[发明专利]一种海量炮域高效共成像点偏移距道集提取方法

说明书

本发明涉及一种海量炮域高效提取共成像点偏移距道集方法，解决了现有共成像点偏移距道集I/O频繁导致效率低、稳定性和兼容性差的问题。包括以下步骤：首先完成炮域偏移处理并存储于共享磁盘中，根据输出的道集范围及每个可用计算节点的内存大小对输出的共成像点偏移距道集进行分组，同时将每个计算节点提取的分组共成像点偏移距道集从节点内存输出，单独存储于共享磁盘中，供后续的切除叠加、构造和反演解释等油气勘探应用。本发明可以充分利用计算节点的内存和计算资源，不受计算节点内存大小不等、数量及计算节点故障等因素影响，同时显著提高了共成像点偏移距道集的提取效率，满足了实际应用需求。

技术领域

本发明涉及地震勘探数据处理技术领域，特别涉及一种从海量炮域地震成像数据体中高效提取共成像点偏移距道集的方法。

背景技术

炮域地震成像方法，诸如单程波方法、逆时偏移方法等是基于波动方程对地震波场进行延拓，能够更好地解决复杂构造、复杂波场的地震成像问题，可以处理速度模型和地质构造变化较为复杂剧烈情况，其成像效果要显著优于常规基于共偏移距域或共中心点域的地震成像方法，例如克希霍夫积分成像方法，因此炮域地震成像方法在实际生产中具有重要的推广应用价值。

炮域地震成像方法形成的共成像点道集总体可以分为两类，一是共成像点角度域道集，其理论先进、成像精度高，但需要在偏移过程的每个时间步和空间位置计算波前的传播角度，这显著增大了计算的复杂度和计算量；二是共成像点偏移距域道集，其是在炮域偏移后的单炮成像数据体中提取，不需要在成像过程中去计算角度等信息，因此，该类型道集在实际生产中更具有可行性和实用性，应用也更为普遍。这两类道集均可通过切除叠加、偏移速度分析、AVO分析等，能够显著提高复杂地质目标的构造细节甚至储层的刻画精度。

本发明专利提取的就是共成像点偏移距域道集，是在炮域偏移后的单炮成像数据体中提取。炮域地震成像方法以单炮成像数据体形式进行数据存储，通常一个三维地震工区的炮数在1万以上，单炮偏移数据体在1GB以上（按照以下偏移参数计算：10km偏移孔径，偏移网格20m，偏移深度10km，偏移步长10m），整个工区炮域偏移数据体在10TB以上，总成像地震道集数在25亿道以上。而计算机节点内存一般不超过128GB，因此，无法将如此庞大的数据量直接放入内存去完成共成像点偏移距道集的提取工作。

现有技术做法如下：

（1）采用单计算节点从节点共享磁盘上逐炮逐道读取成像数据体，获得每道炮点坐标、成像点坐标及其对应的成像点和偏移距等道头信息和数据，通过投影叠加后再写入共成像点偏移距道集的相应位置，如此每进行一道共成像点偏移距道集提取需要3次磁盘I／O操作。通常成像深度点数为1000个，这样10T成像数据体对应约25亿道地震数据，完成该数据量的共成像点偏移距道集的提取需要进行约75亿次I／O操作，效率非常低，运算非常耗时，因此很难得到应用和推广。

（2）通过国内外现有专利检索，仅收集到1项相关发明专利“一种逆时偏移偏移距域共成像点道集提取方法，2013年授权”，其提取方法为：将该逆时偏移炮域成像数据体存在单计算机节点的本地磁盘上，并基于MPI实现多节点的逆时偏移炮域成像数据的共成像点偏移距道集提取，由此来克服计算机内存无法存放海量共成像点道集数据体的缺陷，并一定程度提高了道集提取效率。

但该专利方法存在以下3个方面的缺陷：（1）每个共成像点偏移距道集分块大小需要小于从节点中的最小内存，因此没有充分利用所有节点的内存资源；（2）主节点需要跨节点依次拷贝和叠加不同从节点提取的道集数据，I/O操作增多，提取效率降低。（3）任意一个从节点故障将导致整个道集提取工作重头开始，因此提取工作存在风险。如何充分利用节点内存资源、降低道集提取风险、减小数据I/O操作、提高道集提取效率方面，目前未见相关的研究报道。

发明内容