本公開屬于微地震監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種微地震震源掃描的定位加速方法和裝置。

背景技術(shù)：

微地震監(jiān)測過程中，如何精準、實時的反演出微地震源的位置對生產(chǎn)應(yīng)用起關(guān)鍵作用。震源位置反演就是利用檢波器收集的地震波信息確定事件發(fā)生位置，即確定壓裂導致的裂點坐標，進而確定壓裂形成的裂縫延伸到角度和長度。

震源掃描算法(Source-Scanning Algorithm，SSA)是震源定位方法中應(yīng)用比較廣泛的一種方法，這種方法不需要預(yù)先知道斷層信息，就能利用波形數(shù)據(jù)系統(tǒng)地掃描設(shè)定的時間及位置是否有震源以發(fā)現(xiàn)整個震源序列分布，對波形速度模型的抗干擾能力強，同時由于掃描過程不需要人為干預(yù)，能保證結(jié)果的客觀性和準確性。

然而發(fā)明人意識到，隨著勘探的深入遇到的問題越來越復雜，實際生產(chǎn)應(yīng)用的數(shù)據(jù)規(guī)模也隨之增加，為了不斷適應(yīng)這種變化，復雜性和計算量成指數(shù)性增加。但現(xiàn)場壓裂對壓裂效果的實時性需求卻越來越高，為了能快速的給出定位結(jié)果，需要一種能在保證定位準確性基礎(chǔ)上快速得到定位結(jié)果的方法。

由于微地震監(jiān)測在近年才有較多機會應(yīng)用于實際生產(chǎn)項目，目前研究人員主要側(cè)重于方法準確性的研究，很多研究并沒有考慮到實際生產(chǎn)過程對實時性的需求，所以目前缺少對微地震震源掃描定位加速的相關(guān)研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種微地震震源 掃描的定位加速方法，將微地震震源掃描利用并行方法進行實現(xiàn)，在保證定位準確度的同時又能提升定位速度，以達到微地震現(xiàn)場監(jiān)測實時性的需求。

一方面，提出了一種微地震震源掃描的定位加速方法，該方法包括：拾取經(jīng)過校正的微地震事件的采樣點；針對每個采樣點創(chuàng)建震源掃描邏輯任務(wù)類；并行執(zhí)行各個震源掃描邏輯任務(wù)類；以及針對每個所執(zhí)行的震源掃描邏輯任務(wù)類回收執(zhí)行結(jié)果，作為定位結(jié)果。

另一方面，提出了一種微地震震源掃描的定位加速裝置，該裝置包括：用于拾取經(jīng)過校正的微地震事件的采樣點的部件；用于針對每個采樣點創(chuàng)建震源掃描邏輯任務(wù)類的部件；用于并行執(zhí)行各個震源掃描邏輯任務(wù)類的部件；以及用于針對每個所執(zhí)行的震源掃描邏輯任務(wù)類回收執(zhí)行結(jié)果，作為定位結(jié)果的部件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：利用此并行加速技術(shù)可以成倍加速微地震事件的定位速度，實現(xiàn)實時監(jiān)測油氣井的壓裂過程，為非常規(guī)油氣及煤層氣的勘探、開發(fā)服務(wù)。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微地震震源掃描的定位加速方法的流程圖

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例經(jīng)過校正的微地震事件拾取剖面示意圖。

圖3示出了MapReduce運行過程示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了 本公開的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微地震震源掃描的定位加速方法的流程圖，該方法主要包括以下步驟：

步驟101，拾取經(jīng)過校正的微地震事件的采樣點；

步驟102，針對每個采樣點創(chuàng)建震源掃描邏輯任務(wù)類；

步驟103，并行執(zhí)行各個震源掃描邏輯任務(wù)類；以及

步驟104，針對每個所執(zhí)行的震源掃描邏輯任務(wù)類回收執(zhí)行結(jié)果，作為定位結(jié)果。

該實施例將微地震震源掃描利用并行方法進行實現(xiàn)，在保證定位準確度的同時又能提升定位速度，以達到微地震現(xiàn)場監(jiān)測實時性的需求。

以下結(jié)合具體示例，給出對該實施例的各步驟的示例性說明。

拾取經(jīng)過校正的微地震事件的采樣點

近地表的復雜性可能造成地下反射旅行時的嚴重失真。以下給出一些校正微地震事件采樣點的示例。在一個示例中，可利用計算出的校正量對微地震事件進行校正，可以提高剖面的信噪比和分辨率，進而提高震源掃描的定位精度。校正量的計算可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的手段來實現(xiàn)。后面并行計算時，如果需要校正量則可以從剖面數(shù)據(jù)中獲得。在另一個示例中，在震源掃描過程中可以確定事件的一個大致采樣點，并在該采樣點上下開一個時窗，用時窗內(nèi)的所有點的振幅進行替換該采樣點的振幅，這樣能提高抗噪能力和準確性。在另一個示例中，可以采用在右邊疊加道上拾取同相軸的方式確定微地震事件采樣點，這樣能保證事件剖面定位前不受人為干擾。如圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的經(jīng)過校正的微地震事件拾取剖面的示意圖。

針對每個采樣點創(chuàng)建震源掃描邏輯任務(wù)類

在一個示例中，可以為步驟101中確定的每個采樣點構(gòu)建一個震源掃描邏輯任務(wù)類。震源掃描邏輯任務(wù)類可以通過傳統(tǒng)震源掃描的程序?qū)崿F(xiàn)。該實施例通過針對每個采樣點創(chuàng)建震源掃描邏輯任務(wù)類，把任務(wù)的數(shù)據(jù)粒度細化到一個采樣點，這樣可以保證任務(wù)類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)盡量簡單明了。

在一個具體示例中，可以利用例如run()函數(shù)創(chuàng)建多線程，并發(fā)讀取步驟101中所有檢測到的微地震剖面數(shù)據(jù)(即所拾取的經(jīng)過校正的微地震事件的采樣點)和由外部文件獲取的旅行時文件數(shù)據(jù)，其中旅行時文件中包含震源掃描定位所需要的參數(shù)，例如讀取到內(nèi)存中；利用事先創(chuàng)建好的震源掃描任務(wù)類(例如SourceScanTask)為步驟101中確定的每個采樣點構(gòu)建一個震源掃描邏輯任務(wù)類(例如SourceScanTaskEle)。震源掃描邏輯任務(wù)類SourceScanTaskEle可以通過傳統(tǒng)震源掃描的程序?qū)崿F(xiàn)。其中，震源掃描任務(wù)類和震源掃描邏輯任務(wù)類可以是基于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知手段創(chuàng)建的，能夠?qū)崿F(xiàn)震源掃描定位的程序語言(例如C語言)類，其中震源掃描任務(wù)類包含震源掃描邏輯任務(wù)類，并可以調(diào)用震源掃描邏輯任務(wù)類的一切參數(shù)和函數(shù)。

并行執(zhí)行各個震源掃描邏輯任務(wù)類

在一個示例中，可以將各個震源掃描邏輯任務(wù)類分配到各個硬件線程以實現(xiàn)并行執(zhí)行。

在一個示例中，可以基于MapReduce框架進行并行化處理。在該框架下，可以通過Map(映射)操作硬線程分發(fā)邏輯任務(wù)。使用Map操作可以根據(jù)工作單元中的CPU(中央處理單元)閑置情況自動分配硬件線程去執(zhí)行各個邏輯任務(wù)類，直到所有任務(wù)都執(zhí)行完。

回收執(zhí)行結(jié)果

本實施例針對每個所執(zhí)行的震源掃描邏輯任務(wù)類回收執(zhí)行結(jié)果，作為定位 結(jié)果。在一個示例中，基于MapReduce框架，在步驟103中工每個調(diào)用邏輯任務(wù)類的CPU得到定位結(jié)果后立即執(zhí)行Reduce(歸約)操作。Reduce操作實現(xiàn)了回收定位數(shù)據(jù)?？梢宰詣痈鶕?jù)Map操作配對回收數(shù)據(jù)?？稍赗educe操作回收定位數(shù)據(jù)時，針對線程對獲取的定位數(shù)據(jù)進行加鎖(例如利用QMutex類)，以防止數(shù)據(jù)不一致?？梢缘人械腗ap和Reduce操作執(zhí)行完畢后，將定位得到的微地震壓裂事件數(shù)據(jù)寫到文件中。

常規(guī)方式是等所有任務(wù)都結(jié)束了再對所有任務(wù)的結(jié)果進行歸約操作，但這通常會占用很大內(nèi)存。在該示例中，可以將歸約提前到每個任務(wù)中，在每個任務(wù)中得到定位結(jié)果后就立即對其進行歸約操作，然后釋放結(jié)果內(nèi)存，從而可以減少內(nèi)存占用。

本公開所涉及到的“MapReduce”，是一種本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的編程模型，通常用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集的并行運算。為便于理解，以下結(jié)合圖3給出一個MapReduce框架運行原理的示意圖。

首先，啟動MapReduce運行時庫后，程序員可以手動或根據(jù)可用工作單元負載情況自動分割數(shù)據(jù)，并給每份數(shù)據(jù)分配一個key/value(鍵/值)組，同時向即將運算的工作單元復制一份并行程序；只要有Map運算任務(wù)，工作單元會獲得對應(yīng)的key/value組，并把其作為數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字存儲在內(nèi)存中；程序會定期將內(nèi)存中的key/value組寫入本地存儲空間，程序員定義的劃分函數(shù)將其細分為不同分組，任務(wù)調(diào)度器會根據(jù)Reduce任務(wù)執(zhí)行情況將本地存儲空間key/value組的物理地址傳給Reduce任務(wù)工作單元；通過RPC(遠程過程調(diào)用Remote Procedure Call)，Reduce任務(wù)執(zhí)行單元讀取上面獲取的Map執(zhí)行單元的key/value組；當Reduce工作單元獲得所有需要的key/value組后，將具有相同key的key/value組排序形成key/values組，作為Reduce函數(shù)的輸入；Reduce工作單元將函數(shù)運算結(jié)果到指定文件中。當所有的Map、Reduce任務(wù)都接受后，任務(wù)調(diào)度器將結(jié)果和代碼返回到主程序。

本公開可以是系統(tǒng)、方法和/或計算機程序產(chǎn)品。計算機程序產(chǎn)品可以包括 計算機可讀存儲介質(zhì)，其上載有用于使處理器實現(xiàn)本公開的各個方面的計算機可讀程序指令。

計算機可讀存儲介質(zhì)可以是可以保持和存儲由指令執(zhí)行設(shè)備使用的指令的有形設(shè)備。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是――但不限于――電存儲設(shè)備、磁存儲設(shè)備、光存儲設(shè)備、電磁存儲設(shè)備、半導體存儲設(shè)備或者上述的任意合適的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：便攜式計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲器(EPROM或閃存)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、便攜式壓縮盤只讀存儲器(CD-ROM)、數(shù)字多功能盤(DVD)、記憶棒、軟盤、機械編碼設(shè)備、例如其上存儲有指令的打孔卡或凹槽內(nèi)凸起結(jié)構(gòu)、以及上述的任意合適的組合。這里所使用的計算機可讀存儲介質(zhì)不被解釋為瞬時信號本身，諸如無線電波或者其他自由傳播的電磁波、通過波導或其他傳輸媒介傳播的電磁波(例如，通過光纖電纜的光脈沖)、或者通過電線傳輸?shù)碾娦盘枴?/p>

這里所描述的計算機可讀程序指令可以從計算機可讀存儲介質(zhì)下載到各個計算/處理設(shè)備，或者通過網(wǎng)絡(luò)、例如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和/或無線網(wǎng)下載到外部計算機或外部存儲設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)可以包括銅傳輸電纜、光纖傳輸、無線傳輸、路由器、防火墻、交換機、網(wǎng)關(guān)計算機和/或邊緣服務(wù)器。每個計算/處理設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)適配卡或者網(wǎng)絡(luò)接口從網(wǎng)絡(luò)接收計算機可讀程序指令，并轉(zhuǎn)發(fā)該計算機可讀程序指令，以供存儲在各個計算/處理設(shè)備中的計算機可讀存儲介質(zhì)中。

用于執(zhí)行本公開操作的計算機程序指令可以是匯編指令、指令集架構(gòu)(ISA)指令、機器指令、機器相關(guān)指令、微代碼、固件指令、狀態(tài)設(shè)置數(shù)據(jù)、或者以一種或多種編程語言的任意組合編寫的源代碼或目標代碼，所述編程語言包括面向?qū)ο蟮木幊陶Z言—諸如Smalltalk、C++等，以及常規(guī)的過程式編程語言—諸如“C”語言或類似的編程語言。計算機可讀程序指令可以完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、 部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)—包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。在一些實施例中，通過利用計算機可讀程序指令的狀態(tài)信息來個性化定制電子電路，例如可編程邏輯電路、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或可編程邏輯陣列(PLA)，該電子電路可以執(zhí)行計算機可讀程序指令，從而實現(xiàn)本公開的各個方面。

這里參照根據(jù)本公開實施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述了本公開的各個方面。應(yīng)當理解，流程圖和/或框圖的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計算機可讀程序指令實現(xiàn)。

這些計算機可讀程序指令可以提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機器，使得這些指令在通過計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時，產(chǎn)生了實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作的裝置。也可以把這些計算機可讀程序指令存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中，這些指令使得計算機、可編程數(shù)據(jù)處理裝置和/或其他設(shè)備以特定方式工作，從而，存儲有指令的計算機可讀介質(zhì)則包括一個制造品，其包括實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作的各個方面的指令。

也可以把計算機可讀程序指令加載到計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其它設(shè)備上，使得在計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其它設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的過程，從而使得在計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其它設(shè)備上執(zhí)行的指令實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作。

附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本公開的多個實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖 中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或指令的一部分，所述模塊、程序段或指令的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。在有些作為替換的實現(xiàn)中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。

以上已經(jīng)描述了本公開的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(shù)的技術(shù)改進，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實施例。