SEISMIC UNIX

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UNIVERSIDADE CEUMA
Curso: Engenharia de Petróleo 10° Período
Professor: Luis Jorge Mesquita de Jesus
Alunos: Fabricio Morais Machado; Jeckson Deid Assunção; Luciano Machado da Silva Neto, Lucas Rangel Costa de Oliveira e Jorge Alberto.
SEISMIC UNIX: Computação associada ao processamento sísmico
Resumo 
A utilização de softwares para o gerenciamento de dados e imagens sísmicas vem sendo explorado por necessidade de uma melhor precisão gráfica similar coerente ao real., no entanto, por se tratar de um software livre, de fácil manipulação e acessibilidade, o Seismic Unix é uma ferramenta de grande potencial, tanto para um melhoramento econômico e revolucionário à indústria petrolífera; no qual pode ser voltado ao estudo da exploração de reservatórios de óleo e gás natural. Nesta revisão bibliográfica, serão abordados pontos referentes a compreensão e manuseio do mesmo, assim, apresentando histórico, técnicas, processamento e aplicabilidade. 
Introdução 
Seismic Unix (SU)
Einar Kjartansson começou a escrever o que agora é chamado de SU (o pacote SY) no final dos anos 1970, quando ainda era um estudante de pós-graduação no Stanford Exploration Project (SEP) de Jon Claerbout. Ele continuou a expandir o pacote enquanto era professor na Universidade de Utah no início dos anos oitenta. Em 1984, durante uma visita prolongada ao SEP, Einar apresentou SY a Shuki Ronen, então estudante de pós-graduação em Stanford. Ronen desenvolveu o SY de 1984 a 1986. Outros alunos do SEP começaram a usá-lo e contribuíram com código e idéias. O SY foi inspirado em muitos outros softwares desenvolvidos na SEP e se beneficiou das fundações estabelecidas por Claerbout e muitos de seus alunos; Rob Clayton, Stew Levin, Dave Hale, Thorson Jeff, Chuck Sword e outros que foram pioneiros no processamento sísmico no Unix nos anos setenta e início dos anos oitenta.
Em 1987, Jack K. Cohen e Shuki Ronen do Center for Wave Phenomena (CWP) na Escola de Minas do Colorado (CSM) conceberam um plano ousado. Este plano era criar um ambiente sísmico de processamento para sistemas baseados em Unix, escrito na linguagem C, que se estenderia em sistema operacional Unix para processamento sísmico e tarefas de pesquisa. Além disso, eles pretendiam que o pacote fosse livremente disponível com o código fonte completo para quem quiser. (COHEN, Jack; STOCKWELL, John; 2008)
Cohen e Ronen criaram o pacote de software Seismic Unix (SU), para operar como uma extensão do sistema operacional UNIX. O SU é um software muito difundido na comunidade acadêmica mundial, por ser aberto, constantemente atualizado, didático e sem a necessidade de um grande aparato computacional. O SU contém programas de modelagem e processamento sísmico, juntamente com bibliotecas de rotinas científicas, gráficas, e de suporte. O SU, por ser de fonte aberta, possibilita que seus códigos sejam alterados para serem utilizados no desenvolvimento de aplicações mais complexas.
O Unix sísmico existe há 28 anos. O número de códigos mais do que triplicou nos 11 anos de estudo, já que John Stockwell foi PI do projeto, agora já se tem diversas melhorias alcançadas.
A comunidade sísmica é uma mistura de empresas acadêmicas e industriais envolvidas na exploração de petróleo e gás. O pacote é muito utilizado academicamente como uma ferramenta de ensino e pesquisa, pois é o pacote melhor mantido para o processamento de dados de reflexão sísmica. É usado principalmente comercialmente por pequenas empresas que não podem pagar o preço de um sistema comercial de processamento sísmico. Uma grande fração destes estão em países estrangeiros onde a taxa de câmbio torna os sistemas de software comercial particularmente problemáticos. (INDIANA UNIVERSITY BLOOMINGTONIndiana University Bloomington, 2016) 
A ferramenta SU necessita do sistema operacional Linux e scripts dos dados para gerenciamento das imagens, ondas e velocidades. A filosofia fundamental do Unix é que todos os comandos do sistema operacional são programas executados sob esse sistema operacional, nos terminais de operações. A idéia é que as tarefas individuais sejam identificadas e que pequenos programas sejam escritos para fazer essas tarefas. Os comandos podem ter opções que permitem variações nessas tarefas, mas a idéia fundamental é um programa, uma tarefa. Como o Unix é um sistema operacional multitarefa, vários processos podem ser feitos juntos em uma cascata via "pipes". (COHEN, Jack; STOCKWELL, John; 2008)
O Seismic Unix pode ser pensado como uma linguagem (ou metalinguagem). E como toda linguagem, uma certa quantidade de vocabulário deve ser dominada antes para que as operações úteis poçam ser realizadas. Como o SU contém muitos programas, é necessário ter um "dicionário" para permitir que as perguntas inevitáveis ​​sobre o vocabulário possam ser respondidas.
O SU não tem "páginas man" com descrições exatas, da mesma forma que o Unix, mas tem equivalentes mecanismos internos de documentação. Há um nível geral de utilidades de ajuda que dão uma visão geral do que está disponível. 
O estudo do software Seismic Unix foi dado início em um curso de Introdução ao processamento de dados sísmicos usando Seismic Unix, realizado em uma empresa chamada DSPGeo, parceira da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), ministrado pelo Dr. Diego Pacheco Barrera. Em tal curso foi entendido a teoria básica do software e das suas ciências seguido de práticas com utilização de scripts e dados ofertados pelo professor.
Em sequência, uma vasta pesquisa foi feita para criação deste projeto, voltado a pesquisa, tendo sido realizada por sites, livros, artigos, e outros, para se exemplificar a utilização desse software pouco explorado, principalmente no Brasil. 
2 PROCESSAMENTO DE DADOS SÍSMICOS DE ALTA RESOLUÇÃO DA PLATAFORMA SUDESTE BRASILEIRA COM O SOFTWARE SEISMIC UNIX.
A partir de conhecimentos sobre o processamento de dados de sísmica monocanal, foi empregado o pacote de programas Seismic Unix, capaz de tratar dados sísmicos segy de alta resolução, aplicando um fluxo de processamento sugerido, que consiste nas seguintes etapas: edição dos traços, mute na coluna d’água, análise do espectro, filtro passa-banda, filtro anti-onda e correção de amplitude.
A partir do que é possível conhecer do software seismic unix e sua aplicabilidade no processamento de dados de sísmica monocanal, foi elaborado um script em SU com a
finalidade de tratar este tipo de dado, uma vez que na literatura quase inexistente sobre o assunto, foi possivel encontrar somente poucos fluxos de processamento para sismica monocanal e sendo estes realizados em softwares pagos. 
2.1 INICIANDO NO SU
 Diferente da plataforma Windows, quando se está trabalhando em Linux com o SU, todos os arquivos necessários aos programas são chamados por comandos no script, o que faz com que seja essencial sabermos onde cada um se localizam. Com o intuito de organizar e facilitar o manejo destes, dentro da pasta raiz onde foi instalado o SU, foram criadas pastas que correspondem a terminação dos arquivos, são estas: SEGY, SU, PS, MUTE e SEGY tratado. Estas pastas são fontes e ao mesmo tempo destinos dos arquivos utilizados pelos programas SU contidos no script. Os arquivos a serem processados devem estar dentro da pasta SEGY, assim como o script deve estar dentro da pasta raiz do SU quando iniciado.
 O pacote de programas SU, como o próprio nome já diz, apresenta uma gama de programas dentro dele. Todos eles apresentam o prefixo su no nome, como, suwind, sufilter, sugabor, e cada um deles necessita de alguns parâmetros adequados para funcionar. Quanto à visualização do dado sísmico, o SU possui os programas com o prefixo sux, como, suximage, que apresenta a imagem do perfil sísmico, e o suxwigb, que plota os traços sísmicos do dado.
A formação do script em shell, se dá primeiramente pela inserção do código “#!/bin/sh” no início da página, o que faz com que o sistema reconheça o arquivo como um shell. Posteriormente, fazendo a utilização dos programas do pacote SU no script, é possivelgerar um programa maior, que engloba diversos processos de uma só vez. A iniciação do programa se dá diretamente pelo prompt de comando, onde uma vez iniciado, o usuário seguirá as orientações que irão aparecer na tela e irá inserir os parâmetros requisitados, tratando assim o dado de forma contínua e intuitiva.
 O input do arquivo a ser processado é feito apenas digitando o nome correto do arquivo, o que inclui seu formato segy ou sgy.
3 PRÉ-PROCESSAMENTO
3.1 IMPORTANDO O DADO SEGY
O Seismic Unix trabalha com arquivos SU, seu formato interno. No entanto, primeiramente foi necessária a conversão do dado SEGY para o formato interno do software, o que foi feito com os programas segyread e segyclean.
echo ' -----------------------------------------------------------------------------' 
echo '' 
echo ' Digite o nome correto do arquivo segy a ser tratado ' 
echo ''
 echo ' -----------------------------------------------------------------------------' 
> /dev/tty
 read data 
echo ' -----------------------------------------------------------------------------' 
echo '' 
echo ' Agora insira os seguintes parâmetros necessários, separados somente por espaço:' 
echo '' 
echo ' Número do primeiro traço, Número do último traço do perfil e Número total de traços/100' echo ' Exemplo: 1 2672 26,72 ' 
echo '' 
echo ' -----------------------------------------------------------------------------' > /dev/tty 
read tracmin tracmax wbox 
segyread tape=SEGY/$data endian=0 key=fldr trmin=$tracmin trmax=$tracmax | segyclean > SU/$data.su 
A importação dos dados é uma das etapas que requer mais atenção para que não haja o comprometimento do processamento posteriormente, uma vez que nela definimos parâmetros essenciais da aquisição que por muitas vezes vêm errados do campo, e devem ser corrigidos pois estes serão utilizados pelos programas que compõem o fluxo. Esses parâmetros podem ser verificados de uma forma geral utilizando outros programas que apresentam o header do arquivo, ou de forma detalhada que mostra os parâmetros escolhidos traço por traço. 
A importação dos dados é uma das etapas que requer mais atenção para que não haja o comprometimento do processamento posteriormente, uma vez que nela definimos parâmetros essenciais da aquisição que por muitas vezes vêm errados do campo, e devem ser corrigidos pois estes serão utilizados pelos programas que compõem o fluxo.
4 BOTOSEIS: Um novo processamento de dados forseismic de plataforma interativa baseado em Sísmica Unix.
Após oito anos da primeira distribuição do manual do usuário do pacote Seismic Unix (SU), ainda é um desafio executar alguns scripts SU de processamento sísmico, especialmente para usuários inexperientes. Até agora, há poucas Interfaces Gráficas de Usuário (GUI) amigáveis. para o pacote SU, ou seja, Tksu, iSU e GêBR. Para obter uma maneira mais robusta e flexível de trabalhar com o pacote SU, foi apresentado uma nova interface gráfica do usuário escrita na linguagem de programação Java, que pode ser usada em qualquer sistema operacional, o chamado BOTOSEIS. É adequado para ser usado tanto como um ambiente de desenvolvimento produtivo ou interativo, criando e gerenciando projetos, linhas e fluxogramas de processamento de dados sísmicos. Também é possível adicionar softwares baseados em SU, interativamente, sem conhecimento sobre qualquer linguagem de programação. 
A plataforma BOTOSEIS é estruturada por módulos, que podem ser um único aplicativo ou uma combinação de programas SU para produzir um resultado mais complexo, por exemplo, iVIEW, iVELAN e iNIP-PICKING. A primeira é uma GUI usada para visualização de dados, a segunda é uma importante ferramenta interativa para análise de velocidade ajustada para ambientes de produção, e a última é um software para coleta de dados na seção sísmica de deslocamento zero que é fundamental para os métodos de inversão de tempo de viagem.
5 DISCUSSÕES
Devido a economia de tempo e organização, há realização e utilização de scripts, tanto para o modelamento quanto para o processamento dos dados sísmicos. Mediante os scripts, são realizadas a maioria das tarefas importantes que podem ser feitas com o SU. E o gerenciamento das imagens através da interpretação dos dados contidos nos scripts.
Shell script (sh) é uma linguagem de scripts fundamental na utilização, de maneira efetiva em um terminal, no caso de um sistema operacional linux. Tal linguagem é usada em vários sistemas operacionais, com diferentes dialetos, dependendo do interpretador de comandos utilizado. Um sh pode utilizar diversos comandos um após o outro, ou mesmo combiná- los numa mesma linha, assim “rodando” (termo popularmente usado entre os usuários) para gerenciamento dos dados. 
A primeira linha de uma sh obrigatoriamente começa com um “#” (shebang) que informa diretamente ao núcleo qual interpretador ele deverá usar, juntamente com o seu caminho, de acordo com a necessidade de cada caso. A Shell script não precisa ser compilada, como um programa em qualquer outra linguagem precisaria, basta apenas criar um arquivo texto, inserir comandos nele, dar a definição e torná-lo executável, utilizando os comandos e tendo como resultado o imageamento gráfico esperado dá área onde ocorreu o colhimento dos dados, assim o tornando pronto para estudo de interpretação, outra área onde é aberto um leque para estudos, como exemplo, a sísmica. 
Os perfis de reflexão sísmica são adquiridos por meio de uma fonte acústica e uma instalação de geofones, se tratando do ambiente terrestre e hidrofones, no ambiente marinho. Ambos os elementos são tipicamente rebocados ou por meio de explosivos ou de um navio de pesquisa. A fonte de som emite um curto pulso acústico, que se propaga através das camadas de subsuperfície e colunas de água e/ou sedimentos. A energia acústica é refletida em limites de densidade (como a camada do fundo do mar ou sedimentos abaixo do fundo do mar, por exemplo) e detectada nos hidrofones. Estes processos são repetidos em intervalos de curto tempo, dependendo do tipo de fonte. Desta forma, é construída uma imagem bidimensional da estrutura geológica, terrestre ou marinha, assim buscando novos métodos e possíveis técnicas com a interpretação realizada pelo estudo do imageamento descoberto. (Gina BREWER, Gina; MORTON, Robert; WIESE, Dana, 1999).
 FONTE: PRÓPRIO AUTOR
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Entende-se que o Seismic Unix é um conjunto de programas de processamento sísmico, mas ao término desta revisão bibliográfica chegamos à conclusão que ele é mais que isso, é uma caixa cheia de ferramentas. O pouco conhecimento dos programas do SU limita bastante nossas ações na realização de algumas tarefas. 
O software apresenta um grande número de programas com recursos diversos e o pouco conhecimento de seus programas limita nossa ação. Uma boa combinação de comandos do UNIX com programação em “Shell” torna o SU bastante poderoso e eficaz no processamento sísmico, sendo então importante conhecer um pouco mais sobre esses dois recursos. O SU é altamente didático e de suma importância na área de prospecção, seria muito importante que fosse o primeiro software de processamento sísmico com que novos geofísicos tivessem contatos. 
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CWP.MINES. LEGAL_STATEMENT. Disponível em: <http://www.cwp.mines.edu/cwpcodes/legal_statement>. Acesso em: 20 de março. 2018.
INDIANA. Seismic unix. Disponível em: <http://www.indiana.edu/~pavlab/irisworkshop2016/>. Acesso em: 20 de março. 2018.
PRETEC. MODELAGEM SÍSMICA. Disponível em: <http://petrec.com.br/pt/portfolio/modelagem-com-equacao-da-onda/>. 20 de março de 2018.
PUBS.USGS. SEISMIC UNIX SCRIPTS. Disponível em: <https://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-326/HTML/SEISUNIX.HTM>. Acesso em: 20 de março de 2018.
RANGEL, L. R. PROCESSAMENTO DE DADOS SÍSMICOS DE ALTA RESOLUÇÃO DA PLATAFORMA SUDESTE BRASILEIRA COM O SOFTWARE SEISMIC UNIX. Trabalho de conclusão de curso submetido ao Programa de Graduação em Geofísica da Universidade Federal Fluminense como requisitoparcial para obtenção do título de Graduado. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS GRADUAÇÃO EM GEOFÍSICA, 2013. 
RESEARCHGATE. BOTOSEIS: A NEW SEISMIC UNIX BASED INTERACTIVE PLATFORM FOR SEISMIC DATA PROCESSING. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/269050025_BOTOSEIS_A_new_Seismic_Unix_based_interactive_platform_for_seismic_data_processing>. Acesso em: 21 de março de 2018.
UFF. Aplicações sísmicas. Disponível em: <http://www.uff.br/geofisica/index.php/aplicacoes>. Acesso em: 21 de março de 2018.