Espalhamento elástico em meios anisotrópicos estratificados

A análise de AVO constitui-se, atualmente, numa importante ferramenta para a extração de informações litológicas a partir de dados sísmicos, através do uso dos contrastes de impedância acústica nas interfaces que separam diferentes litologias. A hipótese usual de isotropia deixa de valer, em muitos casos, após o advento de arranjos de grande afastamento e geofones com multi-superfície. Para a interpretação destes dados, a análise de AVO deve incluir anisotropia. Este trabalho apresenta uma teoria de AVO e resultados numéricos para um meio anisotrópico estratificado. Esta tese contém três contribuições. Inicialmente, é apresentada uma nova abordagem para o estudo da reflexão-transmissão através de interface plana que separam dois meios anisotrópicos com pelo menos um plano horizontal de simetria especular. As equações de Zoeppritz são generalizadas para incluir anisotropia, através da introdução das chamadas matrizes de impedância, o que simplifica bastante o formalismo anterior. Posteriormente, é descrito o estudo da reflexão de ondas P através de interface entre um meio isotrópico e outro transversalmente isotrópico (TI). É mostrado que a reflexão de ondas P, neste tipo de experimento, não fornece informações sobre a presença de anisotropia do semi-espaço TI, pelo menos em incidência pré-crítica. Finalmente, é discutido o comportamento da reflexão e transmissão de pulsos, em incidência pós-crítica, através de meios anisotrópicos estratificados. Observa-se que o comportamento pós-crítico dos pulsos espalhados carregam valiosa informações sobre a anisotropia dos meios atravessados por eles.

ABSTRACT: AVO analysis is an importante tool for extracting lithological information from seismic data using the contrast in acoustic impedance at the lithological boundaries. The isotropic assumption behind this analysis does not hold in many cases. The advent of large offset surveys and multi-component data has revealed the presence of subsurface anisotropy. To interpret such data, the AVO analysis must include anisotropy. This work presents an AVO theory and numerical results for an anisotropic layered medium. This thesis contains three contributions. First, a new approach to the study of reflection-transmission at a plane interface between anisotropic media with a horizontal mirror plane is presented. The Zoeppritz equations are generalized to include anisotropy by the introduction of impedance matrices which greatly simplifies the previous formalisms. Second, the study of the P-wave reflection at an interface between an isotropic and a transversally isotropic medium is described and it is show that the reflected P-wave does not have information about the underlying anisotropic subspace for pre-critical incidence. Finally, the behavior of post-critical reflected and transmitted pulses through a stack of anisotropic layers is discussed. The post-critical pulses are show to carry valuable information on the anisotropy of the structure through which the waves propagate.