一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法及系统，属于地震资料处理领域。该GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法首先处理地震数据的道头，建立OVT索引；然后在绕射叠加过程中通过OVT索引访问对应的各道地震数据，获得OVT域成像结果。本发明专利技术通过优化数据读写方案和GPU设备加速，实现了计算效率的大幅提升，同时节省了磁盘空间，使得OVT成像处理的计算效率提高。

【技术实现步骤摘要】
一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法及系统
本专利技术属于地震资料处理领域，具体涉及一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法及系统。
技术介绍
传统OVT深度偏移技术的基本流程图如图1所示，具体的步骤如下：1)读取经过前期处理的地震数据，计算每一个地震道的OVT号，计算公式如下：其中Sx是炮点的x坐标，Sy是炮点的y坐标，Gx是检波点的x坐标，Gy是检波点的y坐标，OVT代表OVT号，Δx和Δy分别是用户给定的x和y的空间间隔。计算完成后，将数据按照OVT号进行重拍，输出重排后的数据备用。2)读取参数，并按照参数文件提供的网格进行射线追踪，计算出每一个炮点和检波点到地下每一个网格点的射线旅行时；3)对重排到OVT域的地震数据中的地震道进行循环，每道数据按照如下操作：首先，按照地震道对应的炮点和检波点读取相应的上一步计算的射线旅行时；之后，按照下式进行成像其中I(x,y,z,OVT)是OVT域成像结果，D(OVT,m,t)表示重排后的地震数据，m是每个OVT内的道序号，t是时间，T(x,y,z,Sx,Sy,Gx,Gy)是每一道数据对应的炮点和检波点的走时之和，(x,y,z)是空间坐标，δ表示狄拉克抽样函数。最后，当单个OVT数据计算完成，输出成像结果，直到所有的OVT处理完成。基于绕射叠加的偏移算法虽然在成像精度上不如后来发展起来的单程波偏移和逆时偏移等方法，但是其计算速度和灵活性还是比较高，特别是可以生成不同的偏移成像道集，使得这种成像方法至今还有广泛的应用。OVT(OffsetVectorTile)是一种包含地表方位信息的地震道集，常用在方位各向异性分析中，具有重要应用价值。生成该道集需要使用OVT域成像技术，这项技术较为耗时，计算一个三维工区往往需要几天的时间，因此急需提升计算效率，这样才更有利于减少项目周期，提高勘探效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法及系统，提升计算效率，减少项目周期，提高勘探效率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，所述方法首先处理地震数据的道头，建立OVT索引；然后在绕射叠加过程中通过OVT索引访问对应的各道地震数据，获得OVT域成像结果。所述绕射叠加过程是采用GPU实现的。所述方法包括：(1)读取地震数据道头，建立OVT索引；(2)进行射线追踪，获得每一个炮点和检波点到地下每一个网格点的射线旅行时；(3)利用GPU进行绕射叠加，获得OVT域成像结果。所述步骤(1)的操作包括：(11)，读取地震数据道头，获取道头中的炮点坐标和检波点坐标，利用下式计算OVT号：其中Sx是炮点的x坐标，Sy是炮点的y坐标，Gx是检波点的x坐标，Gy是检波点的y坐标；OVT代表OVT号，Δx和Δy分别是给定的x和y的空间间隔；(12)建立索引：按照下面的结构建立索引：每个索引为一个数据对：{道序号：OVT号}；所述数据对的数量是地震数据的总道数；(13)按照OVT号对索引进行排序，并存储。所述步骤(2)的操作包括：读取参数，所述参数包括：描述成像网格的坐标信息；按照参数提供的网格进行射线追踪，获得每一个炮点和检波点到地下每一个网格点的射线旅行时。所述步骤(3)的操作包括：(31)读取第(1)步建立的索引，按照索引的道序号读取一道地震数据到计算机内存；(32)按照该道地震数据中的炮点坐标和检波点坐标，分别读取第(2)步获得的射线旅行时到计算机内存；(33)将该道地震数据从内存传递到显卡设备显存，并使用纹理缓存进行映射；(34)将每一个炮点和检波点对应的射线旅行时分别传递到显卡设备显存，并使用纹理缓存进行映射；(35)按照成像网格的坐标信息，将每一个成像点分配给一个设备线程，利用下式进行成像：其中I(x,y,z,OVT)是OVT域成像结果，D(OVT,m,t)表示一道地震数据，m是每个OVT内的道序号，t是时间，T(x,y,z,Sx,Sy,Gx,Gy)是一道地震数据对应的炮点和检波点的走时之和，(x,y,z)是空间坐标；(36)判断当前OVT是否结束，如果是，则转入步骤(37)，如果否，则返回步骤(31)；(37)将OVT域成像结果从显卡设备显存回传至内存，再输出到磁盘，然后返回步骤(31)。所述步骤(36)中的判断当前OVT是否结束的操作包括：将新读取的索引中的OVT号与上一次读取的索引号中的OVT号进行比较，如果两者相同，则判定当前OVT没有结束，如果两者不同，则判定当前OVT结束。所述步骤(37)中的将OVT域成像结果从显卡设备显存回传至内存后还包括：将OVT域成像结果I(x,y,z,OVT)索引为OVG，即I(x,y,OVT,z)的道集形式。本专利技术还提供一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移系统，包括：OVT索引建立模块，用于读取地震数据道头，建立OVT索引；射线追踪模块，用于获得每一个炮点和检波点到地下每一个网格点的射线旅行时；绕射叠加模块，分别与OVT索引建立模块、射线追踪模块连接，用于利用GPU进行绕射叠加，获得OVT域成像结果。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行本专利技术的GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法中的步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过优化数据读写方案和GPU设备加速，实现了计算效率的大幅提升，同时节省了磁盘空间，使得OVT成像处理的计算效率提高。附图说明图1为常规OVT成像流程图；图2为本专利技术方法步骤框图；图3-1为常规OVT成像输出的一个成像道集；图3-2为本专利技术方法输出的一个成像道集；图4-1为常规OVT成像输出的一个成像剖面；图4-2为本专利技术方法输出的一个成像剖面；图5为常规OVT成像和本专利技术方法的计算效率的对比；图6本专利技术系统的组成结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述：通过对传统算法的梳理，发现两个环节制约了计算效率：1)数据重排，数据重排需要将数据完全读取一遍，排序并写出，对数据量在TB级别的地震数据，这项操作不仅费时，而且需要大量的磁盘存储空间；2)绕射叠加部分，这部分是偏移成像的主体，是计算最为密集的部分，传统算法通过CPU计算完成这种算法，随着通用型GPU设备的发展，本专利技术通过GPU算法来对算法进行进一步加速，实现计算效率的大幅提升。如图2所示，本专利技术方法包括：1)本专利技术针对原始流程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，其特征在于：所述方法首先处理地震数据的道头，建立OVT索引；然后在绕射叠加过程中通过OVT索引访问对应的各道地震数据，获得OVT域成像结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，其特征在于：所述方法首先处理地震数据的道头，建立OVT索引；然后在绕射叠加过程中通过OVT索引访问对应的各道地震数据，获得OVT域成像结果。


2.根据权利要求1所述的GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，其特征在于：所述绕射叠加过程是采用GPU实现的。


3.根据权利要求2所述的GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)读取地震数据道头，建立OVT索引；
(2)进行射线追踪，获得每一个炮点和检波点到地下每一个网格点的射线旅行时；
(3)利用GPU进行绕射叠加，获得OVT域成像结果。


4.根据权利要求3所述的GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，其特征在于：所述步骤(1)的操作包括：
(11)，读取地震数据道头，获取道头中的炮点坐标和检波点坐标，利用下式计算OVT号：



其中Sx是炮点的x坐标，Sy是炮点的y坐标，Gx是检波点的x坐标，Gy是检波点的y坐标；
OVT代表OVT号，Δx和Δy分别是给定的x和y的空间间隔；
(12)建立索引：
按照下面的结构建立索引：
每个索引为一个数据对：{道序号：OVT号}；
所述数据对的数量是地震数据的总道数；
(13)按照OVT号对索引进行排序，并存储。


5.根据权利要求4所述的GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，其特征在于：所述步骤(2)的操作包括：
读取参数，所述参数包括：描述成像网格的坐标信息；
按照参数提供的网格进行射线追踪，获得每一个炮点和检波点到地下每一个网格点的射线旅行时。


6.根据权利要求5所述的GPU加速的OVT域叠前深度偏移方法，其特征在于：所述步骤(3)的操作包括：
(31)读取第(1)步建立的索引，按照索引的道序号读取一道地震数据到计算机内存；
(32)按照该道地震数据中的炮点坐标和检波点坐标，分别读取第(2)步获得的射线旅行时到计算机内存；
(33)将该道地震数据从内存传递到...

【专利技术属性】
技术研发人员：白英哲，郭恺，王鹏燕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11