Registración PP-PS en el dominio de la reflectividad: un enfoque que preserva la forma de onda

• Autores: Perez, Daniel Omar; Velis, Danilo Ruben
• Año de publicación: 2025
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: SEISMIC; REGISTRATION; INVERSION; OPTIMIZATION
• Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Joint PP-PS amplitude inversion and attribute analysis require mapping converted PS wave data to the PP time domain so that similar reflectors share the same two-way travel times. This process, known as PP-PS data registration, often results in non-stationary PS data, where wavelet spectral content varies with time and location, affecting subsequent inversion results and necessitating postprocessing to correct these issues. To address this limitation, we propose a PP-PS registration method in the reflectivity domain. The strategy consists of two steps. First, we perform sparse-spike deconvolution on both PP and PS data to transform them into the reflectivity domain, based on the hypothesis that suitable wavelets and sparse-spike reflectivities can be estimated from the data. The sparse-spike solutions are obtained by solving an inverse problem regularized with a sparsity-promoting norm and solved via proximal algorithms. In the second step, we iteratively adjust the sparse-spike PS reflectivity to match its PP counterpart using a smooth, monotonic warping function derived from the vP/vS ratio, represented as a cubic spline with a fixed number of knots. At each iteration, both reflectivities are convolved with a stationary replacement wavelet, and the resulting match is evaluated. Optimizing the knot values leads to a nonlinear, multimodal problem, which we solve using very fast simulated annealing. Unlike conventional methods that operate in the data domain, our approach produces stationary PP and PS seismic data with aligned reflectors in two-way travel time, eliminating waveform distortions and requiring no additional processing. Numerical tests confirm that the method preserves amplitude and outperforms techniques like dynamic time warping, yielding a cleaner spectrum and distortion-free waveforms for reliable interpretation.
La inversion conjunta de amplitudes PP-PS y el análisis de atributos requieren mapear los datos convertidos de ondas PS al dominio temporal PP, de modo que los reflectores similares compartan los mismos tiempos de doble recorrido. Este proceso, conocido como registracion de datos PP-PS, suele generar datos PS no estacionarios, en los que el contenido espectral de la ondícula varía con el tiempo y la ubicacion, afectando los resultados de la inversión y obligando a aplicar un posprocesamiento correctivo. Para abordar esta limitacion proponemos un método de registración PP-PS en el dominio de la reflectividad. La estrategia consta de dos pasos: primero realizamos deconvolucion de impulsos dispersos (sparse-spike) en los datos PP y PS para transformarlos al dominio de la reflectividad, bajo la hipotesis de que es posible estimar ond´ıculas adecuadas y reflectividades sparse-spike a partir de los datos. Las soluciones sparse-spike se obtienen resolviendo un problema inverso regularizado con una norma promotora de esparsidad y resuelto mediante algoritmos proximales. En el segundo paso ajustamos iterativamente la reflectividad PS sparse-spike para que coincida con su contraparte PP utilizando una funcion de deformación suave y monótonamente creciente derivada de la razón vP/vS, representada como una cubic spline con un numero fijo de nudos. En cada iteración ambas reflectividades se convolucionan con una ondícula estacionaria de reemplazo y se evalua la concordancia resultante. La optimización de los valores de los nudos conduce a un problema no lineal y multimodal que resolvemos mediante very fast simulated annealing. A diferencia de los metodos convencionales que operan en el dominio de los datos, nuestro enfoque produce registros sísmicos PP y PS estacionarios con reflectores alineados en tiempo de doble recorrido, eliminando distorsiones de forma de onda y sin necesidad de procesamiento adicional. Pruebas numericas confirman que el método preserva la amplitud y supera a tecnicas como el dynamic time warping, generando un espectro mas limpio y formas de onda libres de distorsión para una interpretacion confiable.
Fil: Perez, Daniel Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: Velis, Danilo Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina