Uso de redes adversárias geradoras condicionais para construção de modelos de velocidades sísmicas

dc.contributor.advisor1Rauber, Thomas Walter
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000263806584
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0462549482032704
dc.contributor.authorSaraiva, Marcus Vinicius de Oliveira
dc.contributor.referee1Silva, Avelino Forechi
dc.contributor.referee2Machado, Marcos de Carvalho
dc.contributor.referee3Rey, Antonio Cosme Del
dc.contributor.referee4Krohling, Renato Antonio
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5300435085221378
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:14Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:14Z
dc.date.issued2022-10-27
dc.description.abstractIn the oil and gas industry, estimating an accurate seismic velocity model is an essential step in seismic processing, reservoir characterization, and hydrocarbon volume calculation. Full Waveform Inversion (FWI) velocity modeling is an iterative advanced technique that provides a high-resolution seismic interval velocity model, although at a very high computational cost due to the wave-equation-based numerical simulations required at each FWI iteration. This study proposes a method of generating seismic velocity models, as detailed as those obtained through FWI, however using a fraction of the time and computational resources spent in traditional FWI velocity modeling. To do so, a 3D conditional Generative Adversarial Network (cGAN), known as pix2pix was used. The cGAN training was performed using three conditional inputs, Seismic Amplitude, Tomografic Average Velocity, and Two Way Time Grid, the desired output was the high-resolution seismic interval velocity model from the FWI modeling. Real-world data were used to train and validate the proposed network architecture, and three evaluation metrics (percent error, structural similarity index measure, and visual analysis) were adopted as quality criteria. Based on these metrics, the results evaluated upon the validation set suggest that the cGAN was able to accurately match real FWI generated outputs, enabling it to extract from input data the main geological structures and lateral velocity variations. Experimental results indicate that the proposed method, when deployed, has the potential to increase the speed of geophysical reservoir characterization processes, saving time and computational resources.
dc.description.resumoNa indústria de petróleo e gás um modelo de velocidades sísmicas acurado é essencial no decorrer das etapas de processamento sísmico, caracterização de reservatórios e cálculo de volume de hidrocarbonetos. A modelagem de velocidade por inversão do campo de onda completo, do inglês Full Waveform Inversion (FWI) é uma técnica iterativa avançada que fornece um modelo de velocidades sísmicas intervalares de alta resolução, embora com um custo computacional elevado devido às simulações numéricas baseadas na equação da onda necessárias em cada iteração. Este trabalho propõe um método de geração de modelos de velocidades sísmicas intervalares tão detalhados quanto os obtidos por meio da FWI, porém utilizando uma fração do tempo e dos recursos computacionais gastos com a modelagem tradicional, utilizando a FWI. Para tanto, foram empregadas Redes Adversárias Geradoras Condicionais, do inglês conditional Generative Adveersarial Networks (cGAN), do tipo pix2pix, utilizando dados tridimensionais. O treinamento desta rede foi realizado com três entradas condicionantes, Amplitude Sísmica, Velocidade Média Tomográfica e o grid de Tempo Duplo de Trânsito, a saída desejada é o dado de velocidades sísmicas de alta resolução oriundo da FWI. Dados sísmicos reais foram utilizados para treinar e validar a arquitetura de rede proposta e três métricas de avaliação foram adotadas como critérios de qualidade (Análise Visual, o Erro Percentual Absoluto Médio e a Medida do Índice de Similaridade Estrutural). Com base nessas métricas os resultados do conjunto de validação sugerem que a cGAN foi capaz de gerar modelos de velocidades sísmicas de alta resolução, equiparáveis aos modelos gerados pela FWI, permitindo extrair dos dados de entrada as principais estruturas geológicas e variações laterais de velocidade. Os resultados experimentais indicam que o método proposto tem potencial para aumentar a velocidade dos processos de caracterização geofísica de reservatórios, economizando tempo e recursos computacionais.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16632
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Informática
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Informática
dc.rightsopen access
dc.subjectInversão do campo de onda completo
dc.subjectModelo de velocidades sísmicas
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqCiência da Computação
dc.titleUso de redes adversárias geradoras condicionais para construção de modelos de velocidades sísmicas
dc.typemasterThesis

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