GPU叠前时间偏移处理在麦捷煤矿的应用

在构造复杂、速度横向变化不大地区,叠前时间偏移处理已成为改善成像效果的一种有效手段。GPU／CPU协同并行地震资料处理系统．它集GPU硬件的多处理器优势及先进的地震处理算法于一体。GPU叠前时间偏移处理包含的模块有GETOFFSETGROUPPARAM、SEND、CACULATION等。在模块参数中选取偏移网格、最佳偏移孔径、拉伸算子、反假频算子、倾角等。对比GPU叠前时间偏移与叠后时间偏移效果可见．GPU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,成像效果明显、陷落点反映清晰,解释的陷落柱边界准确．     

叠前时间偏移处理技术在煤田采区地震勘探中的应用

随着计算机技术的迅猛发展,尤其是高性能PC机群的出现,叠前时间偏移处理技术作为常规偏移成像处理手段得到广泛应用,成为改善构造复杂地区地震资料成像效果的一种有效处理手段。我院在2005年引进了具有64个CPU的PC-CLUSTER计算机系统,使用CGG叠前时间偏移技术(KIRCHHOFF积分法)。其优点是速度分析快捷,运算效率高,适应能力强。通过最近几年对煤田实际资料处理,表明叠前时间偏移处理技术可明显提高地震资料的成像精度,显示出其在构造复杂区优越性,较好地解决了实际问题。     

叠前时间偏移成像处理技术在古龙断陷应用研究

古龙断陷位于松辽盆地西部断陷区,中浅层采集地震资料在深层反射能量弱、信噪比低,深层偏移距不够,造成深层成像困难,导致基底结构和地层分布特征认识不清,难以满足深层勘探。为此,我们开展了叠前时间偏移处理技术研究,本文在克希霍夫叠前时间偏移原理以及偏移速度模型精确建立方法的基础上,通过高密度自动速度分析、叠前时间偏移孔径试验及偏移距分组实验,讨论了影响叠前时间偏移成像效果的因素,选择合理的处理参数,对本区资料进行了处理。处理结果表明,与老剖面相比,新剖面深层的成像效果好。     

VTI介质三维VSP多波联合叠前AVA岩性参数反演方法及应用

三维三分量(3D 3C) VSP属于地下地震勘探方法,三维三分量VSP地震资料合有深度和丰富的地层岩性信息,有地面地震不可比拟的优势.为了发挥和应用三维三分量VSP资料的优势,提高油气勘探的成功率,需要反演出准确的岩性及弹性参数,用于精确预测储层、识别流体性质.以各向异性介质(VTI)弹性波传播理论为基础,研究多波精确振幅特征方程(AVA),并在此基础上建立了三维各向异性介质VSP多波联合叠前AVA反演岩性参数理论和方法.该方法利用对3D 3C VSP资料处理的NMO道集,直接反演地层纵波速度、横波速度、密度及2个各向异性系数,在此基础上可进一步计算得到地层的弹性参数,这些参数对岩性及流体识别有重要作用.这套纵横波联合叠前反演方法适应直井及斜井3D 3C VSP资料,并经实际斜井3D 3C VSP资料处理,得到了与实际储层吻合的反演结果,证明了该方法的正确性和有效性.     

叠前深度偏移技术的应用

在处理深层断裂带资料时,首先要做好数据准备阶段,包括建立合理的浮动基准面;解决静校正问题;做好叠前去噪和叠前保幅工作。时间域处理工作的好坏严重影响叠前深度偏移处理的效果。通过叠前深度偏移处理,对深层断裂带的准确成像问题取得了明显的效果,为油田的精细化勘探发挥了积极作用。     

基于GPU/CPU协同并行计算的叠前时间偏移技术在煤炭地震数据处理中的应用

随着计算机技术的飞速发展,在高性能计算方面出现了一项全新的具有革命性的技术：GPU/CPU协同并行计算。中国煤炭地球物理勘探研究院引进了恒泰爱普公司基于GPU/CPU协同并行计算的叠前时间偏移软件,将其纳入常规煤炭地震数据处理流程,满足了生产需要。实际应用效果表明：此偏移技术经济成本低,运算速度快,地震资料处理效果明显提高。     

高精度叠前时间域速度分析方法研究及应用

以水平层状为假设的常规速度分析和倾角时差校正都不能很好地解决倾斜地层反射点弥散问题,而高精度共散射点道集速度分析方法则可以很好地解决。研究优于常规方法的椭圆展开共反射点叠加速度分析方法,用它获得的速度场作为高精度共散射点道集速度分析方法的初始输入。同时,研究等价偏移距单平方根旅行时方程的推导,以及共散射点道集的提取过程及基于共散射点道集的速度分析方法与叠前时间偏移。通过两种方法的组合,从模型和实际资料的试算可以看出速度谱精度得到提高,获取得到高精度速度场,并且获取叠前时间偏移剖面的效率得到提高。     

在频率波数域实现三维叠前深度偏移

叠前深度偏移是理想的改善复杂地区和强横向速度变化的地震资料成像技术,对于复杂变速介质成像,常用的时间域成像方法已不能满足实际需要,必须借助于深度域成像方法,特别是三维地震叠前深度偏移方法.推导了三维叠前深度波场延拓算子公式,指出其实质含义,并通过模型测试进行了验证,介绍了一种三维叠前深度偏移的实现方法,最后进行了偏移算子的误差分析.理论分析与实例计算表明,该计算方法是合理和有效的.     

Kirchhoff积分法与快速步进算法（FMM）叠前深度偏移成像方法研究

Kirchhoff积分法速度快、适应性好,是目前石油勘探界使用最为普遍的叠前深度偏移技术,该算法需要快速稳定的旅行时求取方法.快速步进算法(Fast Matching Method)是建立在程函方程基础上的旅行时计算方法,它具有速度快、无条件稳定、可以适应复杂地质模型的特点.将快速步进算法(FMM)进行射线追踪所得到的旅行时,运用于对地震数据进行的Kirchhoff叠前深度偏移中.实验结果表明,Kirchhoff积分法与快速步进算法的结合是成功的,提高了偏移的速度,偏移结果良好.     

非零偏移距DSR叠前深度偏移

提出了非零偏移距域双平方根算子的叠前深度偏移法,该方法根据不同速度模型,通过精确正演模型数据,利用双平方根方程进行偏移,实现了偏移成像和动力学特性研究。研究认为：采用中点-半偏移距域的双平方根算子的叠前深度偏移方法,能够适应横向速度变化,具有精度高、无频散、背景噪声弱、耗时短等优点。对岩性油气藏勘探有重要意义。     

基于多GPU的三维Kirchhoff积分法体偏移

提出3种策略挖掘三维Kirchhoff积分法体偏移在众核GPU(图形处理器)上的并行性.首先,使用数据传输线程和GPU计算线程构造流水线并行框架,基于此框架直接实现异步输入输出(I/O)以减少GPU和网络存储之间数据传输所需的时间;其次,使用GPU的线程满载策略以使指令吞吐量最大化;最后,应用纹理缓存和常量缓存来减少片外存储器访问,并使用固定功能单元计算超越函数.实验结果表明:相比于IntelXeon E5430CPU上的算法串行版本,在nVidia Tesla C1060GPU上的优化算法实现了约20倍的加速比.比较了算法在3种不同GPU架构上的性能,并给出了CPU与GPU结果在0.5×10-4误差限下仅0.3×10-5的浮点数绝对误差.     

起伏地表有限元叠前逆时偏移完全匹配层

在地震波传播的数值模拟中,用有限区域代替求解无限区域地震波传播规律是一种有效手段。目前完全匹配层吸收边界条件是边界吸收最好的选择。通常正演模拟不考虑自由表面吸收条件,但在逆时偏移中,地表反射的存在会引起假的同相轴。推导了位移形式的有限元二阶声波方程的完全匹配层吸收边界条件公式,并应用于起伏地表声波方程有限元数值模拟与逆时偏移成像;通过数值分析并与传统的Clayton-Engquist吸收边界条件做了比较。计算结果表明,方法取得了理想的边界吸收效果,可以消除起伏地表反射引起的假同相轴。     

基于叠前逆时偏移技术的Lamb波多损伤探测

通过地球物理勘探中的偏移技术解释波场后向散射和损伤成像,被证明是一种探测板式结构中多重损伤成像与探测的有效方法.集驱动、传感一体化方法可以用来激发和接受低阶反对称Lamb波.这种方法利用二维有限差分法模拟反射波和进行叠前偏移操作,并由Mindlin板理论的解析解验证数值计算的精确度.对于基于射线追踪概念的时间激励成像条件也被运用到损伤探测中.用叠前逆时偏移技术将损伤反射能量传播回来,同时对偏移后承受横向变形的板进行照相.这样损伤的位置、尺寸以及严重程度可以直观地展示出来.数值算例显示多重损伤可以被有效地探测到,并且损伤成像与目标损伤的特征密切相关.     

基于虚拟偏移距方法的转换波保幅叠前偏移

以单程波方程为基础推导转换波保幅的虚拟偏移距(POM)方法的权函数,在POM道集映射过程中直接实现保幅.保幅的POM叠前偏移方法不但简化了转换波的处理流程,提高了覆盖次数和信噪比,而且在偏移过程中体现出来了对振幅的定量分析.结果表明,无论是水平层还是大倾角地层转换波的POM法都能使构造进行准确成像,并且使偏移后的振幅体现反射系数的信息.     

波动方程保幅叠前深度偏移与AVO响应

从全声波方程出发,基于严格的解耦理论进行单程波保幅分解,得到直观、高效率的直接面对地震波传播波场的压力分量进行延拓的单程波动方程;按照叠前深度偏移方法中的波场双重向下延拓理论实现共炮域公式到CMP(共中心点)域公式的转换,推导出由双平方根方程定义的保幅单程波动方程,从而将振幅误差补偿作为偏移的一部分在偏移过程中实现,使得地震成像在给出正确位置的同时也给出真实振幅.在此基础上获得的CRP(共反射点)道集在保证真实振幅的前提下,有效解决了绕射波干涉、反射点弥散、与倾角有关的NMO等问题,使AVO响应更加清晰,提高了AVO资料的分析精度.     

基于最优Born近似的叠前深度偏移方法

波动方程法中的叠前深度偏移是实现复杂构造和岩性地震成像的关键技术。其中 ,广义屏法是近几年发展起来的一种新方法 ,它基于散射理论、屏近似和一般Born近似 ,具有较高的精度和效率 ,是条件稳定的。为了提高算法的稳定性 ,提出了基于最优Born近似的叠前深度偏移方法。即对散射波场成像所使用的介质速度横向扰动公式不做任何近似 ,并且采用与两个延拓深度层中间位置处的地震波场最接近的波场代替层间的平均波场 ,而不是用上一延拓层处的地震波场代替层间的平均波场。模型试算结果表明 ,最优Born近似法对复杂地质体具有较强的适应性 ,在保证计算效率和成像精度的前提下 ,明显提高了算法的稳定性。     

基于最优Born近似的叠前深度偏移方法

波动方程法中的叠前深度偏移是实现复杂构造和岩性地震成像的关键技术。其中，广义屏法是近几年发展起来的一种新方法，它基于散射理论、屏近似和一般Born近似，具有较高的精度和效率，是条件稳定的。为了提高算法的稳定性，提出了基于最优Born近似的叠前深度偏移方法。即对散射波场成像所使用的介质速度横向扰动公式不做任何近似，并且采用与两个延拓深度层中间位置处的地震波场最接近的波场代替层间的平均波场，而不是用上一延拓层处的地震波场代替层间的平均波场。模型试算结果表明，最优Born近似法对复杂地质体具有较强的适应性，在保证计算效率和成像精度的前提下，明显提高了算法的稳定性。     

弹性波叠前逆时深度偏移技术及其应用

研究了二维各向同性介质中两分量记录的基于弹性波标量波动方程的叠前逆时深度偏移方法.从弹性波波动方程出发,推导各向同性介质中弹性波逆时深度偏移技术中相关算法,并探讨其中有关问题的解决方案,实现二维多分量资料的叠前逆时深度偏移,最后进行模型试算和实际资料试处理.结果表明,叠前逆时深度偏移方法不受地层倾角限制,较适用于高陡构造地区或介质横向速度变化较大地区的多分量地震资料处理.