各向异性逆时偏移联合成像及GPU协同运算

发布时间：2021-02-23 13:42

　　偏移成像是确定地球介质形态的重要环节,而近些年提出的叠前深度偏移更是对精细地区成像的更为准确的方式,逆时偏移使用全波场成像,拥有更高的精确程度和更丰富的有效信息。与此同时,研究地震波在复杂地球介质里传播的规律与其成像方法是地球物理学研究的重要且前沿的课题。地球物理学者普遍认为地球是完全弹性介质以及各向同性的介质,使用常规介质的地震处理技术对各向异性区域的地震数据进行处理将使偏移成像的分辨率变低以及造成成像误差。作为各向异性介质模型很好的近似,各向同性假设可以解决一些实际问题,但是由于其精度较低以及观测技术的限制,很难体现出明确波动各向异性,所以我们认为之前的方法并未对复杂地区特有的各向异性特征进行充分的重视。叠前深度偏移需要大量的计算和内存,对于计算机水平要求较高,而逆时偏移便是这样一种偏移成像方法,但其成像优势十分明显,适合研究较为高精度的各向异性区域,加之各向异性参数的引入,计算量进一步加大,于是需要提高计算能力的方法或者技术,近些年来GPU发展较为迅速,可以将其引入到地震成像研究中,用来对高计算量的成像方法进行提速。综上所述,随着多分量地震数据越来越多以及大偏移距的地震勘探技术应... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 逆时偏移的研究现状
        1.2.2 各向异性的研究现状
        1.2.3 计算效率的研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 各向异性介质基本理论
    2.1 各向异性弹性波波动方程
        2.1.1 本构方程（广义虎克定律）
        2.1.2 运动微分方程（纳维尔方程）
        2.1.3 几何方程
        2.1.4 各向异性介质弹性波动方程
    2.2 各向异性弹性波Christoffel方程
        2.2.1 Christoffel方程
        2.2.2 Christoffel方程的求解
    2.3 地下实际各向异性介质分类
    2.4 各向异性介质的Thomsen参数表征
第三章 各向异性矢量波波场分离及逆时偏移
    3.1 分步虚p波波场分离
        3.1.1 虚p波波场分离算法
        3.1.2 虚p波传播算子构建
        3.1.3 分步虚p波波场分离及运动学与动力学分析
    3.2 各向异性矢量波逆时偏移
    3.3 复杂吸收边界条件
        3.3.1 PML边界条件
        3.3.2 复杂吸收边界条件
第四章 各向异性矢量波逆时偏移的GPU-CPU协同运算
    4.1 GPU加速框架及原理
        4.1.1 GPU硬件架构
        4.1.2 CUDA编程基础
    4.2 CPU-GPU协同加速策略研究
第五章 模型试算
    5.1 单点绕射模型
    5.2 凹陷模型
    5.3 Hess模型
    5.4 2007BP模型（部分）
    5.5 Marmousi2模型（自建）
认识与结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]横向各向同性介质拟声波方程及其在逆时偏移中的应用[J]. 康玮,程玖兵.  地球物理学报. 2012(03)
[2]起伏地表叠前逆时偏移理论及GPU加速技术[J]. 刘红伟,刘洪,李博,王鑫,佟小龙,刘钦.  地球物理学报. 2011(07)
[3]地震叠前逆时偏移高阶有限差分算法及GPU实现[J]. 刘红伟,李博,刘洪,佟小龙,刘钦.  地球物理学报. 2010(07)
[4]地震波逆时偏移方法研究综述[J]. 陈可洋.  勘探地球物理进展. 2010(03)
[5]多分量波场的矢量法叠前深度偏移技术[J]. 何兵寿,张会星.  石油地球物理勘探. 2006(04)
[6]各向异性介质弹性波场正演及偏移[J]. 熊煜,李录明,罗省贤.  成都理工大学学报(自然科学版). 2006(03)
[7]水平井与直井交错井网优化方法[J]. 赵春森,肖丹凤,宋文玲,冯凤萍,单春龙.  石油勘探与开发. 2005(01)
[8]非均匀介质地震波传播交错网格高阶有限差分法模拟[J]. 裴正林,牟永光.  石油大学学报(自然科学版). 2003(06)
[9]弹性波动方程叠前逆时偏移[J]. 张会星,宁书年.  中国矿业大学学报. 2002(05)
[10]各向异性弹性波有限元叠前逆时偏移[J]. 张美根,王妙月.  地球物理学报. 2001(05)

硕士论文
[1]弹性波叠前逆时偏移与GPU加速[D]. 马庆珍.中国石油大学（华东） 2012
[2]复杂条件下高效逆时偏移方法研究[D]. 张春燕.中国石油大学 2011
[3]基于GPU的WPA/WPA2-PSK高速破译方法研究[D]. 周洁.西安电子科技大学 2010
[4]横向各向同性介质多分量联合逆时偏移[D]. 秦童.中国石油大学 2009



本文编号：3047684