Modelo convolucional

Digital Imaging and Deconvolution: The ABCs of Seismic Exploration and Processing

Series	Geophysical References Series
Title	Digital Imaging and Deconvolution: The ABCs of Seismic Exploration and Processing
Author	Enders A. Robinson and Sven Treitel
Chapter	9
DOI	http://dx.doi.org/10.1190/1.9781560801610
ISBN	9781560801481
Store	SEG Online Store

En cualquier problema de teledetección activa, se envía una señal de origen "s" a una región subterránea desconocida, y la señal reflejada o transmitida resultante, según sea el caso, se registra como una traza "x". La sismología de exploración utiliza registros de reflexión. Para una fuente de energía aguda, como una explosión, se inyecta una gran cantidad de energía de alta amplitud en la tierra durante un corto período de tiempo. El uso de dinamita generalmente está mal visto, por lo que se han desarrollado fuentes alternativas. En los casos en los que se desea un daño mínimo al suelo, se necesita una fuente de baja amplitud. Al distribuir una señal de entrada de baja amplitud durante un período de tiempo comparativamente largo, se puede lograr un nivel total de energía de entrada deseado.

En el caso de trabajos en tierra con una fuente de dinamita, el registro de la ondícula de la fuente puede presentar dificultades, por lo que este paso generalmente se evita. En el caso de trabajos con vibroseis, la fuente es una señal de frecuencia barrida de amplitud baja y larga, que es causal pero no de fase mínima (Tyapkin y Robinson, 2003). La fuente de vibroseis se registra como una entidad separada junto con todos los rastros resultantes.

En los trabajos sísmicos marinos, se pueden utilizar varios tipos de dispositivos como fuente de energía. Uno de los más populares es el cañón de aire, que fue diseñado para minimizar los daños a la vida marina. Normalmente, se utiliza una serie de cañones de aire para producir la ondícula fuente. Estas señales de fuente de baja amplitud generalmente no tienen fase mínima. Se puede obtener un conocimiento detallado de las firmas de los conjuntos de cañones de aire midiendo directamente sus firmas. Este enfoque puede ser costoso si se implementa en cada punto de disparo. Como resultado, a menudo se utilizan modelos informáticos para estimar las firmas.

El componente básico de un modelo de este tipo es una descripción de la burbuja oscilante producida por un cañón de aire. El modelo debe ser capaz de hacer frente a las interacciones de las burbujas producidas por el conjunto, incluido el problema de la transferencia de calor entre la burbuja y el agua. Estos modelos son necesarios para predecir con precisión la forma de la onda de presión generada por el conjunto de cañones de aire. Es bien sabido que el coeficiente de reflexión de la superficie (para una onda de presión ascendente) de la interfaz mar-aire se aproxima al valor de -1. Esta reflexión casi perfecta produce un fuerte efecto fantasma tanto en la fuente como en el receptor. A diferentes frecuencias, los efectos fantasma interferirán destructiva o constructivamente con la llegada de la reflexión primaria. La ondícula de la fuente producida por el conjunto de cañones de aire, junto con los efectos fantasma y cualquier otro efecto cercano a la superficie, dan como resultado una forma de onda denominada ondícula característica. Dado que se produce por un fenómeno físico, una ondícula característica necesariamente debe ser causal (es decir, unilateral). Sin embargo, debido a que los pulsos de burbuja de los cañones de aire tienen grandes oscilaciones mucho después del momento de iniciación (es decir, el momento cero), la firma de la fuente que resulta de un conjunto de cañones de aire generalmente no es de fase mínima.

La ondícula fuente cumple su función de inyectar energía de entrada en el medio. Sin embargo, su presencia en las trazas registradas solo puede enturbiar la imagen deseada del subsuelo. En el análisis final, los efectos de la ondícula fuente generalmente deben eliminarse para obtener una imagen más clara del subsuelo. En el tratamiento matemático dado aquí, asumimos que la ondícula característica es causal pero no de fase mínima. En los casos en los que la ondícula fuente se conoce ya sea por mediciones directas o por técnicas de estimación, se puede eliminar mediante el proceso llamado signature deconvolution.

Sea x la traza, sea s la señal de origen o firma, sea m la respuesta múltiple y sea Failed to parse (SVG (MathML can be enabled via browser plugin): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): \varepsilon la reflectividad. Como vimos en el Capítulo 8, en el caso de coeficientes de reflexión pequeños, la traza registrada (sin absorción pero con múltiplos) puede aproximarse como el modelo convolucional lineal invariante en el tiempo de la ecuación 2 del Capítulo 8: Failed to parse (SVG (MathML can be enabled via browser plugin): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): x = s*m*\varepsilon .

El símbolo z se puede utilizar para distintas cosas. Ahora, supongamos que z denota la traza sin firma Failed to parse (SVG (MathML can be enabled via browser plugin): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): m*\varepsilon . Entonces, la traza se puede escribir como

Failed to parse (SVG (MathML can be enabled via browser plugin): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): \begin{align} x= s*z. \end{align}

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La firma de la fuente sísmica s es una ondícula causal. La deconvolución de la firma es el proceso de eliminar la ondícula de la firma de la traza sísmica por medio de la inversa de la firma. Cuando la firma no es de fase mínima, la inversa de la firma es un filtro no causal (de dos caras). La entrada del filtro de deconvolución de firma es la traza de campo; la salida deseada es la traza sin firma.

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Filtro pasa-todo	Ondícula de retraso no mínimo
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Sintéticos	Deconvolución
Tabla de contenido

También en este capítulo

• Ondículas
• Filtro conformador
• Filtro spike
• El modelo convolucional blanco
• Procesamiento de la ondícula
• Filtro pasa-todo
• Ondícula de retraso no mínimo
• Deconvolución de la firma
• Vibros
• Estimación de la ondícula en sensores dualres
• Deconvolución: Einstein o predictiva?
• Resúmen
• Apéndice I: Ejercicios

Vínculos externos

find literature about Convolutional model/es