基于MPI+OpenMP的多层次并行偏移算法研究

根据PC集群的系统特性和叠前深度偏移的理论特点,提出了多层次并行单平方根和双平方根叠前深度偏移算法.从波动方程叠前深度偏移的概念和特征入手,针对单平方根和双平方根波动方程的实现特点,利用PC集群各节点内的每个内核,构建两类多层次并行叠前深度偏移算法.理论模型验证了其正确性,得到了较好的成像效果,不同类型的多层次并行偏移算法计算结果有所差异.多层次并行偏移算法是在实现MPI并行偏移的基础上,对集群各节点内核的充分利用,有利于提升PC集群的计算性能,为叠前深度偏移的实际推广奠定基础.     

波动方程基准面在深层勘探中的应用

考虑到在波场延拓算子的成像效果 ,其运算效率及对复杂地表的适应情况或处理措施下 ,利用波场延拓算子将基准面下移 ,以提高深层复杂地质体的偏移成像效果 .在集成基准面技术和叠前深度偏移基础之上 ,提出了一种不受地表不规则程度和速度函数变化限制的基准面向下延拓方法 .实践证明 ,该方法用于深层复杂地质体的勘探时 ,可以使偏移成像得到更好的效果 ,其运算速度与叠前深度偏移的运算速度相当     

三维叠前深度偏移在复杂构造区的应用

针对复杂构造区,通常应用3D叠前深度偏移。但长期以来这是件可望而不可及的事。近来,随着巨型并行计算机和软件方法的不断发展,使得此项应用成为现实。在较短的处理周期内,我们应用一个实例,利用3D叠前深度偏移处理技术,在估计和验证与逆掩断裂区有关的速度深度-模型方面做了大量的实际工作,并在最后给出了应用效果     

基于惠更斯原理的波动方程共炮点道集地震正演

地震非零炮检距正演模拟技术在叠前地震资料处理和解释中有重要意义.作者利用下行波将震源场延拓到地质介质任意深度,实现单程波动方程模拟叠前正演记录.用单程波动方程法对一个盐丘地质模型生成129个共炮点地震记录,并对所有共炮记录进行叠前深度偏移.在共炮记录中,来自盐丘地质模型的反射波和绕射波十分清晰.叠前深度偏移剖面和盐丘地质模型完全吻合.该方法生成记录质量好且计算效率高,并且叠前正演记录没有多次波、直达波和其他干扰波.     

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偏移叠加,提高三维构造形态清晰度。该方法属全波动方程偏移,具有成像精度高,对模型适应性强的特点     

叠前深度偏移技术在煤田岩浆岩侵入区构造成像中的应用

煤田深部地层由于岩浆岩侵入导致煤层下覆地层结构复杂,同时勘探区内地表存在村庄等障碍物,施工中无法使用规则观测系统进行数据采集,叠后和叠前时间偏移都无法确保成像的精度和正确性,导致煤田地质和地震解释工作者对井田整体构造以及岩浆侵入区构造认识不清,进而无法有效保障煤田正常的安全生产。为了有效解决这一问题,文中在处理解释一体化的思想指导下,结合地质、测井和钻井等资料,按照叠后时间域、叠前时间域以及叠前深度域的速度迭代求取和建模步骤,精确求取地层速度,使用Kirchhoff叠前深度偏移方法,完成构造成像研究。最终结果使得深部构造和岩浆岩侵入区地层接触关系更加清晰,对于揭示煤田整体构造,特别是深部岩浆岩侵入区翼部陡倾地层的构造成像有了较大的提升。为煤田地质工作者对井田岩浆岩侵入区构造的正确认识打下坚实的基础。本研究认为,在煤田复杂构造地区开展叠前深度偏移研究,对改善和提高岩浆岩侵入区的构造成像是一条有效途径。     

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.     

变质岩潜山地震资料处理方法探讨

辽河油田潜山经过四十余年的勘探,成果丰硕。在不断获得勘探重大发现,获取规模储量的同时,也不断完善了潜山勘探理论及相应的配套勘探技术系列。特别是近年来辽河油田提出了变质岩潜山内幕成藏勘探理论,并以此为指导在兴隆台~马圈子潜山带深层潜山和潜山深部获得重要突破,整体上报探明石油地质储量1.27亿吨,为辽河油田的增储稳产做出了巨大的贡献。辽河坳陷中央凸起潜山带具有较好的石油地质条件,钻探的赵古1已获重大发现,赵古2井显示存在变质岩内幕油藏,预示中央凸起变质岩潜山内幕油藏勘探拥有很好的前景。但变质岩潜山内幕结构、构造识别划分是关键点也是难点,加之中央凸起潜山内幕地震资料品质较差,这就需要在地震资料处理上有相应的配套处理方法,本文以中央潜山带为例针对变质岩潜山进行地震资料处理并且研究出配套处理方法。辽河坳陷中央潜山带地质情况复杂,潜山带及其两侧断裂附近横向速度突变,潜山内幕信噪比低,成像较差。为了理清断层位置,搞清潜山与东西两侧凹陷接触关系,提高潜山内幕成像质量,我们对辽河坳陷中央潜山带资料进行了叠前深度偏移处理和研究。本文首先介绍了克希霍夫叠前深度偏移的方法原理,进而阐述了建立精确速度-深度模型的思路和实施方法,并利用该速度模型进行了克希霍夫深度偏移和逆时偏移两种方法的成像运算,最后将叠前深度偏移成果与叠前时间偏移成果进行比较。深度偏移技术可以有效解决潜山及两侧断裂附近速度横向突变问题,使地下构造成像更加合理,同时信噪比和保真保幅方面也有所提高。     

扩展的局部Born近似的广义屏算子分析

三维叠前深度偏移广泛地应用于地下复杂地质体成像。当前工作量较大的三维成像问题一般采用基于射线追踪的克希霍夫积分方法,但该方法在处理复杂构造不足。虽然基于有限差分方法的全方程逆时偏移对存在剧烈横向速度变化的非均匀介质也具有非常好的成像精度,但是,把该方法应用于三维叠前深度偏移需要花费较多的机时和巨大的计算机内存容量;这些要求在目前是不现实的。为了寻求一种既方便快捷又准确可靠的叠前深度偏移方法,于是扩展的局部Born近似的广义屏算子在速度场中等程度横向变化情况下,能较准确地描述地震波场的传播过程,对较复杂的地质构造具有较好的成像效果。且该算子具有稳定、高效的优点。不过扩展的局部Born近似的广义屏算子是条件稳定的。但从稳定性和计算效率角度看,该偏移算子可用于目前复杂地质体叠前深度偏移初期处理。     

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．     

并行遗传算法的迁移策略对K-中心聚类的影响

分析了并行遗传算法的主从并行模型、粗粒度并行模型和细粒度并行模型等3种并行模型;重点对粗粒度并行遗传算法的异步迁移策略和同步迁移策略进行了比较研究,以K-中心聚类作为实验背景,说明不同的迁移策略对K-中心聚类的效果有一定影响,并得出了异步迁移策略的性能和聚类效果优于同步迁移策略的性能和聚类效果。     

运移聚集并行数值模拟软件系统

为了重建油气盆地的运移聚集演化史,开发了盆地多层油资源运移聚集并行计算数值模拟软件系统,提出了全新的多层油资源运移聚集史数学模型,构造了新的精细并行修正迎风分数步迭代格式,并行算法,并行程序设计,采用交替方向网格剖分的方法,该软件已成功地用于东营凹陷、胜利油田滩海地区的油资源评价,取得了良好的应用效果.     

乌北南二段输导层油气运移优势路径演化研究

根据输导层内油气运移优势路径的形态特征,将油气运移优势路径划分为汇聚型、发散型和平行型3种形式。通过乌尔逊凹陷北部南二段输导层特征分析,在古埋深恢复的基础上,利用油气运移优势路径研究原理和方法对乌尔逊凹陷北部南二段输导层各地质时期的油气运移优势路径进行了研究。得到该区各地质时期南二段输导层油气运移优势路径的分布具有相似特征,主要有5个汇聚区,以苏1井、苏21井和乌8井汇聚区油气运移优势路径密度大,苏21井汇聚区位于生烃灶的边部,苏1井和乌8井汇聚区位于生烃灶内,有利于油气的运聚成藏。西部两个汇聚区油气运移优势路径密度小,且位于生烃灶之外,不利于油气聚集成藏。该区目前的工业油气流井不是分布在油气运移优势路径的汇聚点处,就是在其优势路径上,这是该区南二段油气成藏的重要条件。     

塔里木盆地乌什凹陷—温宿凸起油气运聚过程模拟实验研究

为了研究乌什凹陷—温宿凸起构造的油气运聚过程,预测有利的油气分布区,本文以过乌参1井剖面为地质模型,并结合该区的地质特征建立油气运移过程物理模拟的二维实验模型.模拟实验揭示:温宿凸起是油气运聚的目标指向区,断层在油气运聚过程中起着重要的作用;在驱动力相同的情况下,高渗透性砂岩层易于成为油气运移的运载层及有利储集层;泄压区是油气运移的指向区,在温宿凸起北部边界出现的变质岩分布带,有可能成为油气运移的屏障,寻找油气时应该避开,有断层沟通的潜山及砂体才是最有利的油气聚集区.     

The sedimentary structure of linear sand dunes

Linear sand dunes--dunes that extend parallel to each other rather than in star-like or crescentic forms--are the most abundant type of desert sand dune. But because their development and their internal structure are poorly understood, they are rarely recognized in the rock record. Models of linear dune development have not been able to take into account the sub-surface structure of existing dunes, but have relied instead either on the extrapolation of short-term measurements of winds and sediment transport or on observations of near-surface internal sedimentary structures. From such studies, it has not been clear if linear dunes can migrate laterally. Here we present images produced by ground penetrating radar showing the three-dimensional sedimentary structure of a linear dune in the Namib sand sea, where some of the world's largest linear dunes are situated. These profiles show clear evidence for lateral migration in a linear dune. Moreover, the migration of a sinuous crest-line along the dune produces divergent sets of cross-stratification, which can become stacked as the dune height increases, and large linear dunes can support superimposed dunes that produce stacked sets of trough cross-stratification. These clear structural signatures of linear dunes should facilitate their recognition in geological records.     

基于含拓扑剖面的三维地质建模

提出了一种通过引入剖面中空间要素（多边形－弧段－结点）之间的拓扑关系（邻接、关联 和包含）来生成基于边界表达的三维地质模型的方法。该方法特别适合于剖面中有多个相互 连接的地质体单元的多体建模,而该情况在三维地质建模中比较常见。同时,该方法中使用 的剖面不要求共面或者平行,拓扑信息包含于生成的三维模型中。而且,在用户少量干预的 情况下,结合地质知识,该方法可以建立绝大多数复杂地质模型。基于该方法,开发了一个 三维地质建模与可视化系统,并成功应用到北京市奥运场区的三维地质建模中,结果表明该 方法具有建立实际复杂三维地质模型的能力。     

基于岩体单裂隙的CO2地质封存中迁移速度数值试验敏感性分析

研究地质封存中的CO2迁移规律对选址与设计具有重要意义。基于计算流体动力学有限元软件CFDesign,开展CO2迁移速度的敏感性分析。运用正交设计理论,分别选取岩体结构面粗糙度系数JRC(joint roughness coefficient)、岩体结构面吻合度JMC(joint match coefficient)和岩体结构面张开度e(aperture)三个因素,每种因素具有三种试验水平,以平均迁移速度为评价指标,模拟9种工况下的数值试验。结果显示:1CO2迁移速度对结构面吻合度JMC最为敏感,两者之间呈现出很强的正比关系;2CO2迁移速度对结构面张开度e的敏感性次之,两者之间同样具有较强的正比关系;3CO2迁移速度对结构面粗糙度系数JRC的敏感性最差,呈现出反比关系。     

机群上DSM和消息传递方法的集成

在并行分布式计算领域中,基于NOW(Network of Workstation)的分布式共享存储器(DSM:Distributed Shared Memory)系统越来越受到人们的青睐.然而,要想在这种系统上获得较好的可编程性和性能,则需要系统支持细颗粒度的并行性,并且简化编程.我们设计了一个并行分布式系统,该系统由六台SUN Sparc上作站通过10M以太网组成,外加基于线程的MPI运行库和自定义的DSM-C程序设计语言,同时用软件方法实现Cache一致性.所有这些构成了一个较好的并行程序设计环境     

三维空间平行断面法可视化动态储量估算

 传统储量估算方法具有操作性简单、易于地质人员掌握的优点,但其储量估算工作可视化程度低、缺乏立体感、估算精度较低;而地质统计学很难适应中国矿产种类较多、类型复杂、形态呈现多样化的矿床特征。因此提出一种新的思路：以平行断面法为切入点,借助三维软件,利用真实三维地质模型取代简单抽象的二维规则几何体,实现矿体在真三维环境下的体积获取模式,科学、精准地获取矿体资源储量。经实际矿山应用对比表明：三维空间平行断面法有效地改善了储量估算模式,一定程度上提高了可视化程度,可达到快速获取高精度矿体储量的目的。     

ELRF深度偏移及其改进算法

ELRF深度偏移基于标量波动方程和Rytov近似方法,具有速度快、精度高等优点,是复杂构造偏移成像的有效手段之一.作者在引入该方法的基础上,针对复杂构造的偏移成像工作的特点,提出一种改进的ELRF深度偏移算法,提高了偏移方法对复杂构造的适应能力.经CX地区的实际资料处理结果表明该方法是解决某些复杂构造资料偏移成像问题的有效手段之一.