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。

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。

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。

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.

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。

巷道超前探测散射成像处理技术

国内外在隧道施工过程中已开始应用反射波法超前探测前方小构造,如断层、陷落柱。由于前方的断层面、陷落柱界面起伏不平,所以接收到的反射波能量较弱,难以精确成像,而基于惠更斯原理的散射成像方法能充分利用地震信号的全波场信息,具有较好的偏移成像效果,散射成像为巷道超前探测提供了一种可行的成像方法。笔者通过建立巷道超前探测模型,分析了散射成像处理技术的效果,验证了散射成像方法应用于巷道超前探测的可行性。

东海西湖凹陷三维地震连片处理

西湖凹陷三维地震连片处理中不同时期采集的三块地震数据在偏移距、覆盖次数、面元大小及方位角等方面存在较大差异。为了得到统一的面元大小和网格方向 ,常规三维连片处理的思路是折衷地选取统一的网格方向和面元大小 ,然后按照此网格参数进行全区的面元均化处理。当拼接区块的方位角和面元大小与定义的统一网格参数差异较大时 ,这种处理导致面元空洞、覆盖不均现象更严重。文章叙述西湖凹陷连片处理实例中为了更好地保持各区块自身特性 ,而采用的与常规思路不同的三维连片解决方案。

全方位角深度域成像在松辽盆地低信噪比资料处理中的应用

松辽盆地北部凹陷断裂发育,石炭—二叠系地层倾角大,构造复杂且横纵向变化剧烈,地震反射信号弱、资料信噪比低。常规的克希霍夫叠前时间偏移和叠前深度偏移虽然在一定程度上能解决复杂构造成像问题,但是成像方法和适应条件都有一定的局限性,特别是对于该地区低信噪比的地震资料,这两种方法都不能达到令人满意的成像效果。应用全方位角深度域成像处理技术,在松辽盆地低信噪比资料处理中成像效果明显,实现了深层陡倾角构造弱反射信号的良好成像。