenitos grossos a finos intercalados a folhelhos e siltitos. Em contrapartida, o sistema lacustre, o mais dominante na área investigada, é formado principalmente por folhelhos que ocorrem, por vezes, intercalados a delgadas camadas de arenitos finos a muito finos, interpretados como depósitos turbidíticos. As unidades da estratigrafia de seqüências reconhecidas nos poços estão representadas pelos conjuntos de parasseqüências, tratos de sistemas e seqüências deposicionais. Os conjuntos de parasseqüências, ora progradacionais, ora retrogradacionais, foram agrupados e relacionados aos tratos de sistemas. A predominância dos conjuntos de parassequências progradacionais (trend geral com engrossamento textural para o topo) caracteriza o Trato de Sistemas Regressivo, ao passo que a ocorrência, com maior freqüência, dos conjuntos de parassequências retrogradacionais (trend geral com afinamento textural para o topo) representam o Trato de Sistemas Transgressivo. Na análise sismoestratigráfica, as litofácies descritas nos poços foram relacionadas às sismofácies caótica, progradacional e paralela/subparalela, as quais se associam, freqüentemente, aos sistemas de leques aluviais, flúvio-deltaico e lacustre, respectivamente. Nesta análise foram mapeados quinze horizontes sísmicos que correspondem aos limites de seqüências deposicionais e às superfícies de inundação máxima, que separam o trato de sistemas transgressivo do regressivo. O reconhecimento de ciclos transgressivo-regressivo permitiu identificar nove seqüências deposicionais, possivelmente de 3a ordem, relacionadas a ciclos tectono-sedimentares. A análise estrutural, por sua vez, foi realizada no volume sísmico de Baixo Vermelho, que mostra, com clareza, a complexidade estrutural impressa na área, relacionada, principalmente, ao Sistema de Falhas de Carnaubais, que atua como um importante sistema de falhas de borda de rifte. Este sistema de falhas é caracterizado por um arranjo principal de falhas normais NE-SO, em que a Falha de Carnaubais representa a expressão máxima destes lineamentos. A Falha de Carnaubais corresponde a uma falha com geometria tipicamente lístrica, direcionada segundo o trend geral N70°E, mergulhando para noroeste. Apresenta-se, ao longo de todo o volume sísmico, com variações em sua superfície, as quais condicionaram, em seus estágios evolutivos, a formação de inúmeras feições estruturais, que são comumente identificadas na Formação Pendência. Nesta unidade, parte das feições está relacionada à formação de dobramentos longitudinais (estrutura do tipo rollover e dobramentos distensionais associados), decorrentes do deslocamento do plano da falha principal, propiciando variações na geometria e espessura dos estratos adjacentes, os quais foram depositados sincronicamente. Outras feições estruturais estão relacionadas a falhamentos secundários, tanto sintéticos quanto antitéticos à Falha de Carnaubais. De uma maneira geral, estas falhas têm continuidade lateral limitada, com formato planar a lístrico e, aparentemente, desempenham o papel de acomodação da deformação distensional imposta na área. Assim, a interação entre as análises estratigráfica e estrutural, alicerçados pela excelente qualidade dos dados utilizados, permitiu obter um melhor entendimento sobre a evolução tectono-sedimentar do intervalo Valanginiano ao Barremiano (Formação Pendência) na área de estudo

A técnica de sísmica de reflexão rasa é analisada como aplicação no imageamento de potencialreservatório fraturado. Os métodos, procedimentos e equipamentos utilizados neste tipo de trabalho sãodescritos de forma crítica. O levantamento sísmico passou inicialmente pela aquisição de dados de refraçãoe análise de ruído para prover informações da resposta sísmica da área. Assim, definiram-se os parâmetrosa ser empregados na aquisição dos dados de sísmica de reflexão rasa de alta resolução, que constitui oobjeto principal da pesquisa. O processamento dos dados é feito de forma expedita, apenas para possibilitara correlação com a geologia e validar a escolha dos parâmetros de aquisição. Os resultados sísmicos sãocorrelacionados com os de poço e mapeamento. A sísmica de reflexão rasa é assim pioneiramente utilizadacomo ferramenta no imageamento de arenitos fraturados do Grupo Itararé, gerando imagens sísmicas queauxiliam no entendimento da geologia da área e subsidiam o estudo de modelagem de uma situaçãoaflorante, análoga a potenciais reservatórios fraturados.

O levantamento sismico tridimensional (3D) na mina de potassio de Taquari-Vassouras, Bacia de Sergipe-Alagoas, foi o primeiro trabalho de aquisicao sismica 3D terrestre de alta resolucao realizado pela PETROBRAS. Os dados foram levantados por equipes da propria empresa, ES-26 e Es-27, em Jan/1989. Anteriormente, em 1977, um programa 2D foi levantado com a mesma finalidade, pela equipe contratada Es-49. O objetivo pioneiro constituia verificar a contribuicao de um 3D na interpretacao da sequencia evaporitica, da zona mineralizada, utilizando-a como suporte no desenvolvimento da lavra dos sais de potassio. Informacőes como presenca de aquiferos, falhas, atitudes, profundidade do horizonte porfador do minerio, sua espessura, definicao de zonas de colapso de sal e estruturas internas, sao fundamentais na conducao da lavra, tanto no aspecto economico, quanto no aspecto de seguranca. Na area do 3D existem informacőes de sondagem e galerias de lavra.

As características do fundo e da sub-superfície rasa da plataforma continental interna adjacente à ilha de Santa Catarina foi mapeada a partir da interpretação de 27 perfis sísmicos os quais evidenciaram 8 estruturas sedimentares correlacionadas a antigos sistemas fluviais, logo, considerados como paleocanais. Os refletores acústicos identificados, que representam contatos entre estratos sedimentares, denominados de R1, R2 e R3, delimitam antigos cenários deposicionais e representam sistemas pretéritos de drenagem. Os paleocanais identificados mostraram-se fortemente associados às flutuações do nível do mar desde a fase transgressiva que teve início após o Último Máximo Glacial através do afogamento de desembocaduras fluviais e da planície costeira pretérita, até o posterior recobrimento por um lençol de areias transgressivas que conformou a atual plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina.

The geological evolution of the continental shelf a nd in the coastal zone of southern Brazil during th e Quaternary period is addressed in this study. High- resolution seismic records obtained at the Patos Lagoon revealed the presence of channels that deepl y dissected the coastal zone before the formation of the modern, low-relief, coastal plain. Two perio ds of channel incision are inferred, based mainly on seismic records. The paleodrainage paths mapped from the seismic records can be connected with those recognized by previous studies on the adjacen t continental shelf and slope. Upstream, the drainage incised mainly into the coastal prism depo sited during previous sea-level highstand events. The paleodrainage network, recognized on the coasta l plain and continental shelf, represents a river- shelf system, linking the drainage basin to the dep ositional settings on the marginal basin, bypassing the continental shelf exposed during a forced regre ssion event. The drainage incised into the coastal plain and continental shelf of Rio Grande do Sul pl ayed an important role in the basin-margin architecture, facies distribution and accommodation during the Quaternary sea-level fluctuations. A evolução geológica da plataforma continental e zo na costeira do sul do Brasil no período Quaternário é aqui enfocada. Registros sísmicos de alta resolução da Lagoa dos Patos revelaram canais que dissecaram profundamente a região antes da formação da planície costeira atual. Dois períodos de incisão de canal são inferidos, baseado s principalmente em registros sísmicos. Os cursos fluviais mapeados por sísmica podem ser conectados àqueles reconhecidos na plataforma continental adjacente por estudos anteriores. À montante, a inc isão da drenagem ocorreu principalmente no prisma sedimentar costeiro depositado durante event os pretéritos de nível do mar alto. A rede de paleodrenagem, reconhecida na planície costeira e n a plataforma continental, representa um sistema de ligação da bacia de drenagem continental aos dep ocentros da bacia marginal, sobrepassando a plataforma continental exposta durante uma regressã o forçada. A incisão da drenagem na planície costeira e plataforma continental do Rio Grande do Sul desempenhou um papel importante na arquitetura marginal, distribuição de fácies e no e spaço de acomodação durante as flutuações do nível do mar no Quaternário. Fil: Weschenfelder, Jair. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica; Brasil Fil: Corrêa, Iran Carlos. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica; Brasil Fil: Aliotta, Salvador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; Argentina Fil: Baitelli, Ricardo. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica; Brasil

This work presents the results of a high-resolution seismic reflection data survey carried out in the Patos lagoon inlet, near Rio Grande the southernmost harbor of Brazil. The analysis of the reflection patterns reveals the presence of transgressive/regressive barrier structures and beach/foredune-ridges. The mapping of these barrier structures allows a better understanding of the geological evolution of the Patos lagoon system during the Quaternary period and also helps to understand the evolution and migration of the actual lagoonal inlet between the Patos lagoon and Atlantic Ocean. Fil: Stalliviere Corrêa, Iran Carlos. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Brasil Fil: Aliotta, Salvador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; Argentina Fil: Weschenfelder, Jair. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Brasil

A presença abundante de gás nos sedimentos quaternários do substrato da Lagoa dos Patos, detectada através de perfis sísmicos de alta resolução (3,5 kHz) tem sido evidenciada (Weschenfelder,2005; Weschenfelder et al. 2005; Vasconcellos, 2006). Com a crescente necessidade e procura por novos reservatórios de hidrocarbonetos, a Lagoa dos Patos, localizada na Bacia de Pelotas, merecer ser avaliada mais cuidadosamente com relação ao gás presente em seu substrato, fato esse, até recentemente desconhecido. O estudo tem por finalidade o reconhecimento e mapeamento das acumulações de gás raso na Região da Lagoa dos Patos, assim como estabelecer modelos de formação e reconhecer os fatores que condicionam as acumulações. A análise sísmica de alta resolução (3,5 kHz), juntamente com um sistema de posicionamento por satélite dos perfis levantados, mostra-se um importante instrumento para o mapeamento das feições indicativas de gás raso presentes em perfis sísmicos, sendo notadas por sua impedância acústica anômala, configuração interna quase sempre caótica e terminações laterais abruptas, características desse tipo de gás. É possível diferenciar duas formas principais de acumulações, que são os bolsões de gás e o gás disseminado no sedimento. O objetivo do estudo é integrar dados do projeto temático em geologia “Acumulações de Gás Raso no substrato da Lagoa dos Patos reveladas por sísmica de alta resolução: Caracterização, Mapeamento e Fatores Condicionantes” com dados sísmicos inéditos, adquiridos na campanha intitulada “Operação LAGUPATOS II” do projeto de pesquisa “Levantamento sísmico da Laguna dos Patos na caracterização dos depósitos sedimentares com presença de gás no fundo lagunar”; realizado em julho de 2006. Quer-se aqui desenvolver mapas que reflitam a distribuição do gás raso, diferenciando suas variadas formas de acumulações no sedimento e ainda determinar os processos que geraram as camadas selantes e reservatórias, paleotopografia, assim como outros fatores que propiciaram a geração e armazenamento e, por vezes, o escape do gás. Devido a atual importância do gás natural na economia nacional e ao provável potencial da Bacia de Pelotas como geradora de gás, é importante localizar suas reservas, mesmo que estas acumulações estejam a pequenas profundidades. Diferenciar, através da sísmica, as propriedades acústicas das acumulações para a determinação de possíveis alvos de interesse econômico e ambiental é outro fator importante de aplicação deste trabalho. The abundant presence of gas in the Quaternary sediments of the substrate of the Patos Lagoon, detected by high resolution seismic profiles (3.5 kHz) has been evidenced (Weschenfelder, 2005; Weschenfelder et al. 2005; Vasconcellos, 2006). With the growing need and demand for new reservoirs of hydrocarbons, the Patos Lagoon, located in the Pelotas Basin, deserve to be evaluated more carefully with respect to the gas present in the substrate, a fact that, until recently unknown. The study aims at the recognition and mapping of shallow gas accumulations in the region of Lagoa dos Patos and establishes generation models and recognizes the factors that influence the accumulations. The analysis of high resolution seismic (3.5 kHz), with a global positioning system satellite of the raised profiles, show an important tool for mapping the indicative features of shallow gas present in seismic profiles and is noted for its anomalous acoustic impedance, internal configuration almost always chaotic and abrupt lateral terminations, characteristics of this type of gas. It is possible to distinguish two main forms of accumulation, which are pocket gas and disseminated gas in the sediment. The objective is to integrate data in geology theme “Acumulações de Gás Raso no substrato da Lagoa dos Patos reveladas por sísmica de alta resolução: Caracterização, Mapeamento e Fatores Condicionantes" with unpublished seismic data acquired in the campaign entitled "Operação LAGUPATOS II "the research project "Levantamento sísmico da Laguna dos Patos na caracterização dos depósitos sedimentares com presença de gás no fundo lagunar”, held in July 2006. The objective of the study is to develop maps that reflect the distribution of shallow gas, differentiating its various forms of accumulation in sediment and also determine the processes that generated the sealant layers and reservoirs, paleotopography as well as other factors that contributed to the generation and storage, and sometimes the gas seeps. The current importance of natural gas in the national economy and the likely potential of the Pelotas Basin as a generator of gas, it is important to locate their stores, even if these accumulations are in small depths. Differentiate, through the seismic, the acoustic properties of the accumulations to determine possible targets of economic and environmental interest is another important application of this work.

To obtain a more accurate stratigraphic model, it is important to perform a reliable velocity analysis by fitting the calculated travel-time curve to the recorded one. The main challenge to perform this step in the offshore seismic survey is the fact there are many factors which present characteristics that generate nonhyperbolicity in travel-time events. For this reason, it is necessary to use an approximation which is able to control the effects of the nonhyperbolicity so that performing an efficient velocity analysis is possible. The main proposition of this thesis was to develop a generalization of a nonhyperbolic multiparametric travel-time approximation, which can control the nonhyperbolicity associated to heterogeneity of layered media and long offsets, wave conversion, and difference of datum between source and receiver. This work proposes a numerical study which aims to analyse the complexity of the objective function, the quality and efficiency of the travel-time curve fitting with different approximations, using different optimization algorithms and using the L1- and L2-norm. Three of the five models studied in this thesis were elaborated from well logs data of the Santos Basin and showed different characteristics making the proposed analysis more complex. The other two models were adapted to test some limits of the nonhyperbolic approximation (including the proposed one). Another important proposition was the development of an automated picking technique to obtain the reflection events related to the interface between the bottom of the salt and the top of the reservoir (target reflection). That technique was also part of a set of tests to obtain information of phase variation. It was possible to determine how complex each approximation is with the set of information obtained by the residual function maps analysis. The quality of the fitting and the efficiency of each approximation were also analysed. The optimization algorithm which showed the best results was determined. The difference between the use of L1-norm and L2-norm was also studied and it was determined which one is better to work for each kind of inverse problem. With all these analyses, it was possible to identify which approximation along with which optimization algorithm present the best results for each reflection event of each model after the inversion. The automated picking technique proved to be able to obtain the target reflection seismic events and information of phase variation. Para obter um modelo estratigráfico mais preciso, é importante realizar uma confiável análise de velocidades, ajustando a curva de tempos de trânsito calculada com a curva observada. O principal desafio para realizar esta etapa em um levantamento sísmico marítimo é o fato de haver diversos fatores que apresentam características que geram não-hiperbolicidade nos eventos de tempos de trânsito. Por esta razão, é necessário usar uma aproximação que seja capaz de controlar os efeitos da não-hiperbolicidade para que seja possível realizar uma eficiente análise de velocidades. A principal proposta dessa tese foi desenvolver uma generalização de uma aproximação não-hiperbólica multiparamétrica de tempos de trânsito, que possa controlar a não-hiperbolicidade associada à heterogeneidade em meios estratificados e longos afastamentos, conversão de onda e diferença de profundidade entre fonte e receptor. Um estudo numérico foi proposto visando analisar a complexidade das funções objetivo, a qualidade e eficiência do ajuste das curvas de tempos de trânsito com diferentes aproximações, utilizando diferentes algoritmos de otimização e utilizando normas L1 e L2. Três dos cinco modelos estudados nesta tese foram elaborados de perfis de poços da Bacia de Santos e mostraram diferentes características, fazendo a análise proposta mais complexa. Os outros dois modelos foram adaptados para testar alguns limites das aproximações não-hiperbólicas (incluindo a aqui proposta). Outra proposta importante foi o desenvolvimento de uma técnica de seleção automática para obter as reflexões relacionadas às interfaces entre a base do sal e o topo do reservatório (reflexão alvo). Esta técnica foi também parte de um conjunto de testes para obter informações de variação de fase. Foi possível determinar o quão complexa cada aproximação é com o conjunto de informações obtido pela análise de mapas residuais de função objetivo. A qualidade de ajuste e a eficiência de cada aproximação também foram analisadas. Foram determinados os algoritmos de otimização que mostraram os melhores resultados. Foi estudada a diferença entre as normas L1 e L2, e foi determinada a melhor para se trabalhar com cada tipo de problema inverso. Com todas essas análises, foi possível identificar qual aproximação junto de qual algoritmo de otimização apresenta os melhores resultados para cada evento de reflexão de cada modelo depois da inversão. A técnica de seleção automática provou ser apta para obter os eventos sísmicos de reflexão almejados e informações de variação de fase.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Detectar reservatórios de hidrocarbonetos a partir de um levantamento sísmico é uma tarefa complexa, que requer profissionais especializados e muito tempo de trabalho. Por isso, atualmente, existem muitas pesquisas que buscam automatizar essa tarefa utilizando redes neurais profundas. Seguindo o sucesso das redes convolucionais profundas, CNNs, na identificação de objetos em imagens e vídeos, as CNNs tem sido utilizadas como detectores de eventos geológicos nas imagens sísmica. O treinamento de uma rede neural profunda atual, entretanto, requer centenas de milhares de dados rotulados. Se tratarmos os dados sísmicos como imagens, os reservatórios de hidrocarbonetos geralmente constituem uma pequena sub imagem incapaz de fornecer tantas amostras. A metodologia proposta nesta dissertação trata o dado sísmico como um conjunto de traços e a amostra que alimenta a rede neural são trechos de um sinal unidimensional parecido com um sinal de som ou voz. Com essa entrada uma marcação de um reservatório numa sísmica geralmente já fornece o número necessário de amostras rotuladas para o treinamento. Um outro aspecto importante da nossa proposta é a utilização de uma rede neural recorrente. A influencia de um reservatório de hidrocarboneto num traço sísmico se dá não somente no local onde ele se encontra, mas em todo o traço que se segue. Por isso propomos a utilização de uma rede do tipo longa memória de curto prazo (Long Short-Term Memory, LSTM) para caracterizar regiões que apresentem assinaturas de gás em imagens sísmicas. Esta dissertação detalha ainda a implementação da metodologia proposta e os testes feitos nos dados sísmicos públicos Netherlands F3-Block. Os resultados alcançados avaliados pelos índices de sensibilidade, especificidade, acurácia e AUC foram todos excelentes, acima de 95 por cento. Detecting hydrocarbon reservoirs from a seismic survey is a complex task, requiring specialized professionals and long time. Consequently, many authors today seek to automate this task by using deep neural networks. Following the success of deep convolutional networks, CNNs, in the identification of objects in images and videos, CNNs have been used as detectors of geological events in seismic images. Training a deep neural network, however, requires hundreds of thousands of labeled data, that is, samples that we know the response that the network must provide. If we treat seismic data as images, the hydrocarbon reservoirs usually constitute a small sub-image unable to provide so many samples. The methodology proposed in this dissertation treats the seismic data as a set of traces and the sample that feeds the neural network are fragments of a onedimensional signal resembling a sound or voice signal. A labeled reservoir seismic image usually provides the required number of labeled one-dimensional samples for training. Another important aspect of our proposal is the use of a recurrent neural network. The influence of a hydrocarbon reservoir on a seismic trace occurs not only in its location but throughout the trace that follows. For this reason, we propose the use of a Long Short-Term Memory, LSTM, network to characterize regions that present gas signatures in seismic images. This dissertation further details the implementation of the proposed methodology and test results on the Netherlands F3-Block public seismic data. The results on this data set, evaluated by sensitivity, specificity, accuracy and AUC indexes, are all excellent, above 95 percent.

In land seismic data processing, the groundroll is a recurring problem. It is a coherent noise caused by Rayleigh surface waves, an association between P and S waves. This noise in the seismogram is described as a vertical cone, that contaminates seismic data by overlapping reflections that may be of interest in the seismic survey. This work presents a filtering method using 1D wavelet transform to attenuate the groundroll. This filtering method is unprecedented in land seismic processing; however, it is used efficiently in filtering electrocardiograms - EGC and audio signals. The wavelet transform is used to represent a signal at different resolutions and various time and frequency contents. In this way, it is possible to isolate the frequency band in which the noise is located and then attenuate it, improving the signal-to-noise ratio of the data. The data filtering is done by estimating a cut-off threshold for the noise-related signal amplitudes. The determination of λ takes into account the number of samples and the standard deviation of the noisy signal. In this work, the discrete Meyer wavelet was selected, according to the Shannon entropy criterion to perform the spectral decomposition of the seismic data. This wavelet performed better than the wavelet families: daubechies, coiflets, symlets and haar wavelet. The results of the filtering performed in a set of seismic traces in the shot domain, the supergather and later in the complete seismic line were relevant. Thanks to the attenuation of the groundroll, it was noticed significant improvements in the resolution of the seismic sections and on the velocity spectrum panel.Keywords: groundroll attenuation; wavelet transform; filter banks; multiresolution analysis. Atenuação do Groundroll por Limiarização de Amplitude da Transformada WaveletRESUMO. No processamento de dados sísmicos terrestres, o groundroll é um problema recorrente, tratando-se de um ruído coerente ocasionado por ondas de superfície Rayleigh, combinação entre as ondas P e S. No sismograma o groundroll é caracterizado por um cone vertical que se sobrepõe às reflexões de interesse no levantamento sísmico. Neste trabalho é apresentado um método de filtragem traço a traço utilizando a transformada wavelet 1D para atenuar o groundroll. Este método de filtragem é inovador no âmbito do processamento sísmico terrestre. No entanto, é utilizado com eficiência em filtragem de eletrocardiogramas - EGC e sinais de áudio. A transformada wavelet é utilizada para representar um sinal em distintas resoluções e variados conteúdos de tempo e frequência. Desta maneira, é possível isolar a banda de frequência na qual o ruído está localizado e em seguida atenuá-lo, melhorando a razão sinal/ruído do dado. A filtragem do dado é feita estimando um limiar de corte, definido como threshold (λ), para as amplitudes do sinal que estão relacionadas ao ruído. A determinação do λ leva em conta o número de amostras e o desvio-padrão (σ) do sinal ruidoso. Neste trabalho, a wavelet discreta de Meyer (dmey) foi selecionada segundo o critério da entropia de Shannon para realizar a decomposição espectral do dado sísmico. Esta wavelet obteve um melhor desempenho frente as famílias de wavelets: daubechies, coiflets, symlets e a wavelet de haar. Os resultados da filtragem aplicada em um conjunto de traços sísmicos no domínio do tiro, do supergather e posteriormente na linha sísmica completa foram relevantes. Graças à atenuação do groundroll, notou-se melhorias significativas na resolução das seções sísmicas e no painel do espectro de velocidade.Palavras-chave: atenuação do groundroll; transformadas wavelets; banco de filtros; análise multiresolução.

A modelagem sísmica, a migração reversa no tempo (RTM) e inversão de forma de onda multiescala (MFWI) são três das técnicas mais importantes no levantamento sísmico. A modelagem sísmica simula a propagação de ondas, a RTM gera uma imagem da subsuperfície e a MFWI produz um modelo de velocidades de propagação de ondas. Esses métodos possuem um alto custo computacional devido à grande quantidade de dados que eles processam e à complexidade de seus algoritmos. Por isso, na prática, eles são implementados apenas para sistemas paralelos. Embora existam implementações paralelas eficientes de modelagem, RTM e MFWI na literatura, melhorias podem ser feitas para melhor explorar o paralelismo nesses métodos e as características dos sistemas paralelos atuais. Esta pesquisa propõe a inversão de forma de onda multiescala acoplada (CMFWI), um método alternativo à MFWI, que melhora a escalabilidade paralela ao reduzir a dependência paralela entre o processamento de diferentes conteúdos de frequência dos dados. É apresentada uma implementação do CMFWI usando o método de minimizadores locais acoplados (CLM). Os resultados utilizando a norma L2 mostraram que a CMFWI teve desempenho inferior quando comparado ao MFWI. Esses testes indicam que mais pesquisa é necessária para implementar a CMFWI, pois ela compara dados com diferentes conteúdos de frequência. Este trabalho também apresenta uma estratégia de ajuste automático para escolher adequadamente o tamanho ideal dos blocos de carga de trabalho que reduz o tempo de execução de uma RTM 3D em sistemas de memória compartilhada. O método Coupled Simulated Annealing (CSA) é empregado para ajustar o tamanho dos blocos de carga de trabalho que os laços paralelos atribuem dinamicamente às threads. Testes mostram que o método proposto é consistentemente melhor do que dois agendamentos de laços padrão do OpenMP, sendo até 44% mais rápido. Esta tese também introduz o roubo de trabalho cíclico baseado em token (CTWS) para sistemas de memória distribuída. A nova abordagem de token cíclico reduz o número de falhas de roubo, reduz o overhead de comunicação e simplifica a seleção de vítimas e a estratégia de finalização. Os resultados obtidos com a aplicação da técnica proposta para equilibrar a carga de trabalho de uma RTM 3D apresentam um fator de 14,1% de aceleração e redução do desequilíbrio de carga de 78,4% quando comparadas à distribuição estática convencional. Por fim, é apresentada uma implementação de uma modelagem visco-acústica 2D. Seismic modeling, reverse time migration (RTM), and multi-scale waveform inversion (MFWI) are three of the most important techniques in seismic surveying. Seismic modeling simulates the wave propagation, RTM generates an image of the subsurface, and MFWI produces a wave propagation velocity model. These methods demand intensive computational cost due to a large amount of data they process and the complexity of their algorithms. Because of that, they are only implemented for parallel systems in practical. Although there are efficient parallel implementations of modeling, RTM, and MFWI in the literature, further improvement can be achieved by better exploring the parallelism in these methods and the characteristics of the current parallel systems. This research proposes coupled multi-scale waveform inversion (CMFWI), an alternative method to MFWI, which improves parallel scalability by reducing the parallel dependency between the processing of different frequency content of the data. An implementation of CMFWI using the coupled local minimizers method (CLM) is presented. L2-norm results showed that CMFWI had an inferior performance when compared to MFWI. These experiments indicate that further research is necessary to implement CMFWI as it compares data with different frequency contents. This work also introduces an auto-tuning strategy for properly choosing the optimal chunk size that reduces the runtime of a 3D RTM algorithm in shared memory systems. A coupled simulated annealing method (CSA) is employed to adjust the chunk size of work that parallel loops assign dynamically to worker threads. Experiments show that the proposed method is consistently better than two default OpenMP loop schedulers being up to 44% faster. This thesis also introduces the cyclic token-based work-stealing (CTWS) for distributed memory systems. The novel cyclic token approach reduces the number of failed steals, avoids communication overhead, and simplifies the victim selection and the termination strategy. Results obtained by applying the proposed technique to balance the workload of a 3D RTM present a factor of 14.1% speedup and reductions of the load imbalance of 78.4% when compared to the conventional static distribution. Finally, an implementation of a 2D visco-acoustic modeling is presented.

Submitted by Deize Barboza (daysecostta@yahoo.com.br) on 2020-10-31T00:03:54Z No. of bitstreams: 1 RaphaelVieiraMenezesDeSouza.pdf: 1794555 bytes, checksum: 3795dcca12a84247ce7590be6a79c17e (MD5) Approved for entry into archive by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-12-02T00:28:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RaphaelVieiraMenezesDeSouza.pdf: 1794555 bytes, checksum: 3795dcca12a84247ce7590be6a79c17e (MD5) Made available in DSpace on 2020-12-02T00:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaphaelVieiraMenezesDeSouza.pdf: 1794555 bytes, checksum: 3795dcca12a84247ce7590be6a79c17e (MD5) Previous issue date: 2018-06 Esse trabalho avança no emprego da técnica Full Waveform Inversion (FWI) para geração de imagens baseada na equação completa da onda. Nessa técnica, a partir das informações do tempo de trânsito e amplitude do sinal, obtidos no levantamento sísmico, é possível gerar imagens que representem as propriedades físicas em subsuperfície. No presente trabalho, o problema direto será modelado pela Equação de Helmholtz, e resolvido pelo Método das Diferenças Finitas. O problema inverso será resolvido por meio de uma estratégia multi-escala. O objetivo principal desta tese é investigar o emprego do Índice de Incoerência Geológica (IIG) como restrição no processo de regularização do problema inverso. Os experimentos computacionais mostraram que o uso do IIG como um vínculo que carrega informações relacionadas ao acamamento sedimentar, direcionou a solução do problema para uma solução mais geologicamente provável, fornecendo imagens mais realistas da subsuperfície, se comparado com o FWI clássico. This work advances the use of the Full Waveform Inversion technique (FWI) in the generation of images based on the complete wave equation. In this technique, from the information of the transit time and amplitude of the signal, obtained from a seismic survey, it is possible to generate images that represent the physical properties in subsurface. In the present work, the direct problem will be modeled by the Helmholtz equation for the frequency domain, and solved by the Finite Difference Method, and the inverse problem will be solved by a multi-scale strategy. The main objective of this thesis is the use of the Geological Incoherence Index - IIG as a restriction in the process of regularization of the inverse problem. Computational experiments showed that the use of IIG as a link carrying information related to sedimentary bedding, directed the solution of the problem to a more geologically probable solution, providing more realistic images of the subsurface compared to the classic FWI.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2018. British Petroleum Com aproximadamente 1200 km de extensão o levantamento sísmico-sismológico de grande escala, inserido no Parnaíba Basin Analysis Program (PBAP) financiado pela British Petroleum (BP), investigou a estrutura de velocidade da crosta e do manto superior na região da Bacia do Parnaíba com suas fronteiras, Província Borborema a leste, Faixa Araguaia e parte do Cráton Amazônico a oeste. Esta experiência incluiu 20 tiros registrados por mais de 600 estações sísmicas distribuídas ao longo do perfil. Na parte oeste perto do limite entre Cráton Amazônico, Faixa Araguaia e Bacia do Parnaíba, a modelagem do tempo de trânsito das ondas P juntamente com dados da função do receptor possibilitaram a segmentação da crosta continental em domínios tectônicos distintos. A espessura da crosta ao longo do perfil varia de 38-39 km na área do cráton para ~ 52 km abaixo da Faixa Araguaia voltando a ~43 km na região da bacia. O modelo sísmico mostra que a elevada espessura que a crosta atinge (> 50 km) ocorre na área de influência da sutura Tocantins-Araguaia, resultado da colisão que aconteceu entre a paleoplaca amazônica com o bloco Parnaíba no final do Neoproterozóico. Os dados obtidos pela função do receptor demostram que a crosta também varia composicionalmente ao longo do perfil sísmico. De acordo com resultados a razão Vp/Vs de 1,73 abaixo do Cráton Amazônico confere composição crustal intermediaria contrastando com a razão Vp/Vs de 1,69 de caráter félsico da Faixa Araguaia e máfico da bacia (Vp/Vs = 1,75). A característica máfica da crosta sob a Bacia do Parnaíba pode ser atribuída em parte a estrutura de alta velocidade Vp (> 7,2 km/s) que se prolonga por toda extensão da bacia no limite crosta-manto interpretado como underplating máfico. As características sísmicas observadas no modelo permitem concluir que a Faixa Araguaia está assentada (overthrusting) sobre o embasamento do cráton. A diferença de espessura entre crosta superior e inferior aponta que provavelmente os processos tectônicos limitaram-se a envolver mais a crosta inferior preservando estruturalmente a crosta superior ao longo da evolução geológica. Com as velocidades Vp no manto superior é possível dividir a região auscultada em dois blocos distintos, Bloco Amazônico/Araguaia (Vp = 8,0 km/s) e Bloco Parnaíba (Vp = 8,3 km/s). Essas diferentes velocidades revelam domínios litosféricos de origem e evolução distintos. The approximately 1200 km long deep seismic refraction experiment, as part of the Parnaíba Basin Analysis Program (PBAP) sponsored by British Petroleum, investigated the velocity structure of the crust and upper mantle across the Parnaíba Basin and its borders, the Borborema Province to the east, the Araguaia Belt and the Amazonian Craton to the west. This experiment included 20 shots recorded by more than 600 seismic stations distributed along the profile. In the western part of the experiment, encompassing the boundary between the Amazonian Craton, the Araguaia Belt and the Parnaíba Basin, modeling of the P waves transit time together with receiver function data allowed to distinguish the different tectonic domains of the continental crust. The thickness of the crust along the profile ranges from 38-39 km in the craton area to ~52 km below the Araguaia Belt, decreasing to ~43 km in the basin region. The seismic model shows that the large thickness of the crust (>50 km) occurs in the influence area of the Tocantins-Araguaia suture that resulted from the late Neoproterozoic collision between the Amazonian paleoplate and the Parnaíba block. Receiver function data show that the crust also varies in composition along the seismic profile. Vp/Vs ratio of 1.73 below the Amazonian Craton confers intermediate crustal composition, contrasting with the Vp/Vs ratio of 1.69 of the Araguaia Belt felsic character and with the mafic character (Vp/Vs = 1.75) below the Parnaíba Basin. The mafic characteristic of the crust under the Parnaíba Basin can be attributed in part to the high velocity structure Vp (>7.2 km/s) that is recorded throughout the basin at the crust-mantle boundary, interpreted as mafic underplating. The seismic characteristics observed in the model allow to conclude that the Araguaia Belt is thrusted over the Amazonian Craton basement. The difference in thickness between the upper and lower crust suggests that tectonic processes have probably been limited to the lower crust, preserving structurally the upper crust along the geological evolution. Vp velocities within the upper mantle allow to divide the study region into two distinct blocks, the Amazonian Craton/Araguaia Belt (Vp = 8.0 km/s) and the Parnaíba Block (Vp = 8.3 km/s). These different velocities reveal lithosphere domains of different origin and evolution.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10171_TESE - ALEX EVARISTO DA SILVA.pdf: 21049527 bytes, checksum: 46d77fc5752cefd9b0b60fe6390828b3 (MD5) Previous issue date: 2017-04-05 Considerando que os depósitos sedimentares na plataforma continental são resultado de uma ampla variedade de fatores, como variações do nível do mar, suprimento sedimentar, paleotopografia, subsidência, entre outros; estudos que retratem a evolução de plataformas continentais contrastantes ao longo de um trecho costeiro contínuo podem permitir a melhor compreensão de como estes fatores influenciam a distribuição dos sedimentos ao longo de ciclos de variação do nível do mar. Desta forma, esta Tese busca compreender a evolução recente e a distribuição dos depósitos sedimentares em uma plataforma continental que apresenta distinção entre suprimento e dispersão sedimentar através de levantamento sísmico e testemunhos. Foram adquiridos 485 km de registro sísmico e 7 testemunhos por meio de piston core ao longo da plataforma continental centro-norte do Espírito Santo. A análise estratigráfica aponta a presença de três grandes domínios que retratam o processo da última exposição da plataforma e a inundação subsequente. Na porção sul, as seções sísmicas junto com a morfologia atual evidenciam o caráter meandrante do sistema de vales incisos largamente difundidos sobre a plataforma continental durante o último máximo glacial. Rumo ao norte, fora do domínio dos vales incisos, a superfície de exposição passa a ter caráter erosivo até a isóbata de 45 m e grandes incisões fluviais estão ausentes. Na plataforma externa após a isóbata de 45 m e entre os paleocanais ao sul, o caráter erosivo da exposição se apresenta mais regular e suave de alta amplitude sofrendo truncamento apenas na região de incisão fluvial. O preenchimento sedimentar da plataforma após a última inundação aponta para três regimes de sedimentação majoritários: Suprimento, Acomodação e Sedimentação Carbonática. Em termos de deposição holocênica, os testemunhos apresentam heterogeneidades marcantes ao longo da sua descrição e revelam processos sedimentares distintos pós-último máximo glacial. A porção sul da plataforma é recentemente dominada por sedimentos lamosos cascalhosos carbonáticos, enquanto a porção norte é dominada por areia lamosa ou lama arenosa predominantemente terrígena. De fato, plataformas continentais são sistemas altamente complexos e seus depósitos são formados sobre combinações específicas de hidrodinâmica, fisiografia e fonte sedimentar, que permitem a reconstrução paleoambiental do clima e das mudanças oceanográficas. A plataforma continental estudada aponta para uma boa preservação do depósito pós-último máximo glacial por conta da preservação dos vales incisos ao sul e a espessura considerável do pacote lamoso moderno do Rio Doce.

Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2017-12-12T16:26:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Pedro_Pereira_final.pdf: 221863925 bytes, checksum: db9b5bb735620c1f7922b15f30541d4b (MD5) Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2017-12-13T18:48:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Pedro_Pereira_final.pdf: 221863925 bytes, checksum: db9b5bb735620c1f7922b15f30541d4b (MD5) Made available in DSpace on 2017-12-13T18:48:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Pedro_Pereira_final.pdf: 221863925 bytes, checksum: db9b5bb735620c1f7922b15f30541d4b (MD5) Sedimentos finos se acumulam em plataformas continentais sob uma variedade de condições ambientais específicas, resultando na formação de depocentros. Em situações de nível de mar alto, onde plataformas continentais estão inundadas, depocentros lamosos concentram a maior parte dos sedimentos finos oriundos do continente que não foram depositados em planícies deltaicas ou agregados à linha de costa. Desta forma, depocentros lamosos possuem um papel importante na disponibilização de materiais sedimentares em margens oceânicas durante os períodos interglaciais. Dados disponíveis sobre a distribuição de sedimentos superficiais na Plataforma Continental de Salvador, mostram que os sedimentos finos se concentram preferencialmente em um depocentro lamoso localizado numa feição batimétrica denominada de Baixo da Boca do Rio. Este baixo topográfico aparentemente condiciona uma transição brusca entre a fração areia e lama na plataforma continental de Salvador, evidenciando um possível controle batimétrico para a sedimentação na área de estudo. Compreendendo uma porção significativa da PCS, o BBR se encontra atualmente sob influência direta de dois Sistemas de Disposição Oceânica de Esgotos Sanitários (SDO), o SDO Boca do Rio e o SDO Rio Vermelho. Compreender os aspectos da sedimentação do BBR é extremamente importante para a sua gestão. Dados obtidos através da revisão bibliográfica e dados adicionais coletados sob supervisão do Professor Dr. José Maria Landim Dominguez nos últimos 11 anos, foram selecionados (67 amostras de sedimentos superficial de fundo coletados na área de estudo e adjacências, 14 filmagens subaquáticas obtidas através de mergulho autônomo, 96km de perfis sísmicos obtidos com um perfilador de subsuperfície). A análise dos dados obtidos no levantamento sísmico permitiu a elaboração de mapas da Batimetria (m), do Backscatter superficial (nível de reflexão do sinal acústico) e de espessura sedimentar mínima (m) da área de estudo. A interpretação dos perfis permitiu identificar inicialmente cinco Eco-tipos, os quais foram integrados ao tipo de sedimento superficial de fundo, estes cinco Eco-tipos já haviam sido identificados anteriormente para a área de estudo, porém, não foram descritos em sua totalidade. Os dados batimétricos apresentam-se de forma bastante semelhante à descrita em trabalhos anteriores, reentrância das isóbatas de 45, 50 e 55 metros em frente ao bairro da Boca do Rio. A plataforma externa é separada da plataforma interna por uma transição rápida entre as isóbatas de 25 e 30 m, o que, nas porções nordeste e sudeste, coincide com o limite superficial do embasamento cristalino, definidos aqui como afloramentos rochosos irregulares de alta e baixa rugosidade. Os valores de Backscatter superficial obtidos variaram entre -46 e -92, sendo os mais altos associados a sedimentos areno-lamosos, enquanto que os mais baixos relacionam-se com sedimentos cascalhosos e substratos consolidados, localizados próximo à linha de costa e no entorno do BBR. A espessura sedimentar mínima dos sedimentos que preenchem o BBR evidenciam acumulações sedimentares não significantes, sendo a espessura sedimentar média encontrada da ordem de 5 metros. Maiores espessuras foram estimadas nas regiões próximas à linha de costa com valores máximos de 25 metros, corroborando com dados publicados por Nascimento (2008), que mostram que o topo do embasamento, nas drenagens que deságuam na linha de costa adjacente à área de estudo, situa-se em profundidade de até 35 m abaixo do nível do mar atual. Observa-se também que a isópaca de 2 metros tende a acompanhar o eixo da reentrância batimétrica, partindo da linha de costa em direção ao centro do BBR, evidenciando um possível controle estrutural para a deposição destes sedimentos. ABSTRACT Fine sediments accumulate on continental shelves under a variety of specific environmental conditions, resulting in the formation of muddy depocenters. In high sea level stands where continental shelves are flooded, these depocenters concentrate most of the continental sediments that have not been deposited on deltaic plains or aggregated to the coastline. In this way, muddy depocenters play an important role in the availability of sedimentary materials on oceanic margins during interglacial periods. Available data show that in the continental shelf adjacent of the city of Salvador, Brazil, the fine sediments are mainly concentrated in a depocenter located in a bathymetric feature denominated Baixo da Boca do Rio. This low topography apparently conditionates a sudden transition between the sand and mud sediment contents, evidencing a possible bathymetric control for the sedimentation in the study area. Comprehending a significant portion of the continental shelf, the Baixo da boca do Rio is currently under direct influence of two Ocean Sewage Disposal Systems (SDO), SDO Boca do Rio and SDO Rio Vermelho. Understanding the sedimentation aspects of this area is extremely important for its management. Data obtained through the bibliographic review and additional data collected under the supervision of Professor Dr. José Maria Landim Dominguez in the last 11 years were selected (67 samples of surface bottom sediments collected in the study area and adjacencies, 14 underwater footages obtained through scuba diving and 96km of seismic profiles). The analysis of the data obtained in the seismic survey allowed the elaboration of Bathymetric (m), Backscatter (acoustic signal reflection level) and minimum sediment thickness (m) maps of the study area. The interpretation of the profiles allowed initially to identify five eco-types which were integrated to the type of bottom surface sediment. Although these five eco-types had previously been identified for the study area, they were not described in their entirety. The bathymetric data were very similar to that described in previous works, with reentrance of the 45, 50 and 55 meter isobaths in front of the neighborhood of Boca do Rio. The external platform is separated from the internal platform by a rapid transition between the isobaths of 25 and 30 m, which, in the northeast and southeast portions, coincides with the surface boundary of the crystalline basement, defined here as irregular rocky outcrops of high and low roughness. The values of superficial Backscatter obtained varied between -46 and -92, with the highest values being associated with sandy-loam sediments, while the lowest values were related to gravel sediments and consolidated substrates, located near the coastline and around the area. The minimum sediment thickness of the sediments that fill the Baixo da boca do Rio shows non-significant sedimentary accumulations, with a mean sedimentary thickness of 5 meters. Larger thicknesses were estimated in the regions close to the coastline with maximum values close to 30 meters, corroborating data published by Nascimento (2008) that show that the top of the basement, in the drainage that falls on the coastline adjacent to the study area, places in depth up to 35 m below current sea level. It is also observed that the isopach of 2 meters tends to follow the axis of the bathymetric reentrance, starting from the coast line towards the center of the Baixo da boca do Rio, evidencing a possible structural control for the deposition of these sediments.

Estudos de acumulações de gás raso e os efeitos destes fenômenos nas ondas sísmicas são objeto de trabalho de diversos pesquisadores em diferentes partes do planeta. As respostas das acumulações de gás nas ondas sísmicas se diferenciam pelas diversas frequências dos equipamentos sísmicos e trazem informações importantes no que concerne à formação e evolução dos ambientes em questão. O Canal da Bertioga se situa no litoral Sul do Estado de São Paulo, Brasil, e consiste em um ambiente de características estuarinas que conecta a plataforma continental, em sua desembocadura oceânica, e a Baixada Santista em sua desembocadura continental. Trata-se de um sistema de baixa hidrodinâmica, com profundidades máximas de 18m, e sofre influência de seus afluentes oriundos da serra do mar. Na presente pesquisa, foram utilizadas as fontes Pinger (24 kHz), Chirp (2 - 8 kHz) e Boomer (0,5 - 2 kHz) operando simultaneamente para o levantamento de dados geofísicos e amostragens superficiais com um amostrador de mandíbulas do tipo Van Veen. Foram também obtidos cinco testemunhos sedimentares, dos quais foram obtidos dados de taxa de sedimentação. O levantamento sísmico permitiu a identificação de diversas fácies acústicas de gás nos sedimentos assim como padrões de escape. Em função da identificação dos padrões de ocorrência destas formações de gás se pôde dividir o Canal da Bertioga em três setores: Estreito, Largo do Candinho e Canal Leste. No trecho denominado de Estreito as Coberturas acústicas foram predominantes com pouca variação de cota (± 3 m), os escapes de gás foram menos ocorrentes se comparados às outras áreas e se deu especialmente em forma de Pináculos de Turbidez. No Largo do Candinho predominaram as Sombras Negras e Coberturas Acústicas muito rasas, em torno de 1 a 2 m do substrato, com grande ocorrência de escape de gás do tipo Plumas Acústicas. Por fim, O Canal Leste apresentou as maiores variações nas cotas das Coberturas Acústicas, com ocorrências mais profundas (8 m em média) e escapes de gás em forma de Plumas Intrassedimentares. Foram definidas unidades estratigráficas deposicionais que contribuíram para a proposição de uma compartimentação do canal, em função dos padrões de ocorrência de gás. A fonte boomer permitiu identificar quatro unidades estratigráficas No Canal Leste, duas no Largo do Candinho e apenas uma no Estreito, neste último trecho a penetração do sinal foi especialmente comprometida em função da constante ocorrência das Coberturas Acústicas. Diante destas evidências pôde-se concluir que o Canal da Bertioga evoluiu como dois sistemas distintos, os quais foram separados durante as regressões marinhas e conectados novamente em trato de mar alto. A mudança brusca das cotas de ocorrência das Coberturas Acústicas entre o Canal Leste e o Largo do Candinho, além de evidências de falhamentos neotectônicos do Pleistoceno tardio sugerem que a conexão destes ambientes (Estreito + Largo do Candinho e Canal Leste) pode ter sido abrupta. Studies of shallow gas accumulations and the effects of these components in the seismic waves are studied by several researchers in different parts of the world. The responses of the gas accumulations in the seismic waves are distinguished by different frequencies of seismic equipment and provide important information regarding the formation and evolution of the environments. The Channel of Bertioga is located on the southern coast of São Paulo, Brazil, and it\'s an environment with estuarine characteristics that connects the Sea of Bertioga to its oceanic mouth, and the city of Santos to it\'s continental mouth. This is a low hydrodynamic system with maximum depths of 18m, and is influenced by its tributaries from the Serra do Mar mountains. The present study was conducted with the sources Pinger (24kHz), Chirp (2 - 8 kHz) and Boomer (0.5 - 2 kHz) operating simultaneously for the geophysical survey data, surficial sediment sampling was made with a Van Veen grab. Five cores were also acquired, of which the sedimentation rate was obtained. The seismic survey allowed the identification of several buried gas facies and seepages. Regarding the patterns in the occurrence of gas formations the Bertioga Channel could be split into three sectors: The Narrow Sector, Candinho and Eastern Sector. In the Narrow part, the Acoustic Blankings were predominant with little variation in elevation (± 3 m), seepages occurred less compared to other areas and were mostly consisting of Turbidity Pinnacles. In the Candinho sector, Black Shadows and Acoustic Blankets about 1 to 2m of the substrate prevailed, with high occurrence of seepages in the form of Acoustic Plumes. Finally, the Eastern Sector had the highest changes in the levels of Acoustic Blankets, with the deepest occurrences (8m on average) and seepages in the form of Intrasedimentary Plumes. Some stratigraphic units were defined, which contributed to the previous division by the gas occurrences. The Booomer source allowed the identification of four Stratigraphic Units inthe Eastern Channel, two in the Candinho sector and only one Stratigraphic Unit in the Narrow Sector. In the last sector signal penetration was particularly compromised due to the constant occurrence of Acoustic Blankets. Given this evidence, it was concluded that the Bertioga Channel evolved as two distinct systems, which were separated during the marine regressions and re-connected during marine transgressions. The sudden change in the depths of occurrence in Acoustic Blankets between the Eastern Channel and Candinho, and evidence of neotectonic faulting in the Late Pleistocene suggest that the connection of these environments (Narrow Sector + Candinho and Canal East) may have been abrupt.

A high resolution seismic survey was conducted in the Patos Lagoon, southern Brazil, aboard of the research vessel LARUS of the Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG). Around 400 km of 3.5 kHz seismic profiles were collected, which provided acoustic signals of good penetration depth and resolution. Seismic anomalies, including turbidity and pocket gas, revealed that gas-charged sediments are common in several areas of the lagoon. The gas accumulations in the Patos Lagoon are controlled by the spatial distribution of the sedimentary facies. Either in ‘curtains’ or in ‘acoustic turbid zones’, the main gas accumulations occur in areas with paleotopographic lows related to fluvial channels and valleys developed in the Rio Grande do Sul coastal plain during regressive/transgressive events of the Quaternary. Um levantamento sísmico de alta resolução foi realizado na Lagoa dos Patos, sul do Brasil, a bordo da Lancha Oceanográfica Larus da Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG). Foram levantados aproximadamente 400 km de perfis de 3,5 kHz, os quais apresentaram uma resposta acústica de boa penetração e resolução. Anomalias sísmicas, incluindo turbidez acústica e bolsões de gás, revelam que sedimentos carregados de gás são comuns em diversas áreas do corpo lagunar. As acumulações de gás na Lagoa dos Patos são controladas pela distribuição espacial das fácies sedimentares. Tanto as acumulações de gás na forma de 'cortinas', como as 'zonas acusticamente turvas', ocorrem em área de baixios paleotopográficos, vinculados a vales e canais fluviais que se desenvolveram na planície costeira do Rio Grande do Sul durante os eventos regressivos/transgressivos do Quaternário. Fil: Weschenfelder, Jair. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências; Brasil Fil: Corrêa, Iran. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências; Brasil Fil: Aliotta, Salvador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; Argentina Fil: Pereira, Carla. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências; Brasil Fil: Vasconcellos, Vinicius E. B, de. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências; Brasil

Orientador: Denis José Schiozer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências Resumo: A produção de hidrocarbonetos é um negócio que envolve muitos riscos. As incertezas inerentes à produção estão relacionadas às incertezas no estado físico do reservatório e variáveis externas. A incerteza do reservatório pode ser reduzida conforme dados de produção e dinâmicos são adquiridos. A sísmica 4D (S4D) tem sido utilizada na indústria de petróleo, pois a integração de informação geofísica e de engenharia aumenta a capacidade preditiva da simulação de reservatórios. Entretanto, há questões técnicas que devem ser avaliadas antes de se iniciar um projeto de S4D. Vários estudos geofísicos usam o conceito de chance de sucesso para identificar os casos favoráveis onde são avaliados o levantamento sísmico e a magnitude das mudanças sísmicas. Porém, do ponto de vista de engenharia é importante avaliar o impacto da nova informação na operação do campo e o consequente benefício financeiro. A estimativa da chance de sucesso de um projeto de S4D é um desafio. Portanto, este trabalho apresenta uma metodologia que estima a chance de sucesso sob a perspectiva da engenharia de reservatórios. A metodologia foi desenvolvida em três fases. A primeira fase mostra que o erro de saturação de água pode ser utilizado para medir a melhora no entendimento da movimentação de fluidos no reservatório devido à aquisição da S4D. Além disso, mostra que o momento em que a sísmica 4D é adquirida impacta no valor da informação. Na segunda fase a metodologia para determinar o melhor momento para a aquisição da S4D é apresentada. O melhor momento é determinado avaliando o tempo para a chegada de água nos poços e as curvas de erro de saturação. Por fim, a metodologia para a estimativa da chance de sucesso é apresentada. A metodologia é um processo iterativo simples. A metodologia é composta por seis etapas, no qual algumas são bem estabelecidas na literatura. A tese incorpora a data que aquisição da sísmica 4D no processo e avalia a chance de sucesso por meio da variação do beneficio econômico ocasionado pelas incertezas do reservatório. A metodologia foi aplicada para um caso sintético para ilustrar o procedimento do cálculo do valor da informação e da probabilidade de sucesso Abstract: Production of hydrocarbons is a high-risk business. The uncertainties inherent to production are related to the uncertainties in the physical state of the reservoir and external variables. Reservoir uncertainty can be reduced as new production and dynamic data become available. 4D seismic technology has been used in the petroleum industry because the integration of geophysics and engineering information increases the predictive capability of reservoir simulations. However, there are technical issues to be addressed before starting a 4D seismic project. Several geophysical studies use the chance of success concept to identify the favorable cases; evaluating the seismic survey and the magnitude of seismic changes. From the engineering point of view, it is important to evaluate the impact of new information on field operations and the consequent monetary benefit. The estimation of 4D seismic data chance of success before its acquisition is a challenge. Therefore, the thesis presents a methodology to estimate the chance of success of a 4D seismic project from the reservoir engineering perspective. The methodology was developed in three phases. The first phase shows that water saturation error can measure the improvement on the fluid behavior understanding due to 4D seismic data. Moreover, it shows that the time for 4D seismic data acquisition affects its value. The second phase presents the methodology to estimate the best time to acquire 4D seismic data. The best time estimation is determined by evaluating time for water breakthrough and the water saturation error curves. Finally, the chance of success methodology is presented. The methodology is simple and an iterative process. It is divided in six steps, in which some of them are well established in the literature. The thesis incorporates the date of 4D seismic data acquisition in the process and assesses the chance of success through the variation in the economic benefit caused by the reservoir uncertainties. The methodology was applied to a synthetic reservoir model, showing a procedure to estimate the expected value of information and the probability of success Doutorado Reservatórios e Gestão Doutora em Ciências e Engenharia de Petróleo

Submitted by Souza Tanajura Augusto (cast@ufba.br) on 2012-12-11T19:36:39Z No. of bitstreams: 1 Ladino.pdf: 18268528 bytes, checksum: 0dd6d8a6628c6de08244d95a1a8bc4dd (MD5) Made available in DSpace on 2012-12-11T19:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ladino.pdf: 18268528 bytes, checksum: 0dd6d8a6628c6de08244d95a1a8bc4dd (MD5) Centro de Pesquisa em Geofísica e Geologia da UFBA, CAPES, da CNPq, CTPETRO, ANP A qualidade da seção empilhada esta diretamente ligada a uma boa estimativa das velocidades usadas na correção NMO, a chamada velocidade NMO (vNMO). Essa estimativa é feita dentro da etapa de análise de velocidade, na qual a derfiição da velocidade NMO é efetuada manualmente sobre o “semblance” de alguns CMP's previamente selecionados. Geralmente, na análise de velocidade, emprega-se uma medida de coerência do sinal, dentro de uma janela de tempo, para o cálculo da velocidade ao longo da trajetória hiperbólica dos eventos de reflexão. A baixa relação S/R (sinal/ruído) tem um efeito direto na qualidade do espectro de velocidade sendo um dos problemas que afetam a estimativa da velocidade NMO e consequentemente a qualidade final da imagem sísmica gerada através do empilhamento CMP. No presente trabalho aplicamos o método de filtragem adaptativa baseada no método SVD (Singular Value Decomposition ) para a melhoria da análise de velocidades e do empilhamento CMP. Antes da aplicação do método é feita a correção normal moveout (NMO) dos sismogramas, tendo como finalidade deixar as reflexões de interesse aproximadamente horizontais. A filtragem SVD trabalha na forma multicanal e pode ser aplicada seguindo um procedimento padrão que consiste na seleção de um conjunto de traços vizinhos tomados ao redor do traço alvo da filtragem. Desta forma traços de diferentes tiros podem ser utilizados na filtragem SVD. A coleta de traços de mais que um tiro, no mapa de cobertura, pode ser representada por um operador espacial. No presente trabalho utilizamos um operador de cinco pontos que denominamos operador em cruz que opera sobre todos os traços do mapa de cobertura do levantamento sísmico. A cada posição do operador, o traço filtrado (centro do operador) é obtido tomando-se a apenas a primeira autoimagem ou somando-se as primeiras autoimagens do painel de 5 traços selecionados. Desta forma reforçamos a coerência correspondente às reflexões primárias, em detrimento do sinal restante (ground-roll, múltiplas e demais eventos não correlacionados), localizado nas demais autoimagens. A filtragem SVD pode ser vista como um método de filtragem adaptativa multicanal onde cada traço filtrado guarda certo grau de coerência com os traços imediatamente vizinhos. No trabalho foram utilizados basicamente o pacote SU-CWP e o software de processamento FOCUS, e envolveu as etapas básicas do pré-processamento e o do processamento sísmico. Ilustramos o método utilizando um dado sísmico terrestre da Bacia do Tacutu. Os resultados obtidos mostram espectros de velocidades com melhor definição, como também seções empilhadas exibindo melhor continuidade das reflexões e menor ruído ground-roll, comparado com os resultados do processamento bruto (sem a filtragem SVD). Pós Graduação em Geofísica da UFBA

The Baixa grande fault is located on the edge of the S-SW Potiguar Rift. It limits the south part of Umbuzeiro Graben and the Apodi Graben. Although a number of studies have associated the complex deformation styles in the hanging wall of the Baixa Grande Fault with geometry and displacement variations, none have applied the modern computational techniques such as geometrical and kinematic validations to address this problem. This work proposes a geometric analysis of the Baixa Fault using seismic interpretation. The interpretation was made on 3D seismic data of the Baixa Grande fault using the software OpendTect (dGB Earth Sciences). It was also used direct structural modeling, such as Analog Direct Modeling know as Folding Vectors and, 2D and 3D Direct Computational Modeling. The Folding Vectors Modeling presented great similarity with the conventional structural seismic interpretations of the Baixa Grande Fault, thus, the conventional interpretation was validated geometrically. The 2D direct computational modeling was made on some sections of the 3D data of the Baixa Grande Fault on software Move (Midland Valley Ltd) using the horizon modeling tool. The modeling confirms the influence of fault geometry on the hanging wall. The Baixa Grande Fault ramp-flat-ramp geometry generates synform on the concave segments of the fault and antiform in the convex segments. On the fault region that does not have segments angle change, the beds are dislocated without deformation, and on the listric faults occur rollover. On the direct 3D computational modeling, structural attributes were obtained as horizons on the hanging wall of the main fault, after the simulation of several levels of deformation along the fault. The occurrence of structures that indicates shortening in this modeling, also indicates that the antiforms on the Baixa Grande Fault were influenced by fault geometry A Falha de Baixa Grande localiza-se no extremo S-SW do Rifte Potiguar, limitando, ao sul, o Graben de Umbuzeiro e parte do Graben de Apodi. Devido a grande complexidade geométrica desta falha, vários estudos foram realizados, porém ainda ocorre uma carência de análises geométricas aplicando ferramentas mais modernas, como modelagens estruturais diretas. Este trabalho propõe uma análise geométrica da Falha de Baixa Grande por meio de interpretação sísmica realizada no levantamento sísmico 3D Falha de Baixa Grande utilizando o software OpendTect (dGB Earth Sciences) e posterior aplicação de modelagens estruturais diretas: modelagem analógica direta denominada vetores de dobramentos e modelagem computacional direta 2D e 3D. A modelagem de vetores de dobramentos apresentou grande semelhança com a interpretação sísmica estrutural convencional da Falha de Baixa Grande; ou seja, a interpretação convencional foi validada geometricamente. A modelagem computacional direta 2D realizada em algumas seções do levantamento 3D de Falha de Baixa Grande foi executada no software Move (Midland Valley Ltd) pela ferramenta modelagem de horizontes por meio de um falha principal. A mesma corroborou para comprovar a influência da geometria de falha na deformação das camadas do teto da falha. A região da falha de Baixa Grande na qual a geometria é definida como rampa-patamar-rampa, gera sinformes na região côncava da falha enquanto que a região convexa gera antiformes; já na região onde ocorre predominância de falha com geometria retilínea, as camadas são deslocadas sem deformação, enquanto que as falhas com geometria curvilíneas apresentam ocorrência de rollover. Na modelagem computacional direta 3D atributos estruturais foram extraídos em horizontes no teto da falha principal após simular níveis de deformação ao longo da falha. O surgimento de estruturas indicativas de encurtamento nesta modelagem também indicou que os antiformes existentes na falha de Baixa Grande sofreram influência da geometria dos segmentos de falha

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The Rio do Peixe Basin is located in the border of Paraíba and Ceará states, immediately to the north of the Patos shear zone, encompassing an area of 1,315 km2. This is one of the main basins of eocretaceous age in Northeast Brazil, associated to the rifting event that shaped the present continental margin. The basin can be divided into four sub-basins, corresponding to Pombal, Sousa, Brejo das Freiras and Icozinho half-grabens. This dissertation was based on the analysis and interpretation of remote sensing products, field stratigraphic and structural data, and seismic sections and gravity data. Field work detailed the lithofacies characterization of the three formations previously recognised in the basin, Antenor Navarro, Sousa and Rio Piranhas. Unlike the classical vertical stacking, field relations and seismostratigraphic analysis highlighted the interdigitation and lateral equivalency between these units. On bio/chrono-stratigraphic and tectonic grounds, they correlate with the Rift Tectonosequence of neocomian age. The Antenor Navarro Formation rests overlies the crystalline basement in non conformity. It comprises lithofacies originated by a braided fluvial system system, dominated by immature, coarse and conglomeratic sandstones, and polymict conglomerates at the base. Its exposures occur in the different halfgrabens, along its flexural margins. Paleocurrent data indicate source areas in the basement to the north/NW, or input along strike ramps. The Sousa Formation is composed by fine-grained sandstones, siltites and reddish, locally grey-greenish to reddish laminated shales presenting wavy marks, mudcracks and, sometimes, carbonate beds. This formation shows major influence of a fluvial, floodplain system, with seismostratigraphic evidence of lacustrine facies at subsurface. Its distribution occupies the central part of the Sousa and Brejo das Freiras half-grabens, which constitute the main depocenters of the basin. Paleocurrent analysis shows that sediment transport was also from north/NW to south/SE A Bacia do Rio do Peixe está situada no limite dos estados da Paraíba e do Ceará, imediatamente a norte do Lineamento Patos, com área de aproximadamente 1.315 km2. Esta é uma das principais bacias de idade eocretácea no interior do Nordeste do Brasil, associadas ao rifteamento que moldou a atual margem continental. A bacia pode ser dividida em quatro sub-bacias, as quais correspondem aos semi-grabens de Pombal, Sousa, Brejo das Freiras e Icozinho. Esta dissertação foi baseada em análises e interpretações de produtos de sensores remoto, levantamentos estratigráficos e dados estruturais de terreno, além de linhas sísmicas e dados gravimétricos. Trabalhos de campo detalharam a caracterização faciológica das três formações previamente distinguidas na bacia, Antenor Navarro, Sousa e Rio Piranhas. Ao contrário do empilhamento estratigráfico clássico, vertical, as relações de campo e a análise sismoestratigráfica evidenciaram as interdigitações e equivalência lateral entre essas unidades. Do ponto de vista bio/cronoestratigráfico e tectônico, as mesmas se correlacionam com a Tectonossequência Rifte neocomiana. A Formação Antenor Navarro repousa em não conformidade sobre o embasamento cristalino e compreende litofácies originadas por um sistema fluvial entrelaçado, dominado por arenitos de granulometria grossa a conglomeráticos, imaturos, e conglomerados polimíticos na base. As exposições desta formação ocorrem em todos os semi-grabens, ao longo de suas margens flexurais. Dados de paleocorrente indicam deposição a partir de áreas fontes no embasamento, a norte/NW, ou a partir de rampas direcionais. A Formação Sousa é composta por arenitos de granulometria fina, siltitos e folhelhos avermelhados e localmente cinza-esverdeados, laminados, com presença de marcas onduladas, gretas de contração e, por vezes, níveis carbonáticos. Esta formação denota a influência predominante de um sistema fluvial, com inferência (sismoestratigráfica) de fácies lacustre em subsuperfície. A sua distribuição abrange principalmente a parte central dos semi-grabens de Sousa e de Brejo das Freiras, que constituem os principais depocentros da bacia. A análise das paleocorrentes mostra que o transporte dos sedimentos também ocorreu de norte/NW para sul/SE.A Formação Rio Piranhas é composta por arenitos arcosianos de granulometria grossa, com intercalações de brechas e conglomerados polimíticos, depositados por sistemas de leques aluviais. As exposições desta formação ocorrem principalmente nas margens falhadas dos semi-grabens, sendo mais restritas na Sub-bacia de Icozinho. As paleocorrentes orientam-se predominantemente no sentido de norte/NW para sul/SE, ou em disposição axial acompanhando paleoescarpas de direção NE/SW. Nos diferentes compartimentos da bacia, esta unidade interdigita-se com as formações Sousa e Antenor Navarro, ratificando a deposição sintectônica do conjunto. A análise estrutural da Bacia do Rio do Peixe, também baseada em dados de campo e interpretação de seções sísmicas, mostra que as principais falhas representam a reativação frágil de zonas de cisalhamento pré-cambrianas. Tais falhas, normais ou de rejeito oblíquo (normal sinistral para a direção E-W), delimitam os semi-grabens e compartimentos internos. O levantamento de dados estruturais permitiu detalhar a cinemática dessas falhas e inferir eixos de strain e o regime de esforços atuantes na evolução da bacia. O levantamento sísmico 2D realizado nos semi-grabens de Brejo das Freiras e de Sousa possibilitou a visualização da geometria em cunha dos refletores, que apresentam basculamento para sul/SE, controlado pelas falhas de borda. O arranjo interno dos refletores evidencia a atuação sindeposicional (até sinlitificação) dos falhamentos, como por exemplo o espessamento de camadas e o recobrimento de degraus por estratos mais jovens. São observadas a presença de sinclinais e anticlinais geradas pela combinação do basculamento com a geometria lístrica, os degraus e o arrasto das falhas. O degrau de Santa Helena perfaz o seu limite sul como uma rampa derevezamento e também se articula com o semi-graben de Sousa. A falha de São Gonçalo, com orientação E-W e mergulho para norte, define o limite sul do semigraben de Sousa. Internamente a este segundo semi-graben foram identificados dois depocentros limitados por uma falha normal com direção NE-SW e mergulho para NW, adjacente a um alto interno no qual ocorrem indícios de óleo. O principal depocentro, a NW dessa falha, deve atingir 2,0 km de profundidade.

Existem diferentes aspectos que devem ser considerados na modelagem numérica dos campos de onda conectados com reservatórios delgados em subsuperfície. Este trabalho descreve os processos de propagação das ondas sísmicas a partir do sistema das equações de Lamé. Os resultados obtidos são ascomponentes horizontal e vertical do deslocamento, importantes para a análise do levantamento sísmico multicomponente. A fim de proporcionar resultados mais próximos do experimento real, na formulação matemática do problema usamos uma fonte enterrada, do tipo centro de expansão. A solução do problema, construído no domínio espectral a partir das transformadas de Laplace temporal e de Fourier-Bessel espacial, é estudada em detalhes para provar sua aplicabilidade na solução de problemas dinâmicos diretos e inversos da sísmica. Neste caso uma atenção especial é dada à análise da influência da parte real do parâmetro de Laplace nasolução do problema direto, utilizada para a construção de sismogramas multicomponentes sintéticos. Neste artigo, também, discutimos os aspectos computacionais do esquema proposto e realizamos várias análises dos campos das ondas registrados. Os resultados alcançados demonstraram o potencial do método para auxiliarno processo de caracterização de reservatórios delgados em comparação com os métodos potenciais, de raio e de diferenças finitas. There are considered various aspects of the numerical simulation of seismic waves connected with thin layer reservoirs. The Lamé system is used for the description of the seismic waves propagation. As a result we obtain both the horizontal and vertical displacement components, which are important for the analysis of seismic fields in the 3D seismic survey. In order to provide results nearer of the real experiment, in the mathematical formulation of the problem we use the deepened source of the type of the center of expansion. The solution of the problem, constructed in the spectral domain using the temporal Laplace and spatial Fourier-Bessel transforms, is studied in details to prove its applicability to the solution of direct and inverse dynamic seismic problems. Special attention is done to analysis of the influence of the real part of the Laplace parameter on multi component seismograms corresponded to the horizontal and vertical components of the elastic field. Also, we discuss the computational aspects of the proposed scheme and carry out several analyses of the registered wave fields. The results obtained demonstrated the potential of the method to help in the process of characterization of thin reservoirs in comparison with other methods: method of potentials, ray tracing method,and finite difference method.

On the modern Continental Shelf to the north of Rio Grande do Norte state (NE Brazil) is located a paleo-valley, submerged during the last glacial sea-level lowstand, that marks continuation of the most important river of this area (Açu River). Despite the high level of exploration activity of oil industry, there is few information about shallow stratigraphy. Aiming to fill this gap, situated on the Neogene, was worked a marine seismic investigation, the development of a processing flow for high resolution data seismic, and the recognition of the main feature morphology of the study area: the incised valley of the River Açu. The acquisition of shallow seismic data was undertaken in conjunction with the laboratory of Marine Geology/Geophysics and Environmental Monitoring - GGEMMA of Federal University of Rio Grande do Norte UFRN, in SISPLAT project, where the geomorphological structure of the Rio paleovale Açu was the target of the investigation survey. The acquisition of geophysical data has been over the longitudinal and transverse sections, which were subsequently submitted to the processing, hitherto little-used and / or few addressed in the literature, which provided a much higher quality result with the raw data. Once proposed for the flow data was developed and applied to the data of X-Star (acoustic sensor), using available resources of the program ReflexW 4.5 A surface fluvial architecture has been constructed from the bathymetric data and remote sensing image fused and draped over Digital Elevation Models to create three-dimensional (3D) perspective views that are used to analyze the 3D geometry geological features and provide the mapping morphologically defined. The results are expressed in the analysis of seismic sections that extend over the region of the continental shelf and upper slope from mouth of the Açu River to the shelf edge, providing the identification / quantification of geometrical features such as depth, thickness, horizons and units seismic stratigraphyc area, with emphasis has been placed on the palaeoenvironmental interpretation of discordance limit and fill sediment of the incised valley, control by structural elements, and marked by the influence of changes in the sea level. The interpretation of the evolution of this river is worth can bring information to enable more precise descriptions and interpretations, which describes the palaeoenvironmental controls influencing incised valley evolution and preservation to provide a better comprehensive understanding of this reservoir analog system Sobre a Plataforma Continental a norte do Estado do Rio Grande do Norte (NE do Brasil) está localizado um paleovale submerso durante o último glacial, que marca a continuação do rio mais importante desta área: o Rio Açu. Apesar do elevado nível de atividades de exploração da indústria petrolífera nessa região, existe pouca informação sobre sua estratigrafia rasa. Visando suprir esta lacuna, situada acima do Neógeno, realizou-se o levantamento sísmico de alta resolução com o perfilador de subfundo X-Star (chirp), o desenvolvimento de um fluxo de processamento para os dados levantados, e o reconhecimento da paelogeomorfologia da principal feição da área de estudo: o vale inciso do Rio Açu. A aquisição dos dados sísmicos de alta resolução foi realizada em conjunto com o laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental GGEMMA, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN, atendendo ao projeto SISPLAT, onde a estrutura geomorfológica do paleovale do Rio Açu foi o alvo das investigações do levantamento. A aquisição dos dados geofísicos deu-se ao longo de seções longitudinais e transversais, que posteriormente foram submetidos ao processamento, até então pouco utilizado e/ou pouco abordado na literatura, o qual forneceu um resultado com qualidade muito superior ao dado bruto. Assim o fluxo proposto para dados foi desenvolvido e aplicado aos dados de X-Star (sensor acústico) utilizando os recursos disponíveis do programa ReflexW 4.5. A arquitetura da superfície fluvial foi reproduzida a partir da integração de dados batimétricos (pré-existentes) e imagens LandSat 7, gerando um Modelo Digital do Terreno para visualização tridimensional (3D), o qual foi utilizado para se fazer análises geométricas e correlacioná-las com a morfologia em subsuperfície. Os resultados são expressos na análise das seções sísmicas que se estendem sobre a região do Vale Inciso do Rio Açu em toda a plataforma continental, fornecendo a identificação/quantificação de aspectos geométricos como profundidade, espessura, superfícies limítrofes e unidades sismoestratigráficas, que descrevem uma palaeomorfologia controlada por elementos estruturais e marcada pela influência da variação do nível do mar e do regime fluvial do antigo Rio Açu. A interpretação da evolução desse vale inciso traz informações que permitam descrições e interpretações mais precisas e forneçam subsídios para a compreensão de análogos de reservatórios.

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Este trabalho tem por objetivo investigar um método para auxiliar na quantificação de características sísmicas do subsolo. O modelo sísmico bidimensional de reflexão usa a equação Normal Move Out (NMO), para calcular os tempos de trânsito das ondas sísmicas, tipo P, refletidas em camadas isotrópicas e inclinadas. Essa equação usa a velocidade raiz quadrática média RMS como valor representativo das velocidades intervalares das camadas unidas. No processo de inversão para múlltiplas camadas, as velocidades RMS representam o problema principal para estimar as velocidades intervalares. Conseqüentemente, o método proposto estima sequencialmente os parâmetros do modelo sísmico, para resolver esse problema a partir dos tempos de trânsito com Algoritmos Genéticos Híbridos (algoritmo genético e algoritmo Nelder Mead Simplex). Os tempos de trânsito são sintéticos e a estimação de parâmetros é tratada como um problema de minimização. Com o método proposto foi obtido um alto grau de exatidão, além de reduzir o tempo de computação em 98,4 % em comparação com um método de estimação simultânea de parâmetros. Para aliviar a complexidade e a demora na geração de um modelo em três dimensões se contrói um modelo sísmico em três dimensões formado com modelos bidimensionais, sob cada unidade retangular da malha de receptores do levantamento sísmico, para camadas isotrópicas curvadas, com variações suaves das pendentes e sem descontinuidades. Os modelos bidimensionais formam polígonos que representam as superfícies de interface que são projetadas sob os retângulos da malha. Dois conjuntos de superfícies poligonais são gerados para auxiliar na localização das camadas. The objective of the present work is to investigate a method to help in the quantification of seismic characteristics underground. The two-dimensional seismic model of reflection employs the equation Normal Move Out (NMO) to calculate the travel times of P waves reflected on inclined and isotropic layers. This equation uses the root mean square velocity as a representative value of the joined layers velocities. At the inversion process, for multiple layers, the root mean square velocities are the main problem to estimate the layer velocities. Consequently, to solve that problem, the proposed method estimates sequentially the parameters of the seismic model using travel times and the Hybrid Genetic Algorithms (Genetic algorithm and the Nelder Mead Simplex algorithm). The travel times are synthetic and the estimation of parameters is treated as a minimization problem. With proposed method was obtained high grade of accurate, and the reduction of 98.4 % of computing time when it was compared to a simultaneous parameters estimation method. For decreasing the complexity and the delay to generate the models in three dimensions is proposed the construction of a three-dimensional seismic model formed with two-dimensional models, under every rectangular cell of the mesh of receptors of the seismic survey, for curved isotropic layers with soft variations in the gradient and without discontinuities. The two-dimensional models form polygons that represent the surfaces of interfaces that are designed under the rectangles of the surface or soil. Two sets of polygonal surfaces are generated to help at the geometric localization of layers.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo o estudo do problema de inversão sísmica baseada em refletores planos para arranjo fonte-comum (FC) e ponto-médiocomum (PMC). O modelo direto é descrito por camadas homogêneas, isotrópicas com interfaces plano-horizontais. O problema é relacionado ao empilhamento NMO baseado na otimização da função semblance, para seções PMC corrigidas de sobretempo normal (NMO). O estudo foi baseado em dois princípios. O primeiro princípio adotado foi de combinar dois grupos de métodos de inversão: um Método Global e um Método Local. O segundo princípio adotado foi o de cascata, segundo a teoria Wichert-Herglotz-Bateman, que estabelece que para conhecer uma camada inferior tem-se que conhecer primeiro a camada superior (dissecação). A aplicação do estudo é voltada à simulação sísmica de Bacia Sedimentar do Solimões e de Bacia Marinha para se obter uma distribuição local 1D de velocidades e espessuras para a subsuperfície em horizontes alvo. Sendo assim, limitamos a inversão entre 4 e 11 refletores, uma vez que na prática a indústria limita uma interpretação realizada apenas em número equivalente de 3 a 4 refletores principais. Ressalta-se que este modelo é aplicável como condição inicial ao imageamento de seções sísmicas em regiões geologicamente complexas com variação horizontal suave de velocidades. Os dados sintéticos foram gerados a partir dos modelos relacionados a informações geológicas, o que corresponde a uma forte informação a priori no modelo de inversão. Para a construção dos modelos relacionados aos projetos da Rede Risco Exploratório (FINEP) e de formação de recursos humanos da ANP em andamento, analisamos os seguintes assuntos relevantes: (1) Geologia de bacias sedimentares terrestre dos Solimões e ma rinha (estratigráfica, estrutural, tectônica e petrolífera); (2) Física da resolução vertical e horizontal; e (3) Discretização temporal-espacial no cubo de multi-cobertura. O processo de inversão é dependente do efeito da discretização tempo-espacial do campo de ondas, dos parâmetros físicos do levantamento sísmico, e da posterior reamostragem no cubo de cobertura múltipla. O modelo direto empregado corresponde ao caso do operador do empilhamento NMO (1D), considerando uma topografia de observação plana. O critério básico tomado como referência para a inversão e o ajuste de curvas é a norma 2 (quadrática). A inversão usando o presente modelo simples é computacionalmente atrativa por ser rápida, e conveniente por permitir que vários outros recursos possam ser incluídos com interpretação física lógica; por exemplo, a Zona de Fresnel Projetada (ZFP), cálculo direto da divergência esférica, inversão Dix, inversão linear por reparametrização, informações a priori, regularização. A ZFP mostra ser um conceito út il para estabelecer a abertura da janela espacial da inversão na seção tempo-distância, e representa a influência dos dados na resolução horizontal. A estimativa da ZFP indica uma abertura mínima com base num modelo adotado, e atualizável. A divergência esférica é uma função suave, e tem base física para ser usada na definição da matriz ponderação dos dados em métodos de inversão tomográfica. A necessidade de robustez na inversão pode ser analisada em seções sísmicas (FC, PMC) submetida a filtragens (freqüências de cantos: 5;15;75;85; banda-passante trapezoidal), onde se pode identificar, comparar e interpretar as informações contidas. A partir das seções, concluímos que os dados são contaminados com pontos isolados, o que propõe métodos na classe dos considerados robustos, tendo-se como referência a norma 2 (quadrados- mínimos) de ajuste de curvas. Os algoritmos foram desenvolvidos na linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando o programa MATLAB para apresentação de resultados, e o sistema CWP/SU para modelagem sísmica sintética, marcação de eventos e apresentação de resultados. The present Masters Thesis had for objective the study of the seismic inversion problem based on flat reflectors for common-source (SC) and common- mid-point (CMP) gathers. The forward model is described by homogeneous, isotropic, plane horizontal layers. The problem is related to the NMO stack based on the optimization of the semblance function, for CMP sections corrected for moveout time. The study was based on two principles. The first principle adopted was the combination of two groups of inversion methods: A global and a local method. The second principle adopted was stripping according to the Wichert-Herglotz-Bateman theory, that establishes that to know a lower layer it is necessary to know first the upper layer. The application of the study aims at the seismic simulation of the terrestrial Solimões and marine sedimentary basins to obtain a 1D distribution of velocity and layer thicknesses of the subsurface of target horizons. In this sense, we limited the inversion experiments to 4 to 11 reflectors, once in practice the industry limits the interpretations to be to about one same number of 3 to 4 main reflectors. Stands out that this model is applicable as initial condition to the imaging of seismic sections in geologically complex regions wit h slow lateral variation of velocities. The synthetic data was produced based on geological information that corresponds to strong a priori information for the inversion model. For the construction of models related to the projects in progress, we analyzed the following relevant subjects: (1) Geology of sedimentary basins terrestrial Solimões and marine (stratigraphy, structural, tectonics and petroliferous); (2) Physics of the vertical and horizontal seismic resolution; and (3) Temporal-spatial discretization of the multi-coverage cube. The inversion process is dependent on the discretization of the wave field in time-space, on the physical parameters of the seismic survey, and of further on the resampling in the multiple coverage cube. The direct model us ed corresponds to the case of the NMO (1D) stack operator, considering a flat observation topography. The basic criterion taken as reference for the inversion and curve fit is the norm 2 (quadratic). The inversion using the simple present model is computational attractive for being fast, and convenient for allowing several other techniques be included with a logical physical interpretation; e.g., the Fresnel projected zone (ZFP), the direct calculation of the spherical divergence, Dix inversion, linear inversion by reparametrization, a priori information, and regularization. The ZFP shows to be a useful concept to establish the aperture of the spatial inversion window in the time-distance section. The ZFP represents the influence of the data in the horizontal resolution. The estimative of the ZFP indicates a minimum aperture based on an adopted model. The spherical divergence is a smooth function, and it has physical basis to be used in the definition of a data weight matrix for tomographic inversion methods. The necessity of robustness in the inversion can be analyzed in seismic sections (CS and CMP) submitted to filtering (corners frequencies: 5; 15; 75; 85; pass-band trapezoidal), where one can identify, compare and interpret the information contained. From the sections, we conclude that the data are contaminated with isolated points, what proposes methods in the class considered as robust having as reference the norm 2 (least-square) of curve fitting. The development of the algorithms used the FORTRAN 90/95 programming language, the program MATLAB for presentation of results; and the package CWP/SU for synthetic seismic modeling, picking of events and presentation of results.

Orientadores : Martin Tygel, Lucio Tunes dos Santos Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica Resumo: Nesta tese, desenvolvemos um método, baseado no Algoritmo de Dix, para a estimação de um modelo de velocidade em profundidade. O método de Dix é capaz de construir um modelo com várias camadas homogêneas, separadas por interfaces curvas. Nosso método também gera modelos com essa estrutura. Porém, a velocidade em cada camada é uma função afim da profundidade. Desta forma, permitimos a presença de heterogeneidades, possibilitando um ajuste muito melhor dos dados. Além disso, utilizamos, como dados de entrada, os vários parâmetros cinemáticos, obtidos de maneira automática, pela técnica conhecida como Common Reflection Surface (CRS). Essa técnica é capaz de lidar diretamente com dados de multicobertura, fazendo um uso consistente de toda a informação disponível no levantamento sísmico. As estratégias convencionais usam quantidades cuja obtenção já se mostra um problema em si. Dado o maior grau de liberdade dos dados usados pelo método CRS, o tempo de trânsito depende de vários parâmetros. Estudamos também o problema de como estimar os parâmetros cinemáticos do tempo de trânsito que seriam usados para posterior inversão. Para tanto, foi aplicado um recente algoritmo de otimização, conhecido com Gradiente Espectral Projetado. Resultados promissores indicam o potencial de tal abordagem. Além disso, apresentamos uma aplicação para o modelo de velocidade construído. Desenvolvemos uma técnica para a obtenção de curvas de amplitude por afastamento (AVO) e amplitude por ângulo (AVA). Estas curvas são usadas pela indústria do petróleo para a caracterização de reservatórios. Sua obtenção implica um elevado custo computacional. O método proposto consiste em estimar o fator de espalhamento geométrico através de traçamento de raios no modelo invertido. Com isso, obtém-se as curvas AVO e A VA, para pontos de interesse em profundidade, a baixos custos computacionais. Os resultados para modelos sintéticos mostraram-se muito promissores Abstract: For a fixed, central ray in an isotropic elastic or acoustic media, traveltime moveouts of rays in its vicinity can be described in terms of a certain number of parameters that refer to the central ray only. The determination of these parameters out of multicoverage data leads to very powerful algorithms that can be used for several imaging and inversion processes. Assuming two-dimensional propagation, the travei time expressions depend on three parameters directly related to the geometry of the unknown model in the vicinity of the central ray. We present a new method to extract these parameters out of coherency analysis applied directly to the data. Application of the method on a synthetic example shows an excellent performance of the algorithm both in accuracy and efficiency. The results obtained so far indicate that the algorithm may be a feasible option to solve the corresponding, harder, full three-dimensional problem, in which eight parameters, instead of three, are required. In conventional processing, the classical algorithm of Hubral and Krey is routinely applied to extract an initial macro-velocity model that consists of a stack of homogeneous layers bounded by curved interfaces. Input for the algorithm are identified primary reflections together with NMO velocities derived from a previous velocity analysis conducted on CMP data. We presents a modified version of the Hubral and Krey algorithm that is adapted to advantageously use the above described parameters (the CRS attributes) as its input. Moreover, each velocity layer is no longer restricted to be a constant, being now a affine function on depth. Finally, we present a method to obtain a true-amplitude migration and amplitude-versusangle (AVA) at selected points using the attributes generated by the CRS attributes. Our approach combines the CRS stackjinversion process applied to multicoverage data, together with the use of a kinematic Kirchhoff migration, to achieve true-amplitudes (TA) at assigned depth points of the migrated images. Our method is designed to aggregate amplitude information on selected points of a reflector, after a purely kinematic image (migration) has been obtained. The method is tested on a synthetic inhomogeneous layered model with good results Doutorado Doutor em Matemática Aplicada

This study investigates the adaptive filtering approach based on the Singular Value Decomposition (SVD) method to improve velocity analysis and ground-roll attenuation. The SVD filtering is an adaptive multichannel filtering method where each filtered seismic trace keeps a degree of coherence with the immediate neighboring traces. Before applying the adaptive filtering, in order to flatten the primary reflections the seismogram is corrected using the Normal Move Out (NMO) method. The SVD filtering helps to strengthen the spatial coherence of reflectors. It works as multichannel and can be applied by selecting a set of seismic traces taken from around the target trace. Thus traces from different shots can be represented by a five-point areal operator, which we call five-point cross operator. In this paper we run this operator along the coverage map of the seismic survey. At each operator position, the filtered trace (center of the operator) is obtained by taking the firstor adding the first eigenimages. Thereby we enhance the coherence corresponding to the primary reflections in detriment of the remaining events (ground-roll, multiples, and other non-correlated events) remained in the other eigenimages. The method was tested on a seismic line of the Tacutu, Brazil. The obtained results show the velocity spectra with better definition, as well as better post-stacked section exhibiting better continuity of seismic reflections and lower noise, compared with the raw processing results (without SVD filtering). RESUMO. No presente trabalho aplicamos o método de filtragem adaptativa baseada no método SVD (Singular Value Decomposition) para a melhoria da análise de velocidades e atenuação do ruído coerente associado à fonte sísmica (ground-roll). A filtragem SVD pode ser vista como um método de filtragem adaptativa multicanal onde cada traço filtrado guarda certo grau de coerência com os traços imediatamente vizinhos. Antes da aplicação do método é feita a correção de decalagem normal (normal move out – NMO) dos sismogramas, tendo como finalidade deixar as reflexões de interesse aproximadamente horizontais. A filtragem SVD permite reforçar a coerência espacial dos refletores. Ela trabalha na forma multicanal e pode ser aplicada seguindo um procedimento padrão que consiste na seleção de um conjunto de traços tomados ao redor do traço-alvo da filtragem. Desta forma traços de diferentes tiros podem ser utilizados na filtragem SVD. A coleta de traços pertencentes a diferentes tiros, no mapa de cobertura, pode ser representada por um operador espacial de cinco pontos que denominamos de operador em cruz. No presente trabalho utilizamos um operador de cinco pontos que opera sobre todos os traços do mapa de cobertura do levantamento sísmico. A cada posição do operador, o traço filtrado (centro do operador) é obtido tomando-se a primeira ou somando-se a(s) primeira(s) autoimagem(ns) do painel de 5 traços selecionados. Desta forma, reforçamos a coerência correspondente às reflexões primárias, em detrimento dos eventos restantes (ground-roll, múltiplas e demais eventos não correlacionados), localizado nas demais autoimagens. O método foi testado sobre uma linha sísmica terrestre da Bacia do Tacutu, Brasil. Os resultados obtidos mostram espectros de velocidades com melhor definição, como também seções empilhadas exibindo melhor continuidade das reflexões e menor ruído ground-roll, comparado com os resultados do processamento bruto (sem a filtragem SVD).Palavras-chave: empilhamento CMP; processamento sísmico; filtragem SVD, atenuação do ground-roll; análise de velocidade