叠前深度偏移方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种叠前深度偏移方法和装置，其中，该方法包括：计算节点领取一个成像任务，并读取该成像任务对应的旅行时表至CPU内存中；计算节点将CPU内存中的旅行时表传输至该计算节点中的GPU显卡中；计算节点读取分配至该计算节点的待偏移地震数据；计算节点中的CPU和GPU分别对读取的地震数据进行偏移成像计算，直至分配至该计算节点的待偏移数据偏移完成；计算节点中CPU将CPU内存中的偏移成像结果与GPU显卡中的偏移成像结果相加，作为该计算节点的偏移成像结果。本发明专利技术解决了现有技术中在大数据情况下，纯CPU计算集群很难完成叠前深度偏移的技术问题，达到了快速高效完成叠前深度偏移的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质勘探
，特别涉及一种叠前深度偏移方法和装置。
技术介绍
克希霍夫叠前深度偏移技术是地球物理勘探地震数据处理过程中较为重要的一 种深度域成像方法，该方法相对于时间偏移具有更高的成像质量，而且不受野外数据观测 方式的限制，另外该方法还能输出基于炮检距的共成像点道集，其中，共成像点道集是进行 进一步速度分析的重要信息。 在水平地表情况下，Kirchhoff(克希霍夫）积分法偏移公式为： 其中，成像点ξ= (χξ,y4,ζξ)，I(ξ)表示成像点ξ的成像结果,D表示 野外观测的地震数据，m表示共中心点，h表示半炮检距，Ωξ表示偏移孔径。而叠前偏移过 程本质是对一系列观测数据进行加权求和的过程，其中，上式中的W(ξ，m，h)就表示加权 因子，tD(ξ，m,h)表示由炮点到成像点再到接收点的旅行时间。 克希霍夫叠前深度偏移方法的数学表达虽然较为抽象，但其物理实现过程可简单 描述为：地震道是从待偏移数据空间到偏移结果数据空间多对多的映射，映射关系为程函 方程旅行时计算公式，在不考虑时变孔径的条件下，克希霍夫叠前深度偏移就是把每一道 炮检距为h的待偏移地震数据映射到偏移结果数据集中的一个椭圆柱体中，其中，该椭圆 柱体的轴心是当前待偏移地震道按大地坐标在偏移结果空间中的投影位置。如果偏移孔径 采用圆形且孔径值为300,那么一个待偏移地震采样点会映射到282600(3. 14*300*300)个 偏移结果地震采样点上。 在水平地表情况下，克希霍夫积分法偏移采用上述的Kirchhoff积分法偏移公 式，该公式可以进行深度偏移，当进行深度偏移时采用如图1所示的方式计算旅行时，具体 地，可以采用以下两个公式联合计算旅行时：T=Ts+Tr 其中，Ts表示炮点和检波点到成像点的旅行时，?\表示检波点到成像点的旅行时， t表示炮点或检波点到成像点的旅行时，V表示介质的层速度。 由上述三个公式可以看出，完成一个地震样点的叠前深度偏移需要包括：旅行时 计算、振幅加权、反假频滤波和积分求和等计算。一般地，一个地震道包含几千个地震样点、 一个工区包含几千万至几亿个地震道，因此一个工区的叠前深度偏移的计算量是极其庞大 的，传统计算机的计算能力很难满足叠前深度偏移计算量的要求。 针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种叠前深度偏移方法，以达到快速高效完成叠前深度偏移 的目的，该方法包括： 计算节点领取一个成像任务，并读取该成像任务对应的旅行时表至CPU内存中； 所述计算节点将CPU内存中的旅行时表传输至该计算节点中的GPU显卡中； 所述计算节点读取分配至该计算节点的待偏移地震数据； 所述计算节点中的CPU和GPU分别从分配至该计算节点的待偏移地震数据中读取 地震数据，并根据所述旅行时表对读取的地震数据进行偏移成像计算，直至分配至该计算 节点的待偏移数据偏移完成； 所述计算节点中的GPU将GPU显卡中的成像结果传给所述计算节点中的CPU，该 CPU将CPU内存中的偏移成像结果与GPU显卡中的偏移成像结果相加，作为该计算节点的偏 移成像结果。 在一个实施方式中，所述计算节点将CPU内存中的旅行时表传输至该计算节点中 的GPU显卡中，包括： 采用拷贝的方式将CPU内存中的旅行时表拷贝至GPU显卡中，使CPU内存中的旅 行时表与GPU显卡中的旅行时表完全相同。 在一个实施方式中，所述计算节点中的CPU和GPU分别从分配至该计算节点的待 偏移地震数据中读取地震数据，并根据所述旅行时表对读取的地震数据进行偏移成像计 算，直至分配至该计算节点的待偏移数据偏移完成，包括： 所述计算节点中的CPU和GPU根据各自的计算能力自适应地从分配至该计算节点 的待偏移地震数据中读取地震数据，并进行偏移成像计算，直至分配至该计算节点的待偏 移数据全部偏移完成。 在一个实施方式中，在计算节点领取一个成像任务，并读取该成像任务对应的旅 行时表至CPU内存中之前，所述方法还包括： 所述计算节点领取一个旅行时计算起始点； 所述计算节点以领取的旅行时计算起始点作为起始点，以偏移孔径作为横向范 围，以最大偏移深度作为纵向范围，计算该起始点至所述横向范围和纵向范围所限定的范 围空间内任意一点的时间，以得到该起始点的旅行时表。 在一个实施方式中，按照以下公式确定起始点个数： 起始点个数=(待偏移地震数据的最大沿测线方向线号一待偏移地震数据的最 小沿测线方向线号）X(待偏移地震数据的最大CMP号一待偏移地震数据的最小CMP号）； 其中，待偏移地震数据的最小沿测线方向线号=当前成像区间的最小沿测线方向 线号-垂直测线方向的最大孔径/线间距）； 待偏移地震数据的最大沿测线方向线号=当前成像区间的最大沿测线方向线号 + (垂直测线方向的最大孔径/线间距）； 待偏移地震数据的最小CMP号=当前成像区间的最小CMP号_(沿直测线方向的 最大孔径/CMP间距）； 待偏移地震数据的最大CMP号=当前成像区间的最大CMP号+(沿直测线方向的 最大孔径/CMP间距）。 在一个实施方式中，所述计算节点为组长节点，或组员节点，其中，所有参与计算 的计算节点被分为N组，从每组中选取一个计算节点作为组长节点，除组长节点之外的计 算节点作为组员节点； 相应的，在所述计算节点中的GPU将GPU显卡中的成像结果传给计算节点中的 CPU，该CPU将CPU内存中的偏移成像结果与GPU显卡中的偏移成像结果相加，作为该计算 节点的偏移成像结果之后，所述方法还包括： 每组的组长节点回收该组长节点所在分组内的所有组员节点的偏移成像结果并 输出。 在一个实施方式中，按照以下原则将参与计算的计算节点分为N组： 当成像任务的个数大于4时，将相邻的4个计算节点划分为一组； 当成像任务的个数小于4且大于1时，将成像任务个计算节点划分为一组； 当成像任务的个数小于1时，将1个计算节点划分为一组。 在一个实施方式中，按照如下公式确定成像任务的个数： 成像任务的个数=成像空间的总面元数/单个计算节点可存储的旅行时表的个 数； 其中，单个计算节点可存储的旅行时表的个数=(单GPU显卡的物理内存X0. 8)/ 单个成像空间旅行时表所占用的存储空间大小； 其中，单个成像空间旅行时表所占用的存储空间大小=(偏移孔径/线间 距）X(偏移孔径/CMP间距）X(偏移深度/深度采样间隔）X4字节。 本专利技术实施例还提供了一种叠前深度偏移装置，以达到快速高效完成叠前深度偏 移的目的，该装置位于计算节点中，包括： 第一读取单元，用于领取一个成像任务，并读取该成像任务对应的旅行时表至CPU 内存中； 传输单元，用于将CPU内存中的旅行时表传输至该计算节点中的GPU显卡中； 第二读取单元，用于读取分配至该计算节点的待偏移地震数据； 第一控制单元，用于控制所述计算节点中的CPU和GPU分别从分配至该计算节点 的待偏移地震数据中读取地震数据，并根据所述旅行时表对读取的地震数据进行偏移成像 计算，直至分配至该计算节点的待偏移数据偏移完成； 第二控制单元，用于控制所述计算节点中的GPU将GPU显卡中的成像结果传给所 述计算节点中的CPU，该CPU将CPU内存中的偏移成像结果与GPU显卡中的偏移成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠前深度偏移方法，其特征在于，包括：计算节点领取一个成像任务，并读取该成像任务对应的旅行时表至CPU内存中；所述计算节点将CPU内存中的旅行时表传输至该计算节点中的GPU显卡中；所述计算节点读取分配至该计算节点的待偏移地震数据；所述计算节点中的CPU和GPU分别从分配至该计算节点的待偏移地震数据中读取地震数据，并根据所述旅行时表对读取的地震数据进行偏移成像计算，直至分配至该计算节点的待偏移数据偏移完成；所述计算节点中的GPU将GPU显卡中的成像结果传给所述计算节点中的CPU，该CPU将CPU内存中的偏移成像结果与GPU显卡中的偏移成像结果相加，作为该计算节点的偏移成像结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建磊，赵长海，崔全顺，王成祥，张巍毅，王狮虎，罗国安，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11