逆时偏移

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Hemon, C., 1978 Whitmore,1983;McMechan, 1983;Baysal等,1983;Loewenthal等,1983
逆时偏移技术原理、算法及应用
• 国际上,借助CPU实现的三维逆时偏移需 要数千个CPU核,使得我国大部分勘探单 位望尘莫及。不仅如此,由于规模化实验 困难,国内研发三维叠前逆时偏移、前全 波形反演、三维波动方程消除多次波曾经 长期不能工业化,使得国际大型地球物理 服务公司得以对我国技术封锁,成为提高 地震数据定量描述能力的主要技术瓶颈。
速度模型
逆时偏移技术原理、算法及应用
“海量数据高端成像技术”
• 塔里木盆地在8000米深,仍存在液态烃;今年五月,华北 油田在霸县凹陷雾迷山组6067米碳酸盐岩潜山,打出了油 气当量日产1300吨的探井; • 勘探深度不断加深,造成了勘探面积不断增加,地震数据 量呈几何级数增加,中石油中亚滨里海盐下勘探区数据达 到1.4T,川东北一个勘探区块达到7个TB。 • 开发区高密度地震同样面临海量数据量问题。大庆油田、 胜利油田和准噶尔油田分别采集了15TB、 15TB 和5TB的 高密度资料。 • 成像处理方法购买、运行、维护、配套成本大大增加,研 发和推广十分困难, “海量地震数据成像处理技术”长 期受制于国外
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图形处理器(GPU)超算为高精度地震成像处理 技术带来新的机会(加速5-10倍) 优势:多核小粒度大规模并行计算, 速度快,显存与GPU带宽大 限制:缓存小、内存小、PCIE(显卡 与CPU)数据交换带宽有限,编程难 度较大
•GPU的全称是图形处理器(Graphic Processing Unit),是NVIDIA公司推出的一 款用于计算机显示的设备,俗称“显卡”。 2007年
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深度域偏移-消除水平位置误差
xxx Line704
时间域靶点
塔里木油田2010
井口 井底

侧钻点深度域 靶点
叠前时间偏移 XXX Line704
深度域串珠平面图

XXX
南西
叠前深度偏移
中心点南偏175米
深度7000米串珠向南偏移193m
逆时偏移技术原理、算法及应用
• 叠前逆时偏移(或称双程波偏移)(Hemon C.., 1978, Baysal, D Kosloff and Sherwood. 1983 ,McMechan, 1983, Loewenthal and Mufti.., 1983,Whitmore, 1983)在高陡构造、盐下成像 已经证明比叠前单程波偏移显著优势,近年来在 盐下油气勘探(如墨西哥湾、加蓬海、滨里海) 中扮演了最重要的角色。 • 逆时偏移利用双程波进行成像,因而可以对回折 波、棱柱波、部分多次波和各向异性介质进行成 像。
• GPU/CPU硬件与CPU硬件计算效率比较( 不准确,为了建立粗略概念) • 叠前时间偏移,80倍 • 随机边界逆时偏移,50倍 • 吸收边界逆时偏移,10倍
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上图:GPU-逆时偏移 下图: 国外kirchhoff深度偏移
Xline 3895
逆时偏移
Vs Kirchhoff深度偏移
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起伏地表逆时偏移
逆时偏移技术原理、算法及应用
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单程波偏移结果(PSPI)
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逆时偏移结果(GPU)
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小结
• 逆时偏移技术,由于GPU的引入,生产和科研 成本大大降低 • 逆时偏移程序编制需要解决边界存储、算 子频散、成像假频等问题,进一步发展需 要角度道集、各向异性,成功应用需要结 合速度模型、全波形反演技术
Kirchhoff
逆时偏移
叠前深度偏移碳酸盐岩缝洞成像INLINE335)
基于GPU/CPU系统,实现了缝洞逆时叠前深度偏移成像,取得良好的成 像效果。“串珠”空间聚焦更好。
逆时偏移技术原理、算法及应用
Kirchhoff
逆时偏移
叠前深度偏移碳酸盐岩缝洞成像( XLINE1000 )
基于GPU/CPU系统,实现了缝洞逆时叠前深度偏移成像,取得良好的成 像效果。“串珠”空间聚焦更好。
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
单程波 零偏移距剖面
逆时偏移
采集是对称的,炮点分布从1000米到11000米,但是盐丘的位置并非在模型的中央, 而是靠右偏500米,偏移结果右侧边界不够清楚,恰恰说明回折波成像的意义。
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三维叠前单程波偏移
三维叠前逆时偏移
Xline 3895
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上图:GPU-逆时偏移 下图: 国外kirchhoff深度偏移
Xline 3995
逆时偏移
Vs Kirchhoff深度偏移
Xline 3995
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• 缝洞
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
• 我国石油勘探对叠 前逆时偏移、速度 估计、全波形反演 和波动方程消除多 次波,简称“地震 数据高端成像技术 技术”的需求越来 越大。
单 程 波
逆 时 偏
逆时偏移技术原理、算法及应用
Prismatic wave(棱柱波)
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
逆时偏移技术原理、算法及应用
提纲
一.逆时偏移的意义
二.边界条件
三.差分算子的频散控制 四.成像条件与保幅偏移 五.低频噪声消除 六.空间假频压制 七.逆时偏移角度道集 八.速度估计
小结
逆时偏移技术原理、算法及应用
• 叠前逆时偏移、速度估计、全波形反演和波动方程消除多 次波,简称“地震数据高端成像技术” • 我国石油勘探对这些技术需求越来越大。 • 时间偏移:聚焦好 • 深度偏移:水平位置准 • 逆时偏移:回折波和棱柱波成像,各向异性易实现 • 全波形反演:利用低频,速度模型更准 • 数据矩阵乘法消除多次波,适合起伏构造
逆时偏移技术原理、算法及应用
提纲
一.逆时偏移的意义
二.边界条件
三.差分算子的频散控制 四.成像条件与保幅偏移 五.低频噪声 六.空间假频压制 七.逆时偏移角度道集 八.速度估计 基于CPU逆时偏移的相关问 题全部需要在GPU、 GPU/CPU协同计算的情况 下实现
小结
逆时偏移技术原理、算法及应用
GPU的 CUDA 架构
2007年
GPGPU的浪潮
1999年
第GPU(图形处理器)
仅用于显示
图形芯片
逆时偏移技术原理、算法及应用
• 2008年以来,随着GPU/CPU协同计算等大 规模并行技术的出现,三维叠前偏移,包 括叠前时间偏移、叠前深度偏移、叠前逆 时偏移的成本得到大幅度降低,一批国产 软件加快了产业化的速度。 2011年,我国 研制的基于GPU /CPU三维叠前逆时偏移 开始走向实用。