Uma metodologia para a determinação da precisão numérica necessária á implementação do algoritmo RTM

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: BARROS, Abner Corrêa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Computação de alto desempenho; Field Programmable Gate Arrays; FPGA; Aritmética de ponto flutuante; Aritmética de ponto fixo; Algoritmo RTM; Processamento de dados sísmicos; Imageamento Sísmico; Raio efetivo
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/12389

Nestes últimos anos, com o início da prospecção de petróleo em regioões com litologias complexas, tem se observado um crescente interesse no uso do algoritmo Reverse Time Migration(RTM) como solução para o imageamento sísmico. Devido ao seu elevado custo computacional, o algoritmo RTM exige o uso de sistemas computacionais de alto desempenho, os quais demandam investimentos elevados em infraestrutura, o que normalmente representa também um aumento substancial no consumo de energia. Neste cenário, o desenvolvimento de coprocessadores aritméticos de alto desempenho, implementados por meio dos Field Programmable Gate Arrays(FPGAs), passou a ser considerado uma alternativa viável no objetivo de aumentar o a capacidade de processamento de sistemas computacionais já existentes, com impactos positivos tanto nos investimentos em infra-estrutura quanto no consumo de energia. Entretanto, o desenvolvimento destes coprocessadores normalmente exige um estudo prévio minucioso das características do algoritmo a ser implementado e do conjunto de dados a ser processado, a fim de determinar a precisão numérica mnima que deve ser empregada em sua implementação. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia que permita identificar a precisão numérica mínima necessária à implementação do algoritmo RTM, baseado nos fenômenos físicos envolvidos na propagação da onda sísmica e nas litologias prováveis da região a ser imageada. Para chegar a este objetivo foi desenvolvido um método analítico, capaz de predizer a atenuação esperada para as ondas sísmicas durante os processos de modelagem e migração presentes no algoritmo RTM. Esse método foi baseado em uma nova abordagem no tratamento da atenuação por espalhamento geométrico para modelos com múltiplas camadas, denominada de Raio Efetivo. Como estudo de caso de validação dessa metodologia, foram feitas predições e analisados os resultados de imageamento de diversos modelos sintéticos propostos por um especialista em geologia, os quais eram formados apenas por camadas horizontais, planas e paralelas. Além desses modelos mais simples, foi também utilizado um modelo reconhecidamente complexo, conhecido como modelo de marmousi. Os resultados obtidos em todos os estudos se mostraram dentro de uma margem de segurança de 1 bit de precisão.