Offset-continuation-trajectory (OCT) data regularization to a 2D ocean bottom node (OBN): Full-wave inversion application

Abstract

ABSTRACT. Estimating attributes for a better understanding of subsurface geological structures is essential in many seismic exploration and production stages. As a powerful seismic inversion tool, Full Waveform Inversion (FWI) has been widely used to estimate many of such attributes with high resolution. In many cases, however, real acquisitions cannot provide the quantity and density of traces required for optimal inversion results. Consequently, schemes to produce new traces by interpolation/extrapolation of neighboring available traces play a crucial role. Another challenge of using a real dataset in an inversion process is the presence of certain types of noises, which are inherent to the seismic acquisition process and can be treated, generally, by the use of a band-pass filter. This paper uses the Offset-Continuation-Trajectory (OCT) stacking method to generate new traces and include them in an Ocean Bottom Node (OBN) acquisition for non-deeper water. Furthermore, we also use the OCT method for dataset enhancement. Next, we test the FWI on the enhanced dataset and analyze the results. Our approach is applied to a synthetic dataset obtained from an OBN acquisition carried out on the 2D Marmousi model as a proof-of-concept. Several additional traces, simulated by the OCT procedure, have been included. Despite the recognized complexities of the Marmousi model, we have obtained very encouraging results.

Keywords: regularization, full waveform inversion, signal-to-noise enhancement.

Regularização de dados pelo método de trajetória de continuação de afastamento para uma aquisição 2D OBN: Aplicação na inversão de onda completa

Resumo. A estimação de atributos físicos é essencial em muitos estágios da sísmica de exploração. Como uma poderosa ferramenta de inversão sísmica, a inversão da forma de onda completa (FWI, do inglês full waveform inversion) tem sido amplamente utilizada para estimar tais parâmetros com alta resolução. Contudo, em muitos casos, uma aquisição real pode não ser capaz de fornecer uma quantidade de traços exigidos para a obtenção de bons resultados. Assim, métodos que produzem novos traços por interpolação/extrapolação a partir de traços vizinhos desempenham um papel fundamental no processo de inversão sísmica. Outra dificuldade é a presença de certos ruídos, inerentes ao processo de aquisição do dado sísmico, geralmente, tratados usando certos tipos de filtros, como um passa banda. Neste trabalho, usamos o método denominado trajetória de continuação do afastameto (OCT, do inglês offset-continuation trajectory) para regularizar traços e incluí-los no sistema de aquisição escolhido, neste caso, do tipo OBN (do inglês, ocean bottom node) para superfícies rasas. Além disso, o método aumenta a relação sinal-ruído. Aplicamos FWI nos resultados da regularização para analisar se o dado regularizado obtém melhorias na inversão. Como prova de conceito, nossa abordagem é aplicada para um dado sintético 2D produzido por uma aquisição OBN usando o modelo de velocidade Marmousi, reconhecido por apresentar certas complexidades geológicas. Os resultados obtidos confirmam que utilizar o método OCT traz benefícios tanto no processo da inversão quanto no processamento do dado sísmico.

Palavras-chave: regularização, inversão da forma de onda completa, melhoria da relação sinal-ruído.