專利名稱：一種基于gpu小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維地震數(shù)據(jù)疊前深度偏移成像技術(shù)，具體的說(shuō)是一種針對(duì)復(fù)雜構(gòu)造三維疊前深度偏移成像，實(shí)現(xiàn)了基于雙程波方程的逆時(shí)偏移方法，可使回轉(zhuǎn)波和大角度反射波準(zhǔn)確成像。
背景技術(shù)：
在復(fù)雜構(gòu)造情況下，疊前深度偏移技術(shù)是必不可少的重要工具。使用雙程波方程的逆時(shí)偏移方法可以使回轉(zhuǎn)波和反射波同時(shí)成像，成像角度不受限制，振幅準(zhǔn)確。逆時(shí)偏移的缺點(diǎn)是計(jì)算量較大，但隨著近年來(lái)并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，利用GPU的并行計(jì)算技術(shù)可實(shí)現(xiàn)三維疊前逆時(shí)偏移，在技術(shù)的理論和計(jì)算硬件方面都成為了可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種針對(duì)復(fù)雜構(gòu)造，可使回轉(zhuǎn)波和大角度反射波準(zhǔn)確成像的基于雙程波方程的疊前深度逆時(shí)偏移方法。本發(fā)明的基于GPU小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法，創(chuàng)新點(diǎn)主要有如下五點(diǎn)(1)依據(jù)復(fù)雜構(gòu)造的特點(diǎn)，利用了拉普拉斯成像條件，有效地壓制了傳統(tǒng)互相關(guān)成像產(chǎn)生的低頻噪聲；(2)讀取疊前地震道集數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于GPU運(yùn)算緩存中；(3)在求解波動(dòng)方程時(shí)使用了交錯(cuò)網(wǎng)格的高階差分技術(shù)，有效地壓制了頻散；(4)使用檢查點(diǎn)方法，顯著地減少了磁盤的使用量和數(shù)據(jù)交換量，提高了整體的運(yùn)行速度；(5)很好地實(shí)現(xiàn)了大角度和回轉(zhuǎn)波地震數(shù)據(jù)的疊前三維深度逆時(shí)偏移成像。本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)原理如下⑴波動(dòng)方程
Γ π d2u ,’2f d2u d2u d2u^、τη /、—F =+ + ..........萬(wàn)程(1)
dt^Sjt dy dz \方程(1)的有限差分近似形式un+1 = 2un-un^+At2C2L(un)其中L是拉普拉斯算子的差分近似。本發(fā)明使用的是高階交錯(cuò)網(wǎng)格近似形式。(2)逆時(shí)偏移需要保存震源波場(chǎng)，對(duì)于三維工區(qū)存儲(chǔ)量十分龐大，通常以Tb計(jì)量。 本發(fā)明使用檢查點(diǎn)方法，按照某種特殊形式保存震源波場(chǎng)，在使用震源波場(chǎng)時(shí)，由存儲(chǔ)的震源波場(chǎng)重新計(jì)算出符合條件的新震源波場(chǎng)，從而顯著地減少了存儲(chǔ)量。(3)逆時(shí)偏移時(shí)，如果使用通常的互相關(guān)成像準(zhǔn)則，容易出項(xiàng)大量的低頻噪聲。為了克服這一問(wèn)題，本發(fā)明使用了一種新的拉普拉斯成像條件。
/2(|’ 義’之)=Σ six'夂 z，mix, r, Ζ, t)，互相關(guān)成像條件
t/X(x, y,z) = G V2Z0，新的成像條件其中V2是拉普拉斯算子，G是高斯濾波。


圖1-圖3是本發(fā)明在BP模型中的疊前逆時(shí)深度偏移成像結(jié)果，圖1是大角度(近垂直)反射面部分的成像結(jié)果，圖2是回轉(zhuǎn)波部分的成像結(jié)果，圖3是隱含的斷面部分的成
像結(jié)果。圖4是本發(fā)明在著名的SEG-MARM0USI模型上的成像結(jié)果，大角度斷面清晰成像。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的基于GPU小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法，其具體實(shí)施方式
為(1)讀取疊前地震道集數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于GPU運(yùn)算緩存中；(2)給出震源記錄，求解波動(dòng)方程；(3)算出正演波場(chǎng)，采用檢查點(diǎn)方法存儲(chǔ)在磁盤陣列上；(4)將地震記錄逆時(shí)排列；(5)計(jì)算出逆時(shí)傳播的接收點(diǎn)波場(chǎng)；(6)對(duì)已計(jì)算出的正演波場(chǎng)和接收點(diǎn)波場(chǎng)，應(yīng)用新的拉普拉斯成像條件，獲得復(fù)雜構(gòu)造最終的三維地震疊前逆時(shí)深度偏移成像結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種基于GPU小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法，其特征在于，具體步驟包括1)、給出震源記錄，求解波動(dòng)方程，算出正演波場(chǎng)，并壓縮存儲(chǔ)在硬盤中；2)、將地震記錄逆時(shí)排列，算出逆時(shí)傳播的接收點(diǎn)波場(chǎng)；3)、對(duì)已計(jì)算的正演波場(chǎng)和接收點(diǎn)波場(chǎng)，應(yīng)用成像條件，獲得最終地震成像結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPU小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法，利用了拉普拉斯成像條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPU小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法，使用交錯(cuò)網(wǎng)格的高階差分技術(shù)求解波動(dòng)方程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPU小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法使用檢查點(diǎn)方法。
全文摘要
一種基于GPU小存儲(chǔ)量交錯(cuò)網(wǎng)格三維地震疊前逆時(shí)偏移成像方法，是一種針對(duì)復(fù)雜構(gòu)造三維疊前深度偏移成像的十分重要技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了基于雙程波方程的逆時(shí)偏移方法，可使回轉(zhuǎn)波和大角度反射波準(zhǔn)確成像，同時(shí)解決了該方法計(jì)算量較大難題。利用基于GPU硬件的并行計(jì)算技術(shù)和交錯(cuò)網(wǎng)格差分格式、檢查點(diǎn)存儲(chǔ)等技術(shù)，依托拉普拉斯成像條件，實(shí)現(xiàn)了三維地震數(shù)據(jù)疊前逆時(shí)偏移成像，極大地縮短了計(jì)算時(shí)間，計(jì)算效率提高了數(shù)百倍，成像精度得到了顯著的提高。
文檔編號(hào)G01V1/36GK102269820SQ20101018832
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者周錦明, 孫沛勇 申請(qǐng)人:潛能恒信能源技術(shù)股份有限公司