Desenvolvimento de um fluxo de trabalho para imageamento de estruturas oceânicas a partir de dados de sensores de fundo oceânico (OBN)

Abstract

A oceanografia sísmica tradicionalmente utiliza as reflexões da coluna d?água, registradas em levantamentos sísmicos com sensores rebocados, para recuperação dos parâmetros físicos do oceano e imageamento de estruturas oceânicas. Neste trabalho, entretanto, foi investigada a possibilidade de as mesmas reflexões serem registradas em sensores oceânicos de fundo. Desse modo, foi proposto um fluxo de trabalho para o imageamento da coluna d?água a partir de dados de Ocean Bottom Nodes (OBN). Para validação do método utilizou-se dados sintéticos modelados a partir de um perfil de velocidade contendo uma estrutura oceânica simbólica, e considerando geometrias de aquisição similares a experimentos de campo para streamer e nodes. Em ambos os dados foram selecionados os tempos de trânsito da onda direta e cinco reflexões, e para facilitar o picking manual destes eventos, utilizou-se o atributo envelope do traço, uma forma suavizada do traço sísmico. Verificou-se que o uso desse atributo associado a influência do picking manual, pode introduzir desvios nos tempos de trânsito na ordem de 10-2 segundos. Para o imageamento, novas respostas para sensores virtuais foram obtidas aplicando o princípio de Fermat nos dados de OBN, utilizando somente os tempos de trânsito dos eventos registrados. Em ambos os dados utilizou-se o Princípio da Reciprocidade antes da migração. A imagem da coluna d?água foi obtida a partir da Wavepath Migration, uma alternativa à migração Kirchhoff com menor custo computacional. A metodologia proposta permitiu o imageamento das estruturas oceânicas a partir de dados sísmicos sem a necessidade de informações adicionais e dados de medições in situ, nos dados sintéticos de streamer e nodes, e o uso de dados sintéticos permitiu a comparação da metodologia em ambos os casos em um experimento numérico controlado. Apesar dos ruídos presentes em ambas as imagens, os resultados obtidos sugerem que o fluxo de trabalho proposto é promissor para o estudo da coluna d'água em diferentes geometrias de aquisição.

Abstract: Seismic oceanography uses the water column reflections, recorded for towed receivers in seismic acquisitions, to recover ocean physical parameters and image ocean structures. In this work, however, we investigated the possibility of the same reflections being recorded in ocean bottom sensors. Thus, a workflow was proposed for imaging the water column from ocean bottom nodes (OBN) data. For validation, a synthetic data modeled from a velocity profile containing a symbolic ocean structure was used, with geometries similar to field experiments for streamer and nodes. In both data, the traveltimes for direct wave and five reflections were selected, and to facilitate the manual picking of these events, the seismic attribute trace envelope was used, as a smoothed form of the seismic trace. It was found that the use of this attribute, associated with the influence of manual picking, could introduce traveltimes deviation in the order of 10-2 seconds. For imaging, new responses for virtual sensors were obtained by applying Fermat's principle to OBN data, using only the traveltimes of the recorded events. In both data, the principle of reciprocity was used before migration. The image of the water column was obtained from Wavepath Migration, an alternative to Kirchhoff Migration with lower computational cost. The proposed methodology allowed imaging ocean structures from seismic data without needing any additional information and/or in situ measurement data, in the synthetic data from streamer and nodes, and the use of synthetic data allowed the comparison of the methodology in both cases in a controlled numerical experiment. Despite the noise in both images, the results obtained suggest that the proposed workflow is promising for the water column studies for different acquisition geometries.