第 5卷第 3 2期 21 0 3年 5月

石

油

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文章编号：00—14 (0 3 0 0 8 0 10 4 1 2 1 )3— 2 8— 6

海量地震数据叠前逆时偏移的多 G U P 联合并行计算策略孔祥宁张慧宇，守伟李晶晶。,刘，(. 1中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，苏南京 2 10; .济大学，海江 113 2同上 20 9;.国石油大学( 00 23中华东 )山东青岛 2 68 ), 6 50摘要：叠前逆时深度偏移 ( r-tc ees-meD phMi ain R M) P e akR vret e t g t, T是一种全波场成像方法。由于其实现 s i r o过程存在着存储量、计算量庞大以及成像噪声等问题，以适应实际生产的需求，难使得该方法一直没有在工业界

得到广泛的应用。采用震源波场重构的策略降低了存储需求；对其计算量巨大的问题，针利用了图形处理器( a hcPo es gUntG U) Grp i rcsi i, P进行并行计算，与中央处理器 ( e ta P oes gUntC U) n并 C nrl rcsi i P结合实现协同 n,并行处理；同时采用 GP多卡联合策略解决 G U显存不足的瓶颈。实际资料试验处理结果表明， U P上述技术措

施能够在保证 R TM高精度成像优势的基础上极大地提高计算效率，为应用 R M处理海量地震数据提供了良 T好的技术支持。

关键词：叠前逆时深度偏移；计算效率； P C U; G U/ P并行计算；实用性D I1 . 9 9ji n 10—4 12 1 . 3 0 0 O:0 3 6/.s . 0 01 4 . 0 3 0 . 1 s

中图分类号： 6 1 4 P 3.

文献标识码： A

随着高性能计算机及其应用技术的高速发展， 叠前逆时深度偏移方法已经成为对复杂地质体进行成像现实可行的手段，该方法在成像精度上相对于其它偏移方法的优势也被普遍认可 _。叠前逆 1]

的研究工作不断取得突破性的成果。Ary- oo aaP l等 _] 1首先用 C l处理器实现了三维叠前深度逆时。 e l

偏移； c eiis1给出了利用

GP实现高阶 Mikvc[] i u。 U有限差分的算法； re Lj利用 G U实现 Darn等】在 0 P逆时偏移方面做了有益的尝试；博等_李 l出了 提

时偏移方法直接求解双程微分波动方程，避免了单程波偏移方法中上、行波的分离，波动方程的下对近似较少，克服了偏移倾角的限制，以有效地处可理纵、向速度存在剧烈变化的地球介质物性特横征l。。该技术除了具有成像精度高， _] 2。不受介质纵、 横向速度变化和高陡倾角构造的影响等优点外，甚至还可以利用一些传统处理中作为噪声压制的特殊波场 (多次波、如回转波及棱柱波等 )进行成像。 叠前逆时深度偏移并不是一个新的理论方法， 早在 2纪七八十年代就有学者提出了逆时偏移 0世

地震叠前逆时偏移算法的 C U/ U实施对策； P GP 赵磊等 _] 1根据 C U/ P异构平台计算能力非常 1 P G U强的特点，以牺牲计算量换取存储量和 IO次数/的减少，现地震叠前逆时偏移计算。实 简单地说， U/ P协同并行计算就是将 GP C U G U和 C U两种不同架构的处理器结合在一起， P P 组成硬件上的协同并行模式，同时在应用程序编写上实现 GP和 C U软件协同配合的并行计算。 U P

我们主要介绍采用 G U多卡联合策略解决 GP P U显存不足的瓶颈， GP C U异构集群平台上在 U/ P实现 RT的协同并行计算。 M

的基本思想和实现方法[ _ 4。虽然 R M成像精度 _ 6 T高，且对速度的适应性强，但是在实际生产中的应用规模还非常小，主要是由于 R这 TM对计算量和存储量的需求巨大等瓶颈问题不易解决 _] 7。随着 _ 9

1基本原理 各向同性介质下， M需要直接求解的三维 RT声波方程为O u十 Z, 8Z u 32 u

大型计算集群的快速发展，算需求和成本对计 R TM的限制逐渐减小， M的工程化应用已成 RT为可能 _ 1。近年在高性能计算方面出现的 G U/ P C U协同并行计算技术，速成为高性能密集计 P迅算发展的趋势。此种异构集群平台非常适合于 R TM等大规模数据的处理[与 C U集群相比， 1

, P 具有投入少，期运行维护成本低等优点。国内外后在基于 C U/ P的地震叠前逆时偏移计算方面 P G U

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收稿日期：0 3 4—0;回日期：0 3— 5—0。 2 1—0 9改 21 0 2

作者简介 dL祥宁( 9 5 )男， 1 5一，高级工程师，主要从事地震成像现技术研究工作。

第 3期

孔祥宁等.海量地震数据叠前逆时偏移的多 GP U联合并行计算策略

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式中： ( Y,) u x,, 为地表记录的压力波场； ( Y, v x, )为纵横向可变的介质速度。

时偏移面临的计算量问题。 目前，了解决巨大的存储需求问题，业界为工普遍使用的是 C ekp it g技术 l这种方法 hc-oni n _ 1,的核心思想是将偏移过程沿时间分成若干片段，每次偏移其中的一段时间，这样只需存储当前时间片段中的波场即可，而付出的代价是增加 0 5的计 .倍算量。这种方法较有效地减少了存储需求量，但存储量仍然较大，而且 IO量非常巨大，大地影响/极了计算效率。为此，我们采用震源波场重构的存储策略，即先将震源波场正向外推到 T 外推过程衄，中只存储边界波场信息，然后在检波点波场进行逆推时作为边界条件再重构震源波场，再应用成像条

在求解方程 () 1的过程中需要利用合适的成像条件提取成像值。本文中逆时偏移的实现采用了方程 () 2所示成像条件，成像条件考虑了震源波该场的照明补偿，直接的相关成像条件具有较优的较保幅特性，为 …… 此处隐藏：7446字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……