压缩三维走时表提高克希霍夫偏移计算效率

地震波走时是克希霍夫叠前深度偏移的重要参数。三维克希霍夫偏移成像由于需频繁读取大数据量的走时表文件,所以计算效率不高。这里提出一种通过压缩三维射线追踪走时表,来提高克希霍夫偏移计算效率的方法:首先规划一个具有规则网格控制点并覆盖所有走时表点集的最小长方体区域,然后以三维三次B样条函数为插值基函数进行最小二乘法曲面体拟合,求出规则网格控制点的数值并以数组形式存储入内存,采用稀疏化存储进一步节省了内存空间。在偏移成像时,再由这些规则网格控制点的数值,使用线性插值公式解编出走时表。实际资料算例验证了该走时表压缩方法不仅近似精度高,计算稳定度高,计算效率高,而且由于省去了频繁进行大数据量走时表文件的读写操作,所以克希霍夫偏移的计算效率提高了二倍以上。

拟VSP与克希霍夫偏移法在隧道超前预报中的应用

通过超前预报技术可以检测掌子面前方的地质构造,预测隧道开挖过程中的不利地质条件,从而保障施工进度和施工人员安全。拟VSP方法适用于激发点或者接收点在一条直线上,利用反射波走时曲线与直达波走时曲线的交点推测前方反射界面的位置,而克希霍夫偏移方法可以是任意观测系统。对垭口隧道的实测数据进行时移校正、滤波、波场分离、拉东变换提取有效反射波等预处理,对比两种成像结果,获得掌子面前方构造异常分布,结果与实际揭露异常相符。应用结果表明,拟VSP方法对巷道正前方构造位置预测准确,但不能预测构造走向,克希霍夫偏移方法需要速度扫描获得偏移速度信息,根据反射波能量确定反射界面,反射界面与隧道交点为隧道正前方构造位置。两者结合应用可更准确地确定构造走向与位置。

基于克希霍夫偏移的槽波超前探测方法及应用

为查明邢台矿区葛泉矿1199工作面掘进巷前方地质构造,采用井下槽波地震进行超前探测,用线性拉东变换提取来自巷道前方的反射波,在时间域内进行速度分析获得围岩参数信息,通过克希霍夫偏移对巷道前方地质异常体成像。结果显示,掘进巷前方距离G12检波点205m与237m存在异常,分别对应采空巷道与SF4断层;通过速度分析提取速度参数,初步判断SF4含水。钻探验证结果表明,克希霍夫偏移方法能对掘进巷前方断层异常体进行成像。

用半递归克希霍夫偏移法进行复杂构造的成像

作者提出一种半递归克希霍夫偏移算法,该法通过波动方程拉半和克希霍夫偏移取得复杂构造的精确图像。该方法之所以颇为成功的原因在于:它把复杂的速度构造划分成若干小的深度区段,区段划分以易于旅行时计算并能对应高能波至为原则。上述区段内计算得到的旅行时首先用于成像,然后再用于把整个观测系(炮点和检波器)向下推延至下区段的边界。由这一方法获得的图像与由炮点剖面偏移法所获得的图像不相上下,但计算费用却可以降下来。因为旅行时是在很小的深度范围内计算的,所以不会产生焦散波、首波和多次波的不利影响。原则上,这种方法仅需要与标准偏移法相同的旅行时计算次数。以此法对Marmous数据集进行的试验产生了优异的结果。

基于双程波方程走时的克希霍夫深度偏移技术

传统克希霍夫偏移采用高频近似假设,难以适应复杂速度模型结构。在复杂速度结构工区,射线追踪方法存在焦散、阴影和多波至问题,走时场精度较低,偏移算子的振幅加权是走时场的函数,在折射盲区与模拟波场的振幅差异较大。本文实现了基于GPU的双程波方程克希霍夫偏移,首先利用双程波波动方程计算走时场和振幅场;然后采用振幅场对偏移算子进行加权,逐道偏移,最终输出成像道集。试验中采用GPU求解双程波方程来改善运算效率,利用坡印廷矢量进行上下行波分解,存储下行波最大振幅的走时场和振幅场。结果表明,本文实现的偏移算子脉冲响应不存在偏移阴影区域,成像剖面在盐丘下部信噪比和同相轴连续性明显优于传统克希霍夫方法。本文研究的方法改进了克希霍夫偏移的成像质量,保持了传统克希霍夫高频率、高效率、灵活输出各种道集的优势,具有较高的实用价值。

高精度克希霍夫三维叠前深度偏移及并行实现

针对三维叠前克希霍夫深度偏移过程中成像精度和偏移计算效率两项技术指标 ,开展了实用技术研究。一是为提高成像精度而开发的 3种反假频算法、 3种走时插值方法、 2种偏移孔径计算方法及振幅保真处理 ;二是为提高计算效率进行的并行处理机制研究 ,包括叠前数据分割、成像体分块、数据空间重排、内存控制、输入 输出效率的优化及利用偏移算子的局部性解决跨节点负载平衡问题。采用国际通用的Marmousi模型、SEG EAGE模型进行测试 ,成像深度误差小于 5% ,并行计算效率高达 80 % ,应用于霍多莫尔 118km2 的三维地震资料处理后 ,取得满意结果。

克希霍夫叠前时间偏移技术及应用

中原地区地质构造复杂,小断块较为发育,原始地震资料存在着严重的线性干扰和多次波。针对这些原始资料的特点,首先消除线性干扰和多次波的影响,然后利用克希霍夫叠前时间偏移对数据进行处理,并进行了偏移孔径和频率限值的试验,最终处理效果明显,同时交叉地层速度矛盾性问题也得到了有效的解决。

克希霍夫叠前时间偏移技术及应用

中原油田东濮凹陷地质构造复杂,小断块较为发育,原始地震资料存在着严重的线性干扰和多次波。针对这些原始资料的特点,首先消除线性干扰和多次波的影响,然后利用克希霍夫叠前时间偏移对数据进行处理,并进行了偏移孔径和频率限值的试验,最终处理效果明显,同时交叉地层速度矛盾性问题也得到了有效的解决。

克希霍夫法VSP多波联合成像

VSP转换波跟VSP纵波或常规地面转换波相比,具有较高的分辨率和信噪比,但传统的VSP成像方法只利用了反射P波信息,而把转换波(反射S波、透射S波)以及透射P波当作影响成像质量的噪音.本文给出了一种VSP共炮点道集多分量地震资料克希霍夫法偏移成像的方法.本方法充分利用了多波(反射P波、反射S波、透射P波、透射S波)信息,根据转换点处四种波同时起跳,能量叠加最大的原理,从接收点分别用向绕射点延拓它们的能量,并将其叠加起来,求得的和最大的一点即反射点.通过模型试算和实际资料处理表明,此法成像精度高,信噪比高,且有利于改善剖面的频率特性.

克希霍夫积分偏移在探地雷达中的应用及实现

详细分析和论述了克希霍夫积分偏移原理及其在探地雷达成像中的应用,针对单目标和多目标做了仿真实验。实验结果证明:将克希霍夫积分偏移原理应用在探地雷达成像中具有精度和效率较高、算法简单等优势。

叠前深度偏移在复杂构造模型成像中的应用

研究了叠前深度偏移在复杂构造模型成像中的应用。主要对一个复杂的地质模型所正演出的地震数据资料进行试验性处理，并对该试验性处理结果进行归纳分析，得出速度～深度模型的准确性决定于对偏移结果的质量以及根据地下构造选取偏移孔径的原则等定性认识和结论。通过这些认识和结论，对实际地震资料的处理有一定的指导意义。

高斯射线束叠前深度偏移成像研究

高斯束偏移方法弥补了克希霍夫偏移方法在处理多值走时及焦散问题方面的不足,同时突破了单程波偏移算子的倾角限制。系统介绍了高斯束偏移方法的基本原理,应用理论模型验证了高斯束偏移方法在陡倾角构造成像能力上优于二阶广义屏算子这一结论。由于高斯束中心射线携带了丰富信息,在偏移算法中给出了直接计算角度域共成像点道集的方法。实际数据测试结果表明,在复杂构造、陡倾角以及低信噪比资料成像方面,高斯束偏移成像效果明显好于目前常用的克希霍夫偏移成像方法。

三维叠前深度偏移技术在川中地区的应用

川中地区地下地质情况复杂,高速盐岩层厚度的剧烈变化导致下伏地层构造形态发生畸变,为此对该地区三维地震资料进行了叠前深度偏移处理。本文介绍了克希霍夫叠前深度偏移的方法原理,阐述如何建立较准确的深度—层速度模型这一关键技术,并将叠前深度偏移同叠前时间偏移的成像效果进行了对比分析。三维克希霍夫叠前深度偏移技术能较好地解决川中地区由于盐岩层的影响而不易获得准确的速度模型的难题,消除了速度异常,可使地下构造得到正确成像。

叠前偏移技术在大庆探区的应用效果分析

海拉尔盆地属于断陷盆地,断层发育,断块复杂,速度横向变化大;松辽盆地深层资料复杂,断层接触关系不清楚,火山岩特征不明显。为解决上述问题,利用克希霍夫叠前深度偏移技术对海拉尔盆地的巴彦塔拉、铜钵庙南工区和松辽盆地的丰乐工区的三维地震资料进行了处理,并与常规处理结果进行了对比分析。叠前深度偏移结果在构造信息和能量信息上均优于常规处理结果,经叠前深度偏移处理后的剖面,断层成像清晰,归位准确,地质形态更细致。

叠前时间偏移在三维转换波资料处理中的应用

在转换波资料处理中,共转换点道集的抽取和倾斜时差校正等是处理的难点,而叠前克希霍夫时间偏移技术不需要进行共转换点道集抽取、倾斜时差校正和叠后偏移等处理,就能实现三维转换波资料的全空间精确成像。为此,探讨了叠前克希霍夫时间偏移技术在转换波资料处理中的应用。论述了建立叠前时间偏移初始速度场的方法原理——根据转换波的特点,在转换波散射旅行时方程中引入各向异性参数,针对转换波速度和各向异性参数,利用“三谱”分析技术建立叠前时间偏移初始速度场;论述了建立叠前时间偏移速度场的方法原理——通过对共成像点道集的偏移、反正常时差校正处理、交互迭代解释速度和各向异性参数等,确定最佳的偏移速度场。将该技术应用于XC气田的三维三分量转换波资料处理,处理后的三维转换波叠前时间偏移剖面成像清晰,归位准确,地质形态细致。

偏移方法用于探地雷达图像处理的有效性研究

从克希霍夫积分偏移和绕射扫描偏移的基本原理出发 ,通过对探地雷达 ( GPR)实测资料进行对比处理 ,说明偏移处理能够使地下及空中绕射归位收敛 ,用改变偏移速度的方法识别空中绕射有特殊效果 。

火山岩地震屏蔽层的转换波叠前时间偏移成像

在反射地震转换波资料处理中,准确求取共转换点一直是一个难题,采用叠前时间偏移技术能避免共转换点道集的抽取,而且能够使转换波归位到真正的反射点上,实现准确成像.本文针对火山岩地震屏蔽层的转换波成像问题,通过对转换波共近似转换点道集进行速度分析,建立了转换波叠前时间偏移的初始速度场,通过速度扫描和纵、横波速度比值扫描确定最佳的偏移速度场和纵、横波速度比值,实现了在火山岩高速层覆盖区域的转换波偏移成像.实际资料的成像结果表明,本文采用的近似转换点计算以及转换波叠前时间偏移方法是有效的.

克希霍夫时间偏移在GPU集群上的MPI/CUDA混合编程实现

本文介绍了二维／三维克希霍夫时间偏移计算在GPU集群上的MPI／CUDA混合编程实现。系统的主体结构基于经典的主从模式，采用MPI进程-pthread线程-CUDA线程三个层次的并行架构，以及CPU／GPU协同计算并行架构和策略来设计实现。每个计算节点由一个多核CPU和多个GPU设备组成。输入数据在主节点上载入，平均分配到从节点上，存储到相应的磁盘空间内，并根据各节点的可用资源将数据划分为多块。每个从节点分别接收主节点发送的数据并存储到本地磁盘上的临时文件内。根据检测到的可用GPU设备数，每个从节点上创建同样数目的线程来一对一控制各个GPU。各从节点上每个数据块再进一步划分为大小相等的块一一分配给各个线程，由每个线程逐道在CPU上预处理后传送到GPU上处理，道内的各成像点分别由各CUDA线程并行处理。每个数据块偏移由每个线程内的相关道累加计算而得，结果返回到主节点上累加后输出到磁盘文件内。在实现过程中，采用CPU／GPU协同计算以及线}生插值走时的方式来进一步提高性能。系统性能在一典型异构GPU集群上测试，每个节点由一个配置8GB内存的四核CPU，以及配置6GB显存的C1060型号的GPU组成。对于不同的规模和积分计算模式，在该平台上的测试结果表明，本文实现的系统的性能对于包含相同计算节点数、每个节点上4个线程并行计算的MPI版本，可以达到平均约5～10倍的加速。

偏移对AVO的影响

振幅随偏移距变化(AVO)分析常常局限于反射面倾角和断层绕射波等多维传播效应可被忽略的情况。偏移—反演所提供的框架可扩大地震振幅在构造或地层效应重要区域的使用。在此过程中,使用未被破坏的叠前偏移把震源和接收器向下延拓进地层内。用正常偏移替代叠加资料,把叠前偏移资料用于AVO分析或其它反演技术中,以推断局部地下特性。叠前偏移可采取多种形式。实际上,共角度剖面的叠前时间偏移提供了一种常规方法,可用于改善AVO异常的横向分辨率和空间定位。在此方法中,首先按偏移方向进行平面波的分解,把波场分离为不同的传播角度,然后把资料集中为共角度剖面,每次偏移一个角度。共角度偏移具有一个简单形式,并被证明能适当地保持振幅随角度变化的特性。而后把正常AVO分析用于叠前偏移资料。墨西哥湾的地震测线实例说明了偏移是如何改善AVO分析的。实例的第一部分表明偏移改善了亮点处细微空间变化的成像质量。接着AVO分析展示了与干井位置有关的暗点,这些干井位置无法用传统处理技术来分辨,包括常规AVO和叠后偏移。实例的第二部分表明,利用偏移减少相干噪音和绕射的影响后,AVO响应得到改进。最后的实例说明了偏移对倾角AVO异常空间定位的影响。在所有实例中,偏移不仅提高了AVO异常的信噪比,而且改善了其?

Kirchhoff叠前时间偏移关键参数分析与研究

叠前时间偏移已经成为地震资料处理的常规手段之一,在构造复杂但速度横向变化不大时,应用克希霍夫叠前时间偏移方法,一般可以得到较好的成像效果。但是叠前时间偏移是一项系统工程,一些配套技术的选取和一些关键参数的选取,直接影响到成像结果。这里根据O-MEGA2处理系统制定的叠前时间偏移的处理方法和流程,对叠前时间偏移处理的配套技术和关键参数(叠前道集偏移距分组、偏移孔径和倾角选取、均方根速度建模、旅行时算法)进行了分析总结,结合试验程序进行了研究和讨论,并提出了关键参数选取的基本原则,对实际处理工作具有一定的应用价值。