To obtain a more accurate stratigraphic model, it is important to perform a reliable velocity analysis by fitting the calculated travel-time curve to the recorded one. The main challenge to perform this step in the offshore seismic survey is the fact there are many factors which present characteristics that generate nonhyperbolicity in travel-time events. For this reason, it is necessary to use an approximation which is able to control the effects of the nonhyperbolicity so that performing an efficient velocity analysis is possible. The main proposition of this thesis was to develop a generalization of a nonhyperbolic multiparametric travel-time approximation, which can control the nonhyperbolicity associated to heterogeneity of layered media and long offsets, wave conversion, and difference of datum between source and receiver. This work proposes a numerical study which aims to analyse the complexity of the objective function, the quality and efficiency of the travel-time curve fitting with different approximations, using different optimization algorithms and using the L1- and L2-norm. Three of the five models studied in this thesis were elaborated from well logs data of the Santos Basin and showed different characteristics making the proposed analysis more complex. The other two models were adapted to test some limits of the nonhyperbolic approximation (including the proposed one). Another important proposition was the development of an automated picking technique to obtain the reflection events related to the interface between the bottom of the salt and the top of the reservoir (target reflection). That technique was also part of a set of tests to obtain information of phase variation. It was possible to determine how complex each approximation is with the set of information obtained by the residual function maps analysis. The quality of the fitting and the efficiency of each approximation were also analysed. The optimization algorithm which showed the best results was determined. The difference between the use of L1-norm and L2-norm was also studied and it was determined which one is better to work for each kind of inverse problem. With all these analyses, it was possible to identify which approximation along with which optimization algorithm present the best results for each reflection event of each model after the inversion. The automated picking technique proved to be able to obtain the target reflection seismic events and information of phase variation.

Para obter um modelo estratigráfico mais preciso, é importante realizar uma confiável análise de velocidades, ajustando a curva de tempos de trânsito calculada com a curva observada. O principal desafio para realizar esta etapa em um levantamento sísmico marítimo é o fato de haver diversos fatores que apresentam características que geram não-hiperbolicidade nos eventos de tempos de trânsito. Por esta razão, é necessário usar uma aproximação que seja capaz de controlar os efeitos da não-hiperbolicidade para que seja possível realizar uma eficiente análise de velocidades. A principal proposta dessa tese foi desenvolver uma generalização de uma aproximação não-hiperbólica multiparamétrica de tempos de trânsito, que possa controlar a não-hiperbolicidade associada à heterogeneidade em meios estratificados e longos afastamentos, conversão de onda e diferença de profundidade entre fonte e receptor. Um estudo numérico foi proposto visando analisar a complexidade das funções objetivo, a qualidade e eficiência do ajuste das curvas de tempos de trânsito com diferentes aproximações, utilizando diferentes algoritmos de otimização e utilizando normas L1 e L2. Três dos cinco modelos estudados nesta tese foram elaborados de perfis de poços da Bacia de Santos e mostraram diferentes características, fazendo a análise proposta mais complexa. Os outros dois modelos foram adaptados para testar alguns limites das aproximações não-hiperbólicas (incluindo a aqui proposta). Outra proposta importante foi o desenvolvimento de uma técnica de seleção automática para obter as reflexões relacionadas às interfaces entre a base do sal e o topo do reservatório (reflexão alvo). Esta técnica foi também parte de um conjunto de testes para obter informações de variação de fase. Foi possível determinar o quão complexa cada aproximação é com o conjunto de informações obtido pela análise de mapas residuais de função objetivo. A qualidade de ajuste e a eficiência de cada aproximação também foram analisadas. Foram determinados os algoritmos de otimização que mostraram os melhores resultados. Foi estudada a diferença entre as normas L1 e L2, e foi determinada a melhor para se trabalhar com cada tipo de problema inverso. Com todas essas análises, foi possível identificar qual aproximação junto de qual algoritmo de otimização apresenta os melhores resultados para cada evento de reflexão de cada modelo depois da inversão. A técnica de seleção automática provou ser apta para obter os eventos sísmicos de reflexão almejados e informações de variação de fase.