各向异性介质逆时偏移方法研究

发布时间：2017-11-13 00:14

  本文关键词：各向异性介质逆时偏移方法研究

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【摘要】：基于双程波动方程的叠前逆时偏移方法成像精度高,无地层倾角限制,适合复杂地下构造成像。由于真实地下介质的各向异性广泛存在,基于各向同性的地震波正演算法及逆时偏移算法,无法准确描述各向异性介质中地震波场传播特性,成像精度也会受到限制。TI(Transverse Isotropy)介质是常见的各向异性介质,根据其对称轴垂直还是倾斜又分别可以称为VTI介质和TTI介质。论文主要研究并实现了VTI介质和TTI介质逆时偏移技术。基于高阶有限差分算法,深入研究了逆时偏移计算中所涉及的关键技术:边界条件、成像条件、噪音压制、并行加速方法和降低存储方法等,并在VTI和TTI介质的逆时偏移计算中加以运用。根据VTI介质一阶准P波方程推导出了炮点和检波点的逆时延拓的交错网格高阶差分格式,对VTI介质进行了有限差分正演数值模拟研究。针对算法计算量和存储量大的问题,研究了一种改进的基于GPU加速的有效完全匹配层(PML)吸收边界存储策略。优化的有效PML吸收边界存储策略只需增加少量的额外计算,就可大幅度的降低存储成本,进而实现高精度和高效率的各向异性介质逆时偏移。利用Hess 2DVTI速度模型测试了VTI介质逆时偏移算法。在VTI介质相速度研究的基础上,推导了二维TTI介质的波动方程。利用高阶有限差分数值模拟方法和有效完全匹配层(PML)存储策略对TTI介质进行了正演数值模拟和波场稳定性研究,同时综合对比分析了GPU全局存储器和共享存储器的加速技术对计算效率的影响。针对TTI介质交叉导数有限差分算法计算量大的问题,研究了GPU共享存储器,提高了计算效率的方法。结合GPU加速的有效PML吸收边界存储策略,给出了TTI介质逆时偏移算法。模型试算结果表明了TTI介质逆时偏移算法的有效性,充分利用GPU的共享存储器加速技术可以提高TTI介质正演及逆时偏移算法的计算效率。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.44

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本文编号：1178241