Uma Abordagem Baseada em Simulated Annealing para a Construção de Modelos de Velocidade Inicial para a FWI

Atualmente, a maior parte das descobertas de reservas de Óleo e Gás estão localizadas em áreas com estruturas geológicas complexas, impondo diversos desafios para a exploração. Métodos estado da arte baseados na equação de onda, como migração reversa no tempo (Reverse Time Migration, RTM), são utilizados em face destes desafios, pois eles são capazes de gerar imagens em tais regiões. Entretanto, tais métodos requerem modelos de velocidade detalhados do subsolo. A Inversão de Forma de Onda Completa (FWI: Full Waveform Inversion) é utilizada para criar tais modelos de velocidade detalhados. Entretanto, como a FWI é baseada em métodos de gradiente, ela sofre da limitação de convergir para mínimos locais. Para evitar este problema, a FWI precisa iniciar de um de um modelo de velocidade localizado na mesma região de convexidade do mínimo global. Neste trabalho, propomos um framework simulated annealing para encontrar tal modelo inicial de velocidade. O processo iterativo do algoritmo de simulated annealing, entretanto, demanda um alto custo computacional. Primeiro, por causa do grande número de iterações necessário para explorar o espaço de variáveis. Segundo, pelo grande número de simulações necessárias para ajustar os parâmetros do simulated annealing. Enquanto a primeira limitação é uma preocupação comum de trabalhos anteriores, a segunda em geral é negligenciada, baseando-se em tentativa e erro. O nosso framework simulated annealing inclui várias estratégias para tratar ambos os problemas. Avaliamos a nossa abordagem utilizando o dado sísmico Marmousi, e obtivemos resultados promissores em comparação com trabalhos anteriores. O custo computacional para ajustar os parâmetros da simulação foi reduzido em uma ordem de grandeza. A quantidade de iterações necessária para explorar o espaço de variáveis foi reduzida pela metade. Além disso, a FWI convergiu para um modelo de velocidade detalhado com excelente qualidade, utilizando o modelo de velocidade inicial gerado pelo método proposto.