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。     

叠前逆时深度偏移技术在江苏高陡构造地区的应用

叠前深度逆时偏移技术是一种基于精确波动方程的偏移技术,不受地下倾角和介质横向速度变化的影响。江苏油田苏北盆地地下地质构造复杂,断裂系统发育,用常归Kirchhoff叠前深度偏移技术很难准确成像,针对此实际情况,对陈堡三维进行了叠前逆时深度偏移处理,结果表明,在高陡倾角处断面成像上,叠前逆时深度偏移剖面较Kirchhoff叠前深度偏移剖面的品质有很大提高,断面清晰,断层归位准确,为后续解释工作打下了良好的基础。     

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。     

井间地震高斯束叠前深度偏移成像方法

井间地震成像技术在解决复杂构造、油藏描述等方面具有较高的成像精度。高斯束偏移成像方法兼具Kirchhoff积分偏移的灵活性以及波动方程偏移的精确性,不仅计算速度快,并且运算精度高。在地面地震高斯束叠前深度偏移成像方法研究的基础上,首次将其应用于井间地震资料成像。针对井间理论模型试算,同井间地震波动方程逆时偏成像方法相比,井间地震高斯束叠前深度偏移方法成像精确,计算效率高。将该方法应用在某海上油田井间地震资料成像中,这里所研究的井间地震高斯束叠前深度偏移成像方法的成像结果,比海上三维地震剖面具有更高的分辨率,解决了海上三维地震分辨率不足的难题,可为油气田目的层微小构造识别提供有利依据,具有较好的应用前景。     

相移加校正变范围三维叠前深度偏移

理论和实践证明,三维叠前深度偏移是目前最精确的地震波场为成像方法,该文在二维叠前深度偏移及偏移速度模型建立方法研究的基础上,进一步研究了变范围三维叠前深度偏移叠加方法和软件,用三维相移加校正方法在炮集上实现三维叠前深度偏移,并根据三维速度模型构造形态,自动确定偏移后成像孔径进行变范围移叠加,提高三维构造形态清晰度。该方法属全波方程偏移,具有成像精度高,对模型适应性强的特点。     

几种叠前深度偏移技术效果的对比

在回顾叠前深度偏移发展历程的基础上,概述了当前几类叠前深度偏移方法:克希霍夫积分法、波动方程法、逆时偏移。在分析叠前深度偏移的波场成像方法、适用性、近地表条件敏感性及存在问题的基础上,对比偏移剖面,比较不同偏移方法的成像效果,指出叠前深度偏移的发展方向,为以后的叠前深度偏移的研究提供参考建议。     

合成平面波数据的Rytov近似叠前深度偏移

作者把Berkhout(1992)提出的合成平面波技术应用于线性Rytov近似叠前深度偏移，提高了波动方程叠前深度偏移的计算效率。通过在Marmousi模型数据试验，我们认为在达到基本相同成像效果的条件下，利用合成平面波技术的波动方程叠前深度偏移相对于基本共炮集数据的波动方程叠前深度偏移可提高计算效率约10倍。     

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.     

波动方程叠前深度偏移的GPU技术

偏移成像是地震资料处理流程中重要的一环,目前工业界所采用的方法是克希霍夫时间偏移,该方法的优点在于计算效率高,模型易于获取。但因其基于高频近似,难以适应多次到达,欠照明影响及横向变速剧烈的地质情况。波动方程叠前深度偏移则能较好地解决这些问题,但其计算成本远高于克希霍夫偏移方法,这也成为其在实际生产应用中的瓶颈之一。这里将利用GPU技术,研究波动方程叠前深度偏移的高性能计算方法,使之能够满足生产中海量数据处理的需要。     

波动方程角度域共成像道集

针对基于波场深度递推的波动方程叠前深度偏移成像方法难以准确地给出如Kirchhoff积分叠前深度偏移成像方法的偏移距域共成像道集的不足,在分析研究现有的各种波动方程偏移成像共成像道集方法的基础上,利用波场外推的单平方根算子和波场的窗口Fourier框架展开与重构方法,提出一种局部角度域共成像道集方法——成像点处反射角共成像道集方法.把这种角度域共成像道集方法应用于国际标准的Marmousi模型数据和一条实际二维地震数据都取得了理想的结果.提出的波动方程反射角度域共成像道集方法可为进一步的叠前偏移数据振幅随角度变化分析和偏移速度分析工作提供基础.     

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。     

黏滞声波高斯束叠前深度偏移

高斯束偏移不仅具有接近于波动方程偏移的成像精度,而且保留了Kirchhoff 积分法高效、灵活的优点,可以对复杂介质准确成像。由于实际地下介质具有黏滞性,因此研究黏滞声波叠前深度偏移具有一定的现实意义。笔者采用高斯束偏移方法对地震数据进行吸收衰减补偿。首先给出共炮域高斯束叠前深度偏移原理;然后在此基础上推导补偿吸收衰减的表达式,校正品质因子Q引起的振幅衰减和相位畸变,实现基于吸收衰减补偿的高斯束叠前深度偏移;最后用两层模型和气云模型对偏移方法进行了测试。结果表明,在考虑地下介质的黏滞性时,黏滞声波高斯束叠前深度偏移比声波高斯束叠前深度偏移具有更高的成像分辨率。     

速度模型误差给叠前深度偏移成像带来的假象

这里借助简单地质模型数值模拟的地震记录,采用分步傅立叶方法进行叠前深度偏移,给出了几种误差速度模型给偏移成像带来的影响。波动方程叠前深度偏移目前是解决地质复杂地区地震成像的一种有效手段,但是速度模型的精确程度,直接影响着成像结果的可信度。局部速度误差影响成像质量,而区域速度误差不仅影响成像质量,更重要的是影响成像的构造形态。所以在应用偏移成果时,一定要根据速度模型的可靠程度进行谨慎解释。     

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。