Tomografia multi-azimuth in mezzi anisotropi

This thesis deals with Multi-azimuth tomography in transversely isotropic media. This kind of anisotropic media is the most simple, with an axis of simmetry that permits to specify the propagation velocity as a function of the angle between the wave vector and the axis. To characterize the anisotropic medium at every point in space, we need to specify more parameters than in the isotropic case; this in turn makes the tomographic problem ill-posed and more complex. The idea that has been investigated in this thesis is that the illumination from different direction of the same zone of the subsurface, like the one attainable from Multi-azimuth or Wide-azimuth acquisition, could bring new informations in the anisotropic tomographic process. This informations can be useful to better constrain the anisotropic velocity model building process in transverse isotropic media. The thesis introduces the concept of anisotropy in elastic media, showing the various categories and parametrizations of anisotropy that are of practical use in seismic processing. It briefly describes the tomographic process in transversely isotropic media, and defines different types of parametrization of the elastic media to which it can be applied. It continues with an error analysis of the approximation, and linearization, of functions involved in the simulation of the kinematic information that can be extracted from reflection seismic events. Based on this analysis, a study of the errors involved in the inversion of the anisotropic parameters of the medium will be conducted using different tomographic operators, derived from Single and Multi-azimuth acquisitions, to verify the hypothesis that Multi-azimuth can better constrain the tomographic anisotropic velocity model building process.

In questo lavoro si prendono in esame mezzi elastici trasversi isotropi, caratterizzati da un asse di simmetria anisotropa; per questi mezzi la velocità di propagazione è funzione dell'angolo compreso tra vettore d'onda ed asse di simmetria del mezzo. L'aumento del set di parametri necessario alla caratterizzazione del mezzo in ogni punto rende il problema tomografico in mezzi anisotropi più complesso e mal posto rispetto al problema in mezzi isotropi. L'industria petrolifera negli ultimi anni ha preso coscienza della necessità di una caratterizzazione più accurata del sottosuolo grazie all'evoluzione di tecniche sempre più sofisticate di imaging 3D, che hanno reso evidente la presenza di artefatti e disallineamenti delle strutture geologiche tipici di un processo di migrazione in profondità effettuato con un modello di velocità del sottosuolo isotropo, in una zona del sottosuolo caratterizzata da anisotropia. Il seguente lavoro di tesi nasce dall'ipotesi che un'illuminazione da più direzioni della stessa zona oggetto dell'indagine, come ottenibile da acquisizioni Multi-azimuth, o Wide-azimuth, potrebbe introdurre informazioni utili a vincolare meglio la costruzione tomografica del modello di velocità in mezzi trasversi isotropi. Nella tesi si introduce il concetto di anisotropia nei mezzi elastici, passando in rassegna le differenti categorie di anisotropia e le parametrizzazioni di uso comune nel processing sismico. Si descrive brevemente il processo tomografico in mezzi anisotropi e si introducono diversi tipi di parametrizzazione del mezzo elastico anisotropo ai quali può essere applicato. Il lavoro presenta un'analisi dell'errore introdotto da approssimazioni delle funzioni coinvolte nella simulazione dell'informazione cinematica estraibile da eventi sismici riflessi; si presenta infine lo studio principale sugli errori nell'inversione dei parametri anisotropi commesso da diversi operatori tomografici derivati da differenti acquisizioni Single e Multi-azimuth.