A utilização de simulações computacionais como ferramenta de apoio à prospecção geofísica com técnicas sísmicas

Abstract

Different techniques have been used with different degrees of success in geophysical prospection of natural resources. Among those techniques, seismic methods have proved to be useful in oil prospection, allowing the accurate identification of buried structures which is essential in this task. Those methods are based, mainly, on the interpretation of seismogram acquires near the surface, at a set of geophones (or hydrophones in oceanic environments) generated by a seismic source. Although the basic interpretation of those seismograms can, itself, provide valuable information about the existing buried structures, more sophisticated methods can greatly help to extract the maximum information from those data sets. Among those methods, numerical simulation plays a determinant role. Thus, the application of numerical techniques to simulate acoustic and elastic wave propagation in complex structures is a topic of interest for seismic exploration, which became over the last years crucial in practical applications. In this work, the application of numerical methods to simulate the propagation of acoustic waves in realistic geological scenarios is illustrated. For that purpose, a meshless formulation is presented and applied to simulate the propagation of waves in a realistic, complex model, designated as Marmousi model. The presented example aims at illustrating the application of the technique to solve the direct problem, although a preliminary result concerning the inverse (imaging) problem is also shown.

Diferentes técnicas têm sido utilizadas com sucesso na prospecção geofísica de recursos naturais. Entre estas, as técnicas sísmicas têm-se revelado de grande utilidade no apoio à prospecção petrolífera, revelando-se eficazes na identificação de estruturas geológicas enterradas, essencial na previsão da localização de potenciais reservatórios petrolíferos em profundidade. Estas técnicas baseiam-se, fundamentalmente, na interpretação de sismogramas obtidos in-situ, registados num conjunto de geofones (ou hidrofones, no caso da prospecção em ambientes marítimos) devido à actuação de uma fonte sísmica. No entanto, embora a interpretação mais básica destes sismogramas forneça já informação importante sobre as estruturas existentes no local, para tirar o máximo proveito das informações recolhidas é essencial a utilização de técnicas de simulação computacional que permitam a validação e a correcção destas interpretações. Assim, o papel dos métodos numéricos aplicados à simulação da propagação de ondas acústicas e sísmicas em estruturas geológicas complexas revela-se fundamental, podendo estes constituir uma ferramenta de optimização da exploração geofísica. No presente trabalho pretende-se ilustrar a aplicação de técnicas numéricas de simulação, nomeadamente baseadas em Métodos sem Malha, no apoio à exploração sísmica de terrenos e na geração de imagens das estruturas existentes no sub-solo. Será apresentada uma breve formulação matemática das técnicas tratadas, seguindo-se um exemplo de aplicação, versando sobretudo o problema directo (simulação da propagação), mas ilustrando também os resultados que se podem obter recorrendo a técnicas de inversão.