[發明專利]一種提高地震疊前時間偏移計算效率的方法

有效

• 申請號: 201310360493.5
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN104422953B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 朱海波;林伯香
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于石油勘探中的地震資料處理領域，具體涉及一種提高地震疊前時間偏移計算效率的方法。

背景技術

在石油地震勘探等領域，疊前時間偏移(Pre-stack time migration，PSTM)是構造成像的有效方法之一，能有效適應地層速度變化，適用于大傾角和低信噪比的偏移成像方法，被工業界廣泛的應用。

疊前時間偏移是常規地震資料處理的一個非常重要處理步驟，根據數據量的不同和計算集群的規模，疊前時間偏移計算時間從幾天到幾周，數據量大的甚至達到數月。疊前時間偏移的計算量和需要處理的數據量是巨大的，PSTM每輸出一個地震道，就是一次海量計算。以現有常規三維采集的情況下，偏移一個地震道的輸出至少需要數百萬道甚至更多(偏移孔徑決定)的輸入道數據，每個點需要進行旅行時的運算和振幅補償，同時數據道要進行頻率濾波處理。

目前，工業界使用大規模的服務器或微機集群來進行疊前偏移處理，其基本原理是將數據分配到各個CPU核上，然后由各個CPU核單獨進行計算，最后將結果匯總輸出；除了利用CPU進行并行計算外，GPU也是一個很好的選擇，這主要是GPU擁有非常可觀的浮點運算能力。隨著GPU硬件和技術的不斷發展，利用GPU集群進行疊前偏移計算，使其計算效率得到了大幅度的提高。但是隨著處理數據的不斷增加，計算成本仍然非常昂貴，因此，從算法方面提高偏移的計算效率是非常重要。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種提高地震疊前時間偏移計算效率的方法，通過分析疊前時間偏移中旅行時計算的特點，采用自適應的旅行時插值計算方法，減少計算量，提高疊前時間偏移計算效率，為地震資料處理節約計算成本。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種提高地震疊前時間偏移計算效率的方法，首先計算在時間軸上相隔步長為n的成像點的旅行時間，然后采用自適應線性插值計算方法得到其余成像點的旅行時間。

所述方法包括以下步驟：

步驟1：設xt1成像點為需要計算的起始時間點，計算步長為n的三個成像點的旅行時間，三個成像點分別為xt1、xt1+n和xt1+2n，計算得到的旅行時間分別為T1、T2和T3；

步驟2：通過插值計算得到xt1+n成像點的旅行時間T2c；

步驟3：通過插值計算得到的旅行時間T2c與實際計算得到的旅行時間的差值為T2c-T2，如果T2c-T2小于第一閥值eposl，則步長n變大為2倍，即n＝n*2了；如果T2c-T2大于第二閥值epos2，則步長n變小為一半，即n＝n/2；如果上述兩個條件均不滿足，則步長n保持不變；

步驟4：通過插值計算得到成像點xt1至xt1+2n之間的其他所有成像點的旅行時間；

步驟5：判斷是否所有需要計算的點都計算完成，如果否，則設xt1＝xt1+2n，然后返回步驟1，如果是，則結束。

所述步驟1中n的初始值為4、8、16或32。

所述步驟2是這樣實現的：采用線性插值方法，T3和T1之間的時間差分為2n等分，每一等分為(T3-T1)/2n，距離xt1為n等分的xt1+n點的旅行時間為：T2c＝T1+n*(T3-T1)/2n)＝(T3+T1)/2。

所述步驟3中的第一閥值eposl為采樣時間dt的百分之十五，第二閥值 epos2為采樣時間的百分之四十。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明在未降低成像效果的前提下，提高了計算效率，節約了計算成本。

附圖說明

圖1是疊前時間偏移計算的步驟框圖。

圖2是疊前時間偏移旅行時計算與成像代碼。

圖3是速度曲線。

圖4是旅行時間曲線(成像點和炮檢中點距離XX為1500米)。

圖5是自適應插值計算出的旅行時與實際旅行時的差。

圖6是自適應插值計算旅行時。

圖7-1是常規計算的結果。

圖7-2是采用本發明方法計算的結果。

圖8是本發明方法的步驟框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述：

克希霍夫疊前時間偏移公式為：