Kirchhoff叠前时间偏移关键参数分析与研究

叠前时间偏移已经成为地震资料处理的常规手段之一,在构造复杂但速度横向变化不大时,应用克希霍夫叠前时间偏移方法,一般可以得到较好的成像效果。但是叠前时间偏移是一项系统工程,一些配套技术的选取和一些关键参数的选取,直接影响到成像结果。这里根据O-MEGA2处理系统制定的叠前时间偏移的处理方法和流程,对叠前时间偏移处理的配套技术和关键参数（叠前道集偏移距分组、偏移孔径和倾角选取、均方根速度建模、旅行时算法）进行了分析总结,结合试验程序进行了研究和讨论,并提出了关键参数选取的基本原则,对实际处理工作具有一定的应用价值。     

Kirchhoff积分法叠前时间偏移技术在三江盆地XDLZ地区的应用

三江盆地前进坳陷XDLZ地区构造较复杂，以往开展的二维叠后时间偏移成像精度低和空间位置不够准确，为此进行了二维叠前时间偏移处理研究，分析了Kirchhoff积分法叠前时间偏移处理中关键环节技术参数（叠前去噪、振幅补偿、反褶积、静校正、均方根速度建模和偏移孔径选取）对研究区复杂构造成像的影响及处理技巧。通过叠前时间偏移和叠后时间偏移在该区的应用效果对比分析，Kirchhoff积分法叠前时间偏移处理结果包含地震信息更加丰富，深层复杂构造成像在同相轴的连续性和断层及断点空间位置更趋合理，成像相位和振幅误差较小，构造成图精度提高了约4％。     

叠前深度偏移技术在城市活动断层探测中的优势

本文介绍了Kirchhoff积分法叠前深度偏移和波动方程叠前深度偏移两种偏移方法,并通过对Marmousi数据模型和实际数据资料处理,对比叠前深度偏移成像与叠后时间偏移成像和常规叠加剖面的应用效果。实际结果表明：对于速度横向变化剧烈的复杂地质体,叠前深度偏移成像精度更高,适合于城市活动断层的高精度探测。     

叠前时间偏移技术在煤层倾角小的潞安常村矿S7采区三维地震勘探中的应用

在煤层倾角小的山西潞安常村矿S7采区三维地震勘探时,采用叠前时间偏移,可克服非同相叠加给后续偏移带来的麻烦,先进行偏移处理使波场归位,再把同一地下点的偏移波场相叠加。叠前时间偏移适用于陡倾角构造等复杂地质体的成像,所得数据体相对于叠后时间偏移数据体,反射波空间归位更准确,绕射波收敛更彻底,构造清晰、自然,波组关系合理,波组特征明显。     

利用多次叠前时间偏移提取精确的偏移速度

提出了一种利用多次叠前时间偏移提取偏移速度模型的方法,以提高成像效果。通过常规的叠前时间偏移速度分析方法,提取出最好的初始速度模型,然后以此速度模型的80%至120%进行扫描,用这些速度模型进行偏移,将得到不同质量的成像剖面,他们有合理的和不合理的。准确的偏移速度可以通过选用正确的速度模型百分比估算出来,可使成像效果得到最显著的提高。此方法用于实际数据,结果证明该方法提取的偏移速度模型非常接近真实的速度。由于无需对不同百分比速度模型重复计算旅行时,多次叠前时间偏移所耗费CPU时间并不多。     

地震资料叠前时间偏移处理在徐庄煤矿西部采区的应用

在构造复杂、速度横向变化不大地区,叠前时间偏移地震资料处理已成为改善成像效果的一种有效手段。影响偏移成像效果有二：一是建立偏移速度场,二是精选偏移参数。在徐庄煤矿西部采区叠前时间偏移处理中,对影响偏移成像质量的三维克希霍夫积分叠前时间偏移参数进行了试验,选取其最佳偏移孔径、拉伸算子、反假频算子等参数。对比叠前时间偏移与叠后时间偏移效果可见,叠前时间偏移比叠后时间偏移具有较高的信噪比和分辨率,其解释的断点、断面清晰,归位准确。     

逆时偏移技术在碳酸盐岩缝-洞储层成像中应用

针对塔里木盆地塔西南地区中-下奥陶统埋藏深度大 (大于 5 000 m)、储层发育规模较小(小尺度溶孔-裂缝为主)的碳 酸盐储层精细成像难题,将基于 GPU 平台的叠前逆时偏移技术应用于研究区 562km2 实际三维地震资料处理中,取得了较好 的成像效果。通过地震剖面、平面相干属性和振幅属性对比分析叠前逆时偏移和传统叠前时间偏移结果表明:对于高陡构 造带成像,逆时偏移成像效果局部好于叠前时间偏移;对于碳酸盐岩内幕“串珠”成像、缝-洞储层刻画方面,逆时偏移 技术占有明显优势。叠前逆时偏移技术有效提高了研究区奥陶系碳酸盐岩缝-洞型储层成像的精度。     

基于模型约束的Kirchhoff积分法叠前深度成像

与时间域偏移方法比较,叠前深度偏移成像方法能够适应剧烈横向速度变化、陡倾角反射的地震资料。本文通过研究Kirchhoff叠前深度偏移方法成像原理,首先建立初始速度模型;然后在初始速度模型中加入了目标地质体--盐丘作为层位,对初始速度模型进行优化,在层位的约束下通过多次迭代计算,对优化前后的两个速度模型求取旅行时差更新初始速度模型;最后利用更新后的初始速度模型进行Kirchhoff积分法叠前成像。叠前时间偏移和模型约束下的Kirchhoff积分法叠前深度偏移成像结果显示,后者成像具有更高的信噪比和分辨率。     

非对称走时克希霍夫叠前时间偏移方法在塔河地区的应用

针对塔河油田"复式"成藏组合所具有的油气圈闭类型复杂、储层厚度薄、构造幅度小、岩性横向变化大和非均质性强等特点,采用非对称走时克希霍夫叠前时间偏移方法进行数据处理。与常规叠后时间偏移和弯曲射线克希霍夫叠前时间偏移相比,非对称走时克希霍夫叠前时间偏移成果剖面绕射波归位合理,断层、断点清晰,不整合面成像及奥陶系内幕碳酸盐缝洞体反射结构更加清楚,横向分辨率进一步提高。     

共散射点道集与角道集串级优化叠前偏移速度分析

推导了基于角度域共成像点道集的叠前深度偏移层析速度分析公式,提出一种共散射点（CSP）道集与角道集串级优化叠前偏移的速度分析方法。该方法通过基于CSP道集的叠前时间偏移速度分析获取初始速度,利用基于角度域共成像点道集（ADCIGs）的叠前深度偏移速度分析进行速度更新。实现步骤概括为：将叠前地震数据映射为CSP道集,利用CSP道集叠加速度谱拾取能量团获取均方根（RMS）速度场;通过Dix公式将RMS速度转换为层速度作为层析的初始输入速度,基于ADCIGs实现叠前深度偏移层析速度反演,最终得到高精度的叠前偏移速度场。断层模型和实际资料试算结果验证了该方法的正确性和有效性。     

应用图形处理器快速计算逆时偏移

逆时偏移是目前精度最高的地震数据叠前深度偏移方法,但高强度的计算需求限制了其在工业生产领域的大规模应用。可编程图形处理器的发展为逆时偏移的快速计算提供了一种新的计算选择。围绕如何在图形处理器上开展逆时偏移计算展开,总结了图形处理器计算的优化关键,并根据逆时偏移的特点着重介绍了两个优化环节：一个是应用随机边界条件,以计算换存储,减少数据在主机和图形处理器间的传输;二是应用共享存储器来存储正演计算的波场,相比全局存储器,提高了数据读取的带宽。应用Marmousi模型数据对经过上述优化后的程序进行了测试,结果表明,图形处理器逆时偏移程序得到了很好的优化,提高了计算效率。     

叠前正演模拟与偏移的网络并行计算

在叠前深度偏移和非零炮检距声波方程正演计算过程中包含了大量的可并行计算的成分。作者在本文中提出叠前正演模拟与偏移的网络并行计算算法，并基于TCP／IP协议，将该算法设计成网络并行处理程序，极大地提高了计算效率。实际运算结果证明，本文提出的并行算法和技术路线是切实可行的。     

GPU通用计算模式在岩土工程中的应用

由于岩土工程地质条件的复杂性及其规模的不断增大,对大规模数值计算速度的要求越来越高。显卡核心单元（GPU）由于其硬件构造特殊,有着并行计算上的独特优势、高速浮点运算性能和超高的内存带宽,可以很好地解决大规模的科学计算速度问题。文中介绍了GPU与CPU的硬件构架差异,总结了多核CPU、工作站等方式发展的局限性及GPU在并行运算方面的优势,详细阐述了GPU各类计算模式的发展特点及其成果,展示了其在坝区渗透特性中随机微分方程加速求解过程中的优越性,探讨了采用GPU进行大规模岩土工程数值计算的应用前景。     

GPU-accelerated iterative solutions for finite element analysis of soil–structure interaction problems

Soil–structure interaction problems are commonly encountered in engineering practice, and the resulting linear systems of equations are difficult to solve due to the significant material stiffness contrast. In this study, a novel partitioned block preconditioner in conjunction with the Krylov subspace iterative method symmetric quasiminimal residual is proposed to solve such linear equations. The performance of these investigated preconditioners is evaluated and compared on both the CPU architecture and the hybrid CPU–graphics processing units (GPU) computing environment. On the hybrid CPU–GPU computing platform, the capability of GPU in parallel implementation and high-intensity floating point operations is exploited to accelerate the iterative solutions, and particular attention is paid to the matrix–vector multiplications involved in the iterative process. Based on a pile-group foundation example and a tunneling example, numerical results show that the partitioned block preconditioners investigated are very efficient for the soil–structure interaction problems. However, their comparative performances may apparently depend on the computer architecture. When the CPU computer architecture is used, the novel partitioned block symmetric successive over-relaxation preconditioner appears to be the most efficient, but when the hybrid CPU–GPU computer architecture is adopted, it is shown that the inexact block diagonal preconditioners embedded with simple diagonal approximation to the soil block outperform the others.     

基于PC机群波动方程叠前深度偏移的并行计算策略

基于波动方程的叠前深度偏移技术是解决复杂地质地貌地区地震成像的一种非常有效的手段,但是在实际应用中面临着数据量巨大和计算量巨大的双重困难.以PC 机集群为硬件环境,以MPI消息传递并行编程环境为并行程序设计平台,研究设计出请求分配作业的主从模式来实现波动方程叠前深度偏移的并行计算,从而解决了动态负载均衡难题,采用的作业登记与分析技术解决了容错处理问题.理论模型数据和实际地震资料测试结果表明:程序运行稳定,并行效率高.对我国东部地区某三维地震数据进行了处理,用请求分配作业的主从模式比平均分配作业的主从模式节省了23.68%的时间.     

基于GPU实现汉克尔变换并行计算

地球物理勘探技术日新月异,地球物理勘探数据的处理和解释对高性能计算机的要求越来越高.相比于地震勘探,重力、磁法、电法勘探中的并行计算研究还都处于起步阶段.基于GPU的并行计算能够提供强大的计算能力和存储器带宽,同时具有良好的可编程性、较低的成本和较短的开发周期.这里实现了瞬变电磁法一维正演计算中汉克尔变换基于GPU的并行计算,比较了汉克尔变换串行算法和并行算法的计算耗时,基于GPU技术的并行计算相比串行计算,获得了很高的加速比.     

Investigation of highly efficient algorithms for solving linear equations in the discontinuous deformation analysis method

Large‐scale engineering computing using the discontinuous deformation analysis (DDA) method is time‐consuming, which hinders the application of the DDA method. The simulation result of a typical numerical example indicates that the linear equation solver is a key factor that affects the efficiency of the DDA method. In this paper, highly efficient algorithms for solving linear equations are investigated, and two modifications of the DDA programme are presented. The first modification is a linear equation solver with high efficiency. The block Jacobi (BJ) iterative method and the block conjugate gradient with Jacobi pre‐processing (Jacobi‐PCG) iterative method are introduced, and the key operations are detailed, including the matrix‐vector product and the diagonal matrix inversion. Another modification consists of a parallel linear equation solver, which is separately constructed based on the multi‐thread and CPU‐GPU heterogeneous platforms with OpenMP and CUDA, respectively. The simulation results from several numerical examples using the modified DDA programme demonstrate that the Jacobi‐PCG is a better iterative method for large‐scale engineering computing and that adoptive parallel strategies can greatly enhance computational efficiency. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

曙光4000A上三维叠前深度偏移并行计算的应用设计

波动方程叠前深度偏移在地震勘探成像处理方面起着不可替代的作用。随着高性能大规模并行计算机技术的发展,波动方程叠前深度偏移计算在地震勘探中的应用有了很大进步。在波动方程叠前深度偏移处理中,庞大的数据规模与海量计算对计算性能提出了很高的要求。曙光4000A超级计算机系统是我国目前峰值速度最快的商用超级计算机系统,无论是硬件平台建设还是应用软件的配置方面,都具有良好的应用性能。基于该系统设计的三维波动方程叠前深度偏移(炮域)PSDM软件,采用动态负载平衡并行计算模式,具有较高的计算效率,高度的可扩展性和可靠性。     

叠前时间偏移在华北地区的应用

从应用的角度较详细地论述了三维叠前克希霍夫时间偏移的过程。在给定合理的偏移孔径下,三维叠前克希霍夫时间偏移利用均方根速度对叠前地震数据进行逐道处理,从而得到准确的归位数据。叠前时间偏移相对叠后时间偏移而言,前者能够进一步提高地下信息的成像质量及归位准确性,信噪比和分辨率也得到了改善,能够满足精细的地震资料的解释。因此,三维叠前克希霍夫时间偏移对于速度变化平缓、地下构造较复杂的地区具有广泛的应用价值。