全波形反演计算方法及系统技术方案

公开了一种全波形反演计算方法及系统。该方法可包括：基于所采集的地震资料，获取炮点数据，进而获取记录炮点数据的计算状态的并行状态文件，通过多个计算节点分布式并行计算炮点数据的全波形反演项目；对多个计算节点计算的全波形反演项目进行叠加，获得全波形反演项目结果；以及基于炮点数据的全波形反演项目结果更新速度模型，获得全波形反演模型，其中，对多个计算节点计算的全波形反演项目进行叠加包括：将多个计算节点分组，对每组内的计算节点计算的炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得叠加数据；在叠加数据的数量等于一的情况下，将获得的叠加数据作为炮点数据的全波形反演项目结果。

The method and system of full waveform inversion

A full waveform inversion method and system is presented. The method may include: seismic data acquisition based on the acquisition of shot point data, and then obtain the parallel state records calculation of state shot point data, through multiple computing nodes in distributed parallel computing full waveform inversion project shot point data; full waveform inversion calculation of multiple computing nodes are superimposed, get full the project results and waveform inversion; based on full waveform inversion project shot data update rate model, obtain the full waveform inversion model, the full waveform inversion project calculation of multiple computing nodes stack comprises: a plurality of computing node grouping, full waveform inversion project shot point data calculation for each node in the the calculation of the stack, stack data obtained; in the number of stack data is equal to a case, the superposition data obtained as shot point data Full waveform inversion project results.

【技术实现步骤摘要】
全波形反演计算方法及系统
本专利技术涉及油气勘探应用领域，更具体地，涉及一种基于并行数据叠加的全波形反演计算方法及系统方法及系统。
技术介绍
在油气勘探应用领域中，全波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地层结构，具有揭示复杂地质背景下构造与储层物性的潜力。在全波形反演计算过程中，需要反复多次迭代/循环反演计算，每次反演计算包含计算梯度、线性搜索(含多次残差的计算)、更新速度模型等步骤。计算梯度、线性搜索等过程，需要依赖高性能计算机集群的并行计算来实现。大型高性能计算机集群是由大量计算机节点和共享存储设备组成。每个节点在完成梯度计算或残差计算后，其计算结果需要通过叠加并保存到共享存储设备上。运用常规的MPI方法实现的全波形反演存在许多缺陷，例如：不支持硬件设备的动态增加和减少；大量节点长时间计算时的稳定性差；不支持异构设备；大规模并行计算效率低下等。全波形反演技术的分布式并行方法可以解决MPI法存在的问题，但是，在分布式计算框架下，各个计算节点的数据不能通过调用MPI应用程序接口实现叠加。专利技术人发现，如何解决在全波形反演技术的分布式计算实现过程中的数据文件并行叠加的问题，是制约全波形反演技术实用化的一个关键因素。因此，有必要开发一种基于高效实用的数据叠加方法的全波形反演计算方法及系统。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种全波形反演计算方法及系统，其通过并行数据叠加，减少了数据叠加过程中的网络复制次数与文件叠加次数，实现了高效稳定的全波形反演并行计算。根据本专利技术的一方面，提出了一种全波形反演计算方法。所述方法可以包括：基于所采集的地震资料，获取炮点数据，进而获取记录所述炮点数据的计算状态的并行状态文件，通过多个计算节点分布式并行计算所述炮点数据的全波形反演项目；对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得所述炮点数据的全波形反演项目结果；以及基于所述炮点数据的全波形反演项目结果更新速度模型，获得全波形反演模型，其中，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加包括：将所述多个计算节点分组，对每组内的计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得叠加数据；在获得的所述叠加数据的数量大于一的情况下，将获得的所述叠加数据再次分组并分别进行叠加；在获得的所述叠加数据的数量等于一的情况下，将获得的所述叠加数据作为所述炮点数据的全波形反演项目结果。根据本专利技术的另一方面，提出了一种全波形反演计算系统，所述系统可以包括：用来基于所采集的地震资料，获取炮点数据，进而获取记录所述炮点数据的计算状态的并行状态文件，通过多个计算节点分布式并行计算所述炮点数据的全波形反演项目的单元；用来对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得所述炮点数据的全波形反演项目结果的单元；以及用来基于所述炮点数据的全波形反演项目结果更新速度模型，获得全波形反演模型的单元，其中，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加包括：将所述多个计算节点分组，对每组内的计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得叠加数据；在获得的所述叠加数据的数量大于一的情况下，将获得的所述叠加数据再次分组并分别进行叠加；在获得的所述叠加数据的数量等于一的情况下，将获得的所述叠加数据作为所述炮点数据的全波形反演项目结果。根据本专利技术的全波形反演并行计算方法，通过并行数据叠加，实现叠加所需时间显著减少，计算效率显著提升。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的全波形反演并行计算方法的步骤的流程图。图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的并行数据叠加方法的示意图。图3示出了根据现有技术的一种串行数据叠加方法的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施方式1图1示出了根据本专利技术的全波形反演并行计算的步骤的流程图。在该实施方式中，根据本专利技术的全波形反演并行计算方法可以包括：步骤101，基于所采集的地震资料，获取炮点数据，进而获取记录所述炮点数据的计算状态的并行状态文件，通过多个计算节点分布式并行计算所述炮点数据的全波形反演项目；步骤102，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得所述炮点数据的全波形反演项目结果；以及步骤103，基于所述炮点数据的全波形反演项目结果更新速度模型，获得全波形反演模型。其中，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加包括：将所述多个计算节点分组，对每组内的计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得叠加数据；在获得的所述叠加数据的数量大于一的情况下，将获得的所述叠加数据再次分组并分别进行叠加；在获得的所述叠加数据的数量等于一的情况下，将获得的所述叠加数据作为所述炮点数据的全波形反演项目结果。该实施方式通过并行数据叠加，减少了数据叠加过程中的网络复制次数与文件叠加次数，实现高效稳定的全波形反演并行计算。下面详细说明根据本专利技术的全波形反演并行计算方法的具体步骤。在一个示例中，基于所采集的地震资料，可以获取炮点数据，进而获取记录所述炮点数据的计算状态的并行状态文件，通过多个计算节点分布式并行计算所述炮点数据的全波形反演项目。在一个示例中，所述炮点数据的全波形反演项目可以包括所述炮点数据的梯度与残差。在一个示例中，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目可以进行叠加，获得所述炮点数据的全波形反演项目结果。在一个示例中，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加可以包括：将所述多个计算节点分组，对每组内的计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得叠加数据；在获得的所述叠加数据为多个的情况下，将获得的所述叠加数据再次分组并分别进行叠加；在获得的所述叠加数据为一个的情况下，将获得的所述叠加数据作为所述炮点数据的全波形反演项目结果。在一个示例中，所述多个计算节点的分组可以为两两一组。图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的并行数据叠加方法的示意图。图3示出了根据现有技术的串行数据叠加方法的示意图。如图2所示，计算节点的数量可以为8个，分别为g1、g2、g3、g4、g5、g6、g7、g8，根据本专利技术的方法，可以将所述计算节点两两分组，即g1、g2可以为一组，g3、g4可以为一组，g5、g6可以为一组，g7、g8可以为一组；以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全波形反演计算方法，包括：基于所采集的地震资料，获取炮点数据，进而获取记录所述炮点数据的计算状态的并行状态文件，通过多个计算节点分布式并行计算所述炮点数据的全波形反演项目；对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得所述炮点数据的全波形反演项目结果；以及基于所述炮点数据的全波形反演项目结果更新速度模型，获得全波形反演模型，其中，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加包括：将所述多个计算节点分组，对每组内的计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得叠加数据；在获得的所述叠加数据为多个的情况下，将获得的所述叠加数据再次分组并分别进行叠加；以及在获得的所述叠加数据为一个的情况下，将获得的所述叠加数据作为所述炮点数据的全波形反演项目结果。

【技术特征摘要】
1.一种全波形反演计算方法，包括：基于所采集的地震资料，获取炮点数据，进而获取记录所述炮点数据的计算状态的并行状态文件，通过多个计算节点分布式并行计算所述炮点数据的全波形反演项目；对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得所述炮点数据的全波形反演项目结果；以及基于所述炮点数据的全波形反演项目结果更新速度模型，获得全波形反演模型，其中，对所述多个计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加包括：将所述多个计算节点分组，对每组内的计算节点计算的所述炮点数据的全波形反演项目进行叠加，获得叠加数据；在获得的所述叠加数据为多个的情况下，将获得的所述叠加数据再次分组并分别进行叠加；以及在获得的所述叠加数据为一个的情况下，将获得的所述叠加数据作为所述炮点数据的全波形反演项目结果。2.根据权利要求1所述的全波形反演计算方法，其中，所述炮点数据的全波形反演项目包括所述炮点数据的梯度与残差。3.根据权利要求1所述的全波形反演计算方法，其中，所述多个计算节点的分组为两两一组。4.根据权利要求1所述的全波形反演计算方法，其中，基于所述炮点数据的全波形反演项目结果更新速度模型，获得全波形反演模型包括：在所述速度模型的更新次数未达到指定次数的情况下，将按照更新后的所述速度模型继续进行所述全波形反演并行计算；以及在所述速度模型的更新次数达到指定次数的情况下，将最后一次更新的速度模型作为最终速度模型，进而获得全波形反演模型，其中，所述指定次数为人为设定的并行计算的总次数。5.一种全波形反演计...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱成宏，董宁，陈业全，魏哲枫，刘玉金，徐蔚亚，张春涛，高鸿，庞海玲，张建伟，罗明秋，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11