基于GPU的Kirchhoff叠前深度偏移方法研究与应用

发布时间：2022-01-23 23:11

　　Kirchhoff叠前深度偏移方法以精确成像和快速计算的特点在工业界被广泛使用,随着油气勘探领域对中深层、强速度变化区域复杂构造成像的要求越来越高,高密度地震采集技术的应用对Kirchhoff叠前深度偏移程序处理海量地震数据的能力有了更高的要求。伴随着芯片技术的进一步突破,NVIDIA GPU这种专门用于计算的多核处理器解决方案开始助力“高性能计算”领域的蓬勃发展,并与海量数据处理驱动下的石油行业相结合,推动着地震处理算法在实施平台上的更新。本研究以Kirchhoff叠前深度偏移方法为核心,设计并实现了基于GPU实施平台的并行处理方法,取得了良好的处理速度。主要的研究内容如下:1、研究了GPU加速平台的硬件架构原理、软件实施平台、计算执行模型、内存管理模式和数据通信机制。2、研究了基于波前面重建的射线追踪方法和标量波动方程Kirchhoff积分解的理论推导过程。3、将理论方法与GPU硬件组成和计算机实现相结合,对以成像部分为主的各模块部分计算效率进行分析对比,设计了相应的改进方案。首先完成了对计算密集型偏移成像部分的GPU并行实现;在此基础上设计了一个新的CUDA流处理方法,实现了以走... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

CPU和GPU微架构示意图（选自NVIDIA，2016Figure3）

其他资源主要是指如：warp scheshared memory（共享存储），instruction cache。MP 可以看做 GPU 的心脏（对比 CPU 核心 的稀缺资源，通过 CUDA 将这些资源分配给所的资源就使每个 MP 中 active warps 有非常严

编程上的概念，以一个二维架构示意图是程序执行的最基础单元，通常一个任务群组成一个 block，在 block 内虚拟的安。对于同一个 block 中的 thread 可以同多个 block 则会再构成 grid，在 grid 内 数目限制。warp：GPU 执行程序时的调 thread 组成，active warp 的指标是作为衡

【参考文献】：
期刊论文
[1]Kirchhoff型偏移理论的研究历史、研究现状与发展趋势展望——与光学绕射理论的类比、若干新结果、新认识以及若干有待于解决的问题[J]. 孙建国.  吉林大学学报(地球科学版). 2012(05)
[2]大规模三维地震数据Kirchhoff叠前深度偏移及其并行实现[J]. 王华忠,刘少勇,孔祥宁,蔡杰雄,方伍宝.  石油地球物理勘探. 2012(03)
[3]起伏地表直接叠前时间偏移[J]. 刘国峰,刘洪,李博,刘钦,佟小龙.  石油地球物理勘探. 2010(02)
[4]叠前深度域偏移成像技术及其应用[J]. 马国东.  中国煤炭地质. 2008(06)
[5]高精度克希霍夫三维叠前深度偏移及并行实现[J]. 陈志德,刘振宽,李成斌.  大庆石油地质与开发. 2001(03)
[6]几类叠前深度偏移方法的研究现状[J]. 张钋,李幼铭,刘洪.  地球物理学进展. 2000(02)

博士论文
[1]叠前时间偏移成像影响因素研究[D]. 张伟.中国地质大学（北京） 2010
[2]论波前构建法中的几个计算问题[D]. 韩复兴.吉林大学 2009

硕士论文
[1]3D TTI逆时偏移成像及多GPU优化[D]. 李春.中国地质大学(北京) 2017
[2]叠前时间偏移技术在冀东油田某工区的应用性研究[D]. 孙海福.中国地质大学(北京) 2012
[3]弯曲射线Kirchhoff积分叠前时间偏移及并行实现[D]. 刘国峰.中国地质大学（北京） 2007
[4]基于波动方程的三维叠前深度偏移[D]. 李慧.大庆石油学院 2007
[5]叠前深度偏移技术的应用研究[D]. 李学聪.中国地质大学（北京） 2006
[6]基于波前构建的射线走时和振幅计算[D]. 何洋.吉林大学 2005



本文编号：3605343