疊前深度偏移方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及地質勘探技術領域，特別涉及一種疊前深度偏移方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 克?；舴虔B前深度偏移技術是地球物理勘探地震數據處理過程中較為重要的一 種深度域成像方法，該方法相對于時間偏移具有更高的成像質量，而且不受野外數據觀測 方式的限制，另外該方法還能輸出基于炮檢距的共成像點道集，其中，共成像點道集是進行 進一步速度分析的重要信息。
[0003] 在水平地表情況下，Kirchhoff(克?；舴颍┓e分法偏移公式為：
[0005] 其中，成像點ξ= (χξ,y4,ζξ)，I(ξ)表示成像點ξ的成像結果,D[t,m，h]表示 野外觀測的地震數據，m表示共中心點，h表示半炮檢距，Ωξ表示偏移孔徑。而疊前偏移過 程本質是對一系列觀測數據進行加權求和的過程，其中，上式中的W(ξ，m，h)就表示加權 因子，tD(ξ，m,h)表示由炮點到成像點再到接收點的旅行時間。
[0006] 克?；舴虔B前深度偏移方法的數學表達雖然較為抽象，但其物理實現過程可簡單 描述為：地震道是從待偏移數據空間到偏移結果數據空間多對多的映射，映射關系為程函 方程旅行時計算公式，在不考慮時變孔徑的條件下，克?；舴虔B前深度偏移就是把每一道 炮檢距為h的待偏移地震數據映射到偏移結果數據集中的一個橢圓柱體中，其中，該橢圓 柱體的軸心是當前待偏移地震道按大地坐標在偏移結果空間中的投影位置。如果偏移孔徑 采用圓形且孔徑值為300,那么一個待偏移地震采樣點會映射到282600(3. 14*300*300)個 偏移結果地震采樣點上。
[0007] 在水平地表情況下，克希霍夫積分法偏移采用上述的Kirchhoff積分法偏移公 式，該公式可以進行深度偏移，當進行深度偏移時采用如圖1所示的方式計算旅行時，具體 地，可以采用以下兩個公式聯(lián)合計算旅行時：
[0008]T=Ts+Tr
[0010] 其中，Ts表示炮點和檢波點到成像點的旅行時，?\表示檢波點到成像點的旅行時， t表示炮點或檢波點到成像點的旅行時，V表示介質的層速度。
[0011] 由上述三個公式可以看出，完成一個地震樣點的疊前深度偏移需要包括：旅行時 計算、振幅加權、反假頻濾波和積分求和等計算。一般地，一個地震道包含幾千個地震樣點、 一個工區(qū)包含幾千萬至幾億個地震道，因此一個工區(qū)的疊前深度偏移的計算量是極其龐大 的，傳統(tǒng)計算機的計算能力很難滿足疊前深度偏移計算量的要求。
[0012] 針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內容】

[0013] 本發(fā)明實施例提供了一種疊前深度偏移方法，以達到快速高效完成疊前深度偏移 的目的，該方法包括：
[0014] 計算節(jié)點領取一個成像任務，并讀取該成像任務對應的旅行時表至CPU內存中；
[0015] 所述計算節(jié)點將CPU內存中的旅行時表傳輸至該計算節(jié)點中的GPU顯卡中；
[0016] 所述計算節(jié)點讀取分配至該計算節(jié)點的待偏移地震數據；
[0017] 所述計算節(jié)點中的CPU和GPU分別從分配至該計算節(jié)點的待偏移地震數據中讀取 地震數據，并根據所述旅行時表對讀取的地震數據進行偏移成像計算，直至分配至該計算 節(jié)點的待偏移數據偏移完成；
[0018] 所述計算節(jié)點中的GPU將GPU顯卡中的成像結果傳給所述計算節(jié)點中的CPU，該 CPU將CPU內存中的偏移成像結果與GPU顯卡中的偏移成像結果相加，作為該計算節(jié)點的偏 移成像結果。
[0019] 在一個實施方式中，所述計算節(jié)點將CPU內存中的旅行時表傳輸至該計算節(jié)點中 的GPU顯卡中，包括：
[0020] 采用拷貝的方式將CPU內存中的旅行時表拷貝至GPU顯卡中，使CPU內存中的旅 行時表與GPU顯卡中的旅行時表完全相同。
[0021] 在一個實施方式中，所述計算節(jié)點中的CPU和GPU分別從分配至該計算節(jié)點的待 偏移地震數據中讀取地震數據，并根據所述旅行時表對讀取的地震數據進行偏移成像計 算，直至分配至該計算節(jié)點的待偏移數據偏移完成，包括：
[0022] 所述計算節(jié)點中的CPU和GPU根據各自的計算能力自適應地從分配至該計算節(jié)點 的待偏移地震數據中讀取地震數據，并進行偏移成像計算，直至分配至該計算節(jié)點的待偏 移數據全部偏移完成。
[0023] 在一個實施方式中，在計算節(jié)點領取一個成像任務，并讀取該成像任務對應的旅 行時表至CPU內存中之前，所述方法還包括：
[0024] 所述計算節(jié)點領取一個旅行時計算起始點；
[0025] 所述計算節(jié)點以領取的旅行時計算起始點作為起始點，以偏移孔徑作為橫向范 圍，以最大偏移深度作為縱向范圍，計算該起始點至所述橫向范圍和縱向范圍所限定的范 圍空間內任意一點的時間，以得到該起始點的旅行時表。
[0026] 在一個實施方式中，按照以下公式確定起始點個數：
[0027] 起始點個數=(待偏移地震數據的最大沿測線方向線號一待偏移地震數據的最 小沿測線方向線號）X(待偏移地震數據的最大CMP號一待偏移地震數據的最小CMP號）；
[0028] 其中，待偏移地震數據的最小沿測線方向線號=當前成像區(qū)間的最小沿測線方向 線號-垂直測線方向的最大孔徑/線間距）；
[0029] 待偏移地震數據的最大沿測線方向線號=當前成像區(qū)間的最大沿測線方向線號 + (垂直測線方向的最大孔徑/線間距）；
[0030] 待偏移地震數據的最小CMP號=當前成像區(qū)間的最小CMP號_(沿直測線方向的 最大孔徑/CMP間距）；
[0031] 待偏移地震數據的最大CMP號=當前成像區(qū)間的最大CMP號+(沿直測線方向的 最大孔徑/CMP間距）。
[0032] 在一個實施方式中，所述計算節(jié)點為組長節(jié)點，或組員節(jié)點，其中，所有參與計算 的計算節(jié)點被分為N組，從每組中選取一個計算節(jié)點作為組長節(jié)點，除組長節(jié)點之外的計 算節(jié)點作為組員節(jié)點；
[0033] 相應的，在所述計算節(jié)點中的GPU將GPU顯卡中的成像結果傳給計算節(jié)點中的 CPU，該CPU將CPU內存中的偏移成像結果與GPU顯卡中的偏移成像結果相加，作為該計算 節(jié)點的偏移成像結果之后，所述方法還包括：
[0034] 每組的組長節(jié)點回收該組長節(jié)點所在分組內的所有組員節(jié)點的偏移成像結果并 輸出。
[0035] 在一個實施方式中，按照以下原則將參與計算的計算節(jié)點分為N組：
[0036] 當成像任務的個數大于4時，將相鄰的4個計算節(jié)點劃分為一組；
[0037] 當成像任務的個數小于4且大于1時，將成像任務個計算節(jié)點劃分為一組；
[0038] 當成像任務的個數小于1時，將1個計算節(jié)點劃分為一組。
[0039] 在一個實施方式中，按照如下公式確定成像任務的個數：
[0040] 成像任務的個數=成像空間的總面元數/單個計算節(jié)點可存儲的旅行時表的個 數；
[0041] 其中，單個計算節(jié)點可存儲的旅行時表的個數=(單GPU顯卡的物理內存X0. 8)/ 單個成像空間旅行時表所占用的存儲空間大??；
[0042] 其中，單個成像空間旅行時表所占用的存儲空間大小=(偏移孔徑/線間 距）X(偏移孔徑/CMP間距）X(偏移深度/深度采樣間隔）X4字節(jié)。
[0043] 本發(fā)明實施例還提供了一種疊前深度偏移裝置，以達到快速高效完成疊前深度偏 移的目的，該裝置位于計算節(jié)點中，包括：
[0044] 第一讀取單元，用于領取一個成像任務，并讀取該成像任務對應的旅行時表至CPU 內存中；
[0045] 傳輸單元，用于將CPU內存中的旅行時表傳輸至該計算節(jié)點中的GPU顯卡中；
[0046] 第二讀取單元，用于讀取分配至該計算節(jié)點的待偏移地震數據；
[0047] 第一控制單元，用于控制所述計算節(jié)點中的CPU和GPU分別從分配至該計算節(jié)點 的待偏移地震數據中讀取地震數據，并根據所述旅行時表對讀取的地震數據進行偏移成像 計算，直至分配至該計算節(jié)點的待偏移數據偏移完成；
[0048] 第二控制單元，用于控制所述計算節(jié)點中的GPU將GPU顯卡中的成像結果傳給所 述計算節(jié)點中的CPU，該CPU將CPU內存中的偏移成像結果與GPU顯卡中的偏移成像結果相 加，作為該計算節(jié)點的偏移成像結果。
[0049] 在一個實施方式中，所述傳輸單元具體用于采用拷貝的方式將CPU內存中的旅行 時表拷貝至GPU顯卡中，使CPU內存中的旅行時表與GPU顯卡中的旅行時表完全相同。
[0050] 在本發(fā)明實施例中，計算節(jié)點不僅通過CPU進行偏移成像，也采用GPU進行偏移成 像，也就是說，計算節(jié)點是采用CPU與GPU并行的方式進行疊前地震偏移成像。因為GPU具 備很高的計算性能，采用這種CPU與GPU并行的方式可以有效地解決現有技術中在大數據 情況下，純CPU計算集群很難完成疊前深度偏移的技術問題，達到了快速高效完成疊前深 度偏移的技術效果。
【附圖說明】
[0051] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不 構成對本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0052] 圖1是水平地表旅行時計算示意圖；
[0053] 圖2是根據本發(fā)明實施的疊前深度偏移方法的方法流程圖；
[0054] 圖3是根據本發(fā)明實施例的待偏移地震數據分割圖；
[0055]圖4是根據本發(fā)明實施例的成像空間的面元數；
[0056]圖5是根據本發(fā)明實施例的成像區(qū)間確定的待偏移地震數據范圍；
[0057] 圖6是根據本發(fā)明實施例的共成像點旅行時表的抽取圖；
[0058] 圖7是根據本發(fā)明實施例的旅行時表從CPU內存中傳