[发明专利]一种提高地震叠前时间偏移计算效率的方法

说明书

技术领域

本发明属于石油勘探中的地震资料处理领域，具体涉及一种提高地震叠前时间偏移计算效率的方法。

背景技术

在石油地震勘探等领域，叠前时间偏移(Pre-stack time migration，PSTM)是构造成像的有效方法之一，能有效适应地层速度变化，适用于大倾角和低信噪比的偏移成像方法，被工业界广泛的应用。

叠前时间偏移是常规地震资料处理的一个非常重要处理步骤，根据数据量的不同和计算集群的规模，叠前时间偏移计算时间从几天到几周，数据量大的甚至达到数月。叠前时间偏移的计算量和需要处理的数据量是巨大的，PSTM每输出一个地震道，就是一次海量计算。以现有常规三维采集的情况下，偏移一个地震道的输出至少需要数百万道甚至更多(偏移孔径决定)的输入道数据，每个点需要进行旅行时的运算和振幅补偿，同时数据道要进行频率滤波处理。

目前，工业界使用大规模的服务器或微机集群来进行叠前偏移处理，其基本原理是将数据分配到各个CPU核上，然后由各个CPU核单独进行计算，最后将结果汇总输出；除了利用CPU进行并行计算外，GPU也是一个很好的选择，这主要是GPU拥有非常可观的浮点运算能力。随着GPU硬件和技术的不断发展，利用GPU集群进行叠前偏移计算，使其计算效率得到了大幅度的提高。但是随着处理数据的不断增加，计算成本仍然非常昂贵，因此，从算法方面提高偏移的计算效率是非常重要。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种提高地震叠前时间偏移计算效率的方法，通过分析叠前时间偏移中旅行时计算的特点，采用自适应的旅行时插值计算方法，减少计算量，提高叠前时间偏移计算效率，为地震资料处理节约计算成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高地震叠前时间偏移计算效率的方法，首先计算在时间轴上相隔步长为n的成像点的旅行时间，然后采用自适应线性插值计算方法得到其余成像点的旅行时间。

所述方法包括以下步骤：

步骤1：设xt1成像点为需要计算的起始时间点，计算步长为n的三个成像点的旅行时间，三个成像点分别为xt1、xt1+n和xt1+2n，计算得到的旅行时间分别为T1、T2和T3；

步骤2：通过插值计算得到xt1+n成像点的旅行时间T2c；

步骤3：通过插值计算得到的旅行时间T2c与实际计算得到的旅行时间的差值为T2c-T2，如果T2c-T2小于第一阀值eposl，则步长n变大为2倍，即n＝n*2了；如果T2c-T2大于第二阀值epos2，则步长n变小为一半，即n＝n/2；如果上述两个条件均不满足，则步长n保持不变；

步骤4：通过插值计算得到成像点xt1至xt1+2n之间的其他所有成像点的旅行时间；

步骤5：判断是否所有需要计算的点都计算完成，如果否，则设xt1＝xt1+2n，然后返回步骤1，如果是，则结束。

所述步骤1中n的初始值为4、8、16或32。

所述步骤2是这样实现的：采用线性插值方法，T3和T1之间的时间差分为2n等分，每一等分为(T3-T1)/2n，距离xt1为n等分的xt1+n点的旅行时间为：T2c＝T1+n*(T3-T1)/2n)＝(T3+T1)/2。

所述步骤3中的第一阀值eposl为采样时间dt的百分之十五，第二阀值 epos2为采样时间的百分之四十。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在未降低成像效果的前提下，提高了计算效率，节约了计算成本。

附图说明

图1是叠前时间偏移计算的步骤框图。

图2是叠前时间偏移旅行时计算与成像代码。

图3是速度曲线。

图4是旅行时间曲线(成像点和炮检中点距离XX为1500米)。

图5是自适应插值计算出的旅行时与实际旅行时的差。

图6是自适应插值计算旅行时。

图7-1是常规计算的结果。

图7-2是采用本发明方法计算的结果。

图8是本发明方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

克希霍夫叠前时间偏移公式为：