波动方程深度偏移的频率相关变步长延拓方法

发展了波动方程深度延拓的频率相关变步长深度延拓方法和表驱动的单点波场插值技术.前者通过减少深度延拓的次数减少了波动方程深度偏移的计算量,而后者用很少的计算量实现了等间距、理想采样的深度成像.就同一偏移方法,采用频率相关变步长深度延拓加单点插值,其计算量大约是常规的等间距采样延拓方法的三分之一,但两者的成像效果基本相同.文中以最优分裂Fourier方法为例,用二维理论数据(Marmousi模型)和三维实际地震资料验证了这一方法,但这一方法可适用于各类频率域波动方程深度偏移方法.

VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像

,徐蔚亚 ,王建民 ,马在田 .VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 1,36 (5 ) :5 17～ 5 2 5 本文从三维声波方程出发 ,通过引入参考速度 ,推导出折射项和绕射项方程 ,并对绕射项进行优化展开 ,得到适应任意变速情况下的 VSP数据波动方程叠前深度偏移方程及其差分格式 ;讨论了有限差分法的误差补偿、波场成像条件 ;基于波场传播的线性叠加原理 ,在一定成像条件下 ,提出了把地面地震记录、VSP记录及井间地震记录偏移到同一成像空间的完整的地震成像方法——立体地震成像。立体地震成像的实质是 :地面地震数据、VSP数据及井中反射地震数据的成像过程可以统一成一个波动方程叠前深度偏移过程 ,同时 ,每种数据的成像结果也可以单独输出。模型试算结果表明 ,在立体地震成像过程中 ,每一种观测方式对目标地质体的照明范围不同 ,它们对目标地质体的成像互为补充与加强 。

基于GPU计算平台的三维波动方程叠前深度偏移

GPU/CPU协同并行计算是一项全新的、具有革命性的技术,将对地震资料处理行业产生深远的影响。本文在充分发挥GPU存储带宽宽、多寄存器和多处理器结构特点的基础上,通过改进地震成像并行计算模块的核心函数,形成一套波动方程地震成像GPU高效并行算法,并取得理想的加速比和可扩展性。所形成的一套GPU/CPU平台下波动方程叠前深度偏移软件,已投入地震资料处理实际应用。理论模型试算和实际资料的处理验证了本方法的有效性和实用性。

双复杂条件下的波动方程叠前深度偏移

复杂地表条件下的地震勘探越来越被人们所关注.双复杂条件下的叠前深度偏移方法是解决复杂地表条件和复杂地质构造成像的有效手段."波场上延"法能实现由非水平观测界面开始的偏移过程,解决复杂地表对地下构造成像的影响.复杂理论模型的试算以及实际资料处理表明,"波场上延"方法较好地克服了起伏地形对地下构造成像的影响,取得了令人满意的效果,实现了波动方程基准面校正和深度成像的有机结合.

基于Xeon Phi平台的波动方程叠前深度偏移

波动方程叠前深度偏移适用于强横向变速介质,是一种高精度成像方法,但其巨大的计算量阻碍了该技术的应用。Xeon Phi是一种全新的高性能计算设备,为波动方程叠前深度偏移方法的推广应用提供了新的技术支持。以裂步傅里叶算子为例,介绍了面向Xeon Phi平台的偏移算法移植和优化方法,即采用offload模式将计算核函数加载到Xeon Phi设备上,在Xeon Phi协处理器上采用多线程方式,并且调整程序结构,充分利用SIMD矢量引擎提高向量化处理效率。扩展负载动态均衡的并行框架,形成了一套适用于大规模异构系统、基于Xeon Phi平台的波动方程叠前深度偏移软件。实际数据测试表明Xeon Phi平台可以极大地提高地震偏移处理效率,具有良好的可扩展性。

波动方程叠前深度偏移的GPU技术

偏移成像是地震资料处理流程中重要的一环,目前工业界所采用的方法是克希霍夫时间偏移,该方法的优点在于计算效率高,模型易于获取。但因其基于高频近似,难以适应多次到达,欠照明影响及横向变速剧烈的地质情况。波动方程叠前深度偏移则能较好地解决这些问题,但其计算成本远高于克希霍夫偏移方法,这也成为其在实际生产应用中的瓶颈之一。这里将利用GPU技术,研究波动方程叠前深度偏移的高性能计算方法,使之能够满足生产中海量数据处理的需要。

静校正对波动方程叠前深度偏移成像效果的影响

波动方程叠前深度偏移是目前解决复杂构造地震成像的最有效手段。然而在复杂地区的实际应用中,波动方程成像方法却没能较充分发挥出这一优势,其原因主要是由于未能较好地解决近地表引起的静校正问题。本文通过对理论模型数据的处理与分析,讨论了静校正处理中近地表模型精度、高速顶拾取以及替换速度对波动方程叠前深度偏移成像质量的影响。

共炮域波动方程叠前深度偏移技术在委内瑞拉探区的应用

委内瑞拉探区为盐丘、剌穿、逆冲构造发育的复杂构造区,共炮域波动方程叠前深度偏移技术被认为是复杂构造区地震偏移成像的一个重要而有效的工具,该技术主要分为两步:第一步利用单程波波动方程,分别从炮点和检波点对波场进行向下延拓;第二步为成像调整,即在每一个成像点上,对延拓得到的连续的检波点和炮点波场进行相关处理。共炮域波动方程叠前深度偏移技术的不足之处是高频成分损失较多,造成剖面的相干性较强,偏移背景较差。本文分析了共炮域波动方程叠前深度偏移技术的参数试验及存在的问题,认为强相干背景、CPU计算能力、对地震资料的振幅补偿精度要求更高等因素影响该技术的推广使用。文中认为可在偏移耗时可以接受的条件下,尽可能地选择较大输入频率范围,能够改善偏移背景。实例分析表明,在构造复杂地区,叠前深度偏移成像效果要好于叠前时间偏移,共炮域波动方程叠前深度偏移成像效果要好于Kirchhoff叠前深度偏移。

起伏地表条件下分块法插值叠前深度偏移

为实现复杂起伏地表条件下基于单程波动方程的高效叠前深度偏移,本文采用"逐步一累加"思想,应用傅里叶有限差分法(FFD)算法实现复杂起伏地表条件下的波动方程叠前深度偏移.为提高效率,本文提出在整个成像实现过程中,将整个成像区域分两块区别对待,在地表高程最低点所在的水平面到基准面的区域内,应用常规精细延拓步长进行波场延拓及成像;在以下区域内,应用大延拓步长进行波场延拓,计算延拓至各层的上下行波场的互相关值,并利用延拓步长顶底两层已经得到的互相关值,结合本文所提的插值算法来实现延拓步长内部层位的互相关成像.模型试算表明本文中提出的方法可以实现对复杂起伏地表条件下的偏移成像,而且可以在不影响精度的同时提高成像效率.

叠前深度偏移技术在城市活动断层探测中的优势

本文介绍了Kirchhoff积分法叠前深度偏移和波动方程叠前深度偏移两种偏移方法,并通过对Marmousi数据模型和实际数据资料处理,对比叠前深度偏移成像与叠后时间偏移成像和常规叠加剖面的应用效果。实际结果表明:对于速度横向变化剧烈的复杂地质体,叠前深度偏移成像精度更高,适合于城市活动断层的高精度探测。

复杂构造地震资料成像新技术的开发应用

针对辽河油区复杂构造区地震资料介质速度横向变化快和信噪比低的特点,开展了基于波动方程理论的炮域保幅叠前深度偏移技术和共反射面元(CRS)技术研究。并将这2项新技术应用于辽河断陷复杂构造区低信噪比地震资料成像,实际应用取得了较好的处理效果,为辽河油田小断块、微幅度复杂构造和深层、凹陷两侧油气勘探地质研究提供了可靠的依据。

大规模气云区成因分析——以渤海湾A油田为例

渤海湾A油田气云模糊区规模大,气云影响范围内纵波地震资料品质差,构造形态难以确定。通过分析地震、VSP、地质等多种资料,建立了多个二维、三维模型并完成声波方程正演模拟与数据评价。研究认为浅层大范围非均质地层(浅层气)引起的地震波散射屏蔽效应是造成气云区成像模糊的重要原因,垂直浅层气长轴方向的洼陷构造进一步增加了现有三维地震数据(沿浅层气长轴方向采集)成像难度。实际数据处理表明,回转波层析反演浅层速度以及考虑多波至的波动方程类叠前深度偏移等技术能够改善气云区纵波成像效果。

对“油储”项目在大庆实施获得成果的概述及认识

本项目立项不久,为验证所开展理论研究的有效性,从各课题优选内容,提出直接介入大庆外围及深部油气储量预测工作的额外研究内容,旨在于提升本项目的理论研究水平和应用价值.1998年研制集群计算机、研发叠前地震资料并行处理平台及辅助软件包,促成本项目与国际同步(2000年)生成“三维波动方程叠前深度偏移成像”算法及软件,提升了我国在勘探地球物理研究领域地震成像的能力.1999年,在大庆组装8个节点集群机,处理150km地震资料,在82线的深度剖面上,发现“凹中隆”内部结构和断裂特征.后经布署三维地震勘探及多项研究,大庆决定钻探“徐深1井”并获得重大突破,揭开了大庆发现大气田的序幕,极大地显现并提升了大庆油田的可持续发展空间.分别在北京和大庆两地设立“油储地球物理研究中心”,业已表明,合理的科研组织思路及举措,有利于重大项目成果的集成与应用,以及形成研究团队的群体突破态势.