疊前時間偏移方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種疊前時間偏移方法和裝置，其中，該方法按照三個層次進行計算任務(wù)分配：第一層采用一個計算節(jié)點組一次分配一個計算任務(wù)的方式，將與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)分配至多個計算節(jié)點組進行PSTM處理；第二層采用輸出道并行算法對各個節(jié)點進行任務(wù)分配，發(fā)揮組內(nèi)各個節(jié)點的計算能力；一個節(jié)點的計算單元是由共享內(nèi)存的多核組成的，第三層多核之間按照輸入道并行算法進行任務(wù)分配。本發(fā)明專利技術(shù)用三層并行算法結(jié)構(gòu)解決了疊前偏移成像中地震數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量大造成的網(wǎng)絡(luò)堵塞問題，達到了簡單高效完成疊前時間偏移的技術(shù)效果。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及地質(zhì)勘探
，特別涉及一種疊前時間偏移方法和裝置。
技術(shù)介紹
疊前時間偏移技術(shù)是地震資料處理技術(shù)之一，它能提供時間域中人們可見的最為準確的地震構(gòu)造成像資料，在發(fā)現(xiàn)規(guī)模油田中有著十分重要的作用。隨著地震勘探正在邁入PB級數(shù)據(jù)時代，地震資料的處理周期越來越長，其中，疊前時間偏移是地震資料處理中最為費時的環(huán)節(jié)，一般需要占據(jù)整個處理周期的40％左右的時間。然而，由于疊前時間偏移輸入和輸出數(shù)據(jù)存在多對多的依賴關(guān)系，業(yè)界一直認為疊前時間偏移并行算法是數(shù)據(jù)依賴型，因而發(fā)展了兩種獨立的并行算法：輸入道和輸出道算法。由于兩者都存在地震數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量巨大之致命缺陷，并行硬件規(guī)模被限制在100個節(jié)點附近，這就是疊前時間偏移處理周期長的根本原因。針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實施例提供了一種疊前時間偏移方法，以提高疊前時間偏移效率，該方法包括：將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標空間包括：CMPline、CMP、記錄時間和炮檢距；對所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)；按照一個或多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個炮檢距對應(yīng)作為一個疊前時間偏移計算任務(wù)的方式進行劃分，得到與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)；將參與計算的節(jié)點劃分為多個計算節(jié)點組；按照下述三級方法進行并行任務(wù)分配：在節(jié)點組之間采用共炮檢距并行算法：一個計算節(jié)點組一次分配一個計算任務(wù)的方式；在一個節(jié)點組內(nèi)各節(jié)點之間采用輸出道疊前時間偏移并行算法；在節(jié)點內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時間偏移并行算法。在一個實施方式中，計算節(jié)點組對分配的計算任務(wù)進行處理包括：將分配至該計算節(jié)點組的計算任務(wù)的所有輸入地震數(shù)據(jù)按照地震道數(shù)為單位，在計算節(jié)點組內(nèi)的各個計算節(jié)點中進行均分；各個計算節(jié)點獨自完成分配至自身的計算任務(wù)。在一個實施方式中，計算節(jié)點為多核計算單元，且多核共享該計算節(jié)點的內(nèi)存資源，各個計算節(jié)點獨自完成分配至自身的計算任務(wù)，包括：計算節(jié)點內(nèi)的多個核之間，采用輸入道疊前時間偏移并行算法完成分配至該計算節(jié)點的計算任務(wù)。在一個實施方式中，所述多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集中各個數(shù)據(jù)子集是單獨存放的。在一個實施方式中，對所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集，包括：以5米作為一個炮檢距間隔，對所述輸入地震數(shù)據(jù)進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集。在一個實施方式中，對所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集，包括：按照以下公式計算炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個數(shù)：j＝(max_offset-min_offset)/5+1其中，j表示炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個數(shù)，min_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最小炮檢距，max_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最大炮檢距。在一個實施方式中，按照以下公式確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)：k＝(max_offset-min_offset)/offset_inc其中，k表示輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)，min_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最小炮檢距，max_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最大炮檢距，offset_inc表示作業(yè)參數(shù)中的炮檢距增量。本專利技術(shù)實施例還提供了一種疊前時間偏移裝置，該裝置包括：映射模塊，用于將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標空間包括：CMPline、CMP、記錄時間和炮檢距；分解模塊，用于對所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定模塊，用于確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)；第一劃分模塊，用于按照一個或多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個炮檢距對應(yīng)作為一個疊前時間偏移計算任務(wù)的方式進行劃分，得到與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)；第二劃分模塊，用于將參與計算的節(jié)點劃分為多個計算節(jié)點組；任務(wù)分配模塊：用于按照下述三級方法進行并行任務(wù)分配：在節(jié)點組之間采用共炮檢距并行算法：一個計算節(jié)點組一次分配一個計算任務(wù)的方式；在一個節(jié)點組內(nèi)各節(jié)點之間采用輸出道疊前時間偏移并行算法；在節(jié)點內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時間偏移并行算法。在一個實施方式中，所述分解模塊具體用于按照以下公式計算炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個數(shù)：j＝(max_offset-min_offset)/5+1其中，j表示炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個數(shù)，min_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最小炮檢距，max_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最大炮檢距。在一個實施方式中，所述確定模塊具體用于按照以下公式確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)：k＝(max_offset-min_offset)/offset_inc其中，k表示輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)，min_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最小炮檢距，max_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最大炮檢距，offset_inc表示作業(yè)參數(shù)中的炮檢距增量。在上述實施例中，對輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)；按照一個或多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個炮檢距對應(yīng)作為一個疊前時間偏移計算任務(wù)的方式進行劃分，得到與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)；將參與計算的節(jié)點劃分為多個計算節(jié)點組；采用一個計算組一次分配一個計算任務(wù)的方式，將所述與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)分配至所述多個計算節(jié)點組進行PSTM處理。通過上述方式有效解決了現(xiàn)有的疊前時間偏移方法效率低下的而技術(shù)問題，達到了有效提高疊前時間偏移方法效率的技術(shù)問題。進一步的，在各個節(jié)點組之間采用共炮檢距并行算法，各個節(jié)點組獨自完成不同任務(wù)，互不影響；在一個節(jié)點組內(nèi)，各個節(jié)點硬件配置完全相同，采用輸出道并行算法，平均分配該任務(wù)的計算量；在一個節(jié)點內(nèi)，由于共享內(nèi)存平均到每個核的存儲空間有限，采用輸入道并行算法以減少內(nèi)存開銷。這三種并行算法分別用到不同的硬件層級，充分發(fā)揮三種算法的優(yōu)點，從而可以有效降低地震數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的總量，提高計算效率。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術(shù)的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的限定。在附圖中：圖1是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的疊前時間偏移方法的方法流程圖；圖2是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的輸入數(shù)據(jù)共炮檢距文件存儲構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的節(jié)點組內(nèi)輸出道并行算法示意圖；圖4是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的節(jié)點內(nèi)多核輸入道并行算法示意圖；圖5是根據(jù)本專利技術(shù)實施例的疊前時間偏移裝置的結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方式和附圖，對本專利技術(shù)做進一步詳細說明。在此，本專利技術(shù)的示意性實施方式及其說明用于解釋本專利技術(shù)，但并不作為對本專利技術(shù)的限定。專利技術(shù)人考慮到可以疊前時間偏移共炮檢距、輸入道和輸出道三種并行算法結(jié)合在一起，考慮到PC_Cluster分布式內(nèi)存的體系架構(gòu)，把三種算法分別應(yīng)用到節(jié)點組之間、節(jié)點組內(nèi)和節(jié)點內(nèi)，專利技術(shù)了一種高擴展性疊前時間偏移算法，通過該疊前時間偏移算法，可以將并行規(guī)模從100個節(jié)點擴充到1000個節(jié)點及以上，從而達到縮短疊本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種疊前時間偏移方法，其特征在于，包括：將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標空間包括：CMP?line、CMP、記錄時間和炮檢距；對所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間輸入數(shù)據(jù)子集；確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)；按照一個或多個炮檢距區(qū)間輸入數(shù)據(jù)子集與一個炮檢距成像結(jié)果數(shù)據(jù)對應(yīng)作為一個疊前時間偏移計算任務(wù)的方式進行劃分，得到與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)；將參與計算的節(jié)點劃分為多個計算節(jié)點組；按照下述三級方法進行并行任務(wù)分配：在節(jié)點組之間采用共炮檢距并行算法：一個計算節(jié)點組一次分配一個計算任務(wù)的方式；在一個節(jié)點組內(nèi)各節(jié)點之間采用輸出道疊前時間偏移并行算法；在節(jié)點內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時間偏移并行算法。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種疊前時間偏移方法，其特征在于，包括：將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標空間包括：CMPline、CMP、記錄時間和炮檢距；對所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間輸入數(shù)據(jù)子集；確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個數(shù)；按照一個或多個炮檢距區(qū)間輸入數(shù)據(jù)子集與一個炮檢距成像結(jié)果數(shù)據(jù)對應(yīng)作為一個疊前時間偏移計算任務(wù)的方式進行劃分，得到與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)；將參與計算的節(jié)點劃分為多個計算節(jié)點組；按照下述三級方法進行并行任務(wù)分配：在節(jié)點組之間采用共炮檢距并行算法：一個計算節(jié)點組一次分配一個計算任務(wù)的方式；在一個節(jié)點組內(nèi)各節(jié)點之間采用輸出道疊前時間偏移并行算法；在節(jié)點內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時間偏移并行算法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用一個計算節(jié)點組一次分配一個計算任務(wù)的方式，將所述與炮檢距個數(shù)的數(shù)量相等的計算任務(wù)分配至所述多個計算節(jié)點組，包括：當計算任務(wù)的數(shù)量和計算節(jié)點組的數(shù)量不相等時，建立任務(wù)池和資源池，按照雙循環(huán)方法進行計算任務(wù)分配。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在一個節(jié)點組內(nèi)各節(jié)點之間采用輸出道疊前時間偏移并行算法，包括：將分配至當前計算節(jié)點組的計算任務(wù)的所有輸入地震數(shù)據(jù)按照地震道數(shù)為單位，在計算節(jié)點組內(nèi)的各個計算節(jié)點中進行均分；各個計算節(jié)點在各自的分布式內(nèi)存中申請相同大小的空間用于存放成像結(jié)果，其中，申請的空間等于一個共炮檢距偏移結(jié)果數(shù)據(jù)體的大小；各個計算節(jié)點獨自完成分配至自身的計算任務(wù)；在當前計算節(jié)點組中的各個節(jié)點都計算完成后，對各個計算節(jié)點的偏移結(jié)果進行合并。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在節(jié)點內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時間偏移并行算法，包括：對成像空間按照當前節(jié)點的核數(shù)進行均分，保證一個核負責一份成像空間的計算任務(wù)；當前節(jié)點的所有核一次完成一個相同輸入地震道偏移，不同核計算各自的成像空間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個炮檢距區(qū)間輸入數(shù)據(jù)子集中各個數(shù)據(jù)子集是單獨存放的。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進行分解，得到多個炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集，包括：按照以下公式計算炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個數(shù)：j＝(max_offset-min_offset)/5+1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王獅虎，趙長海，薛貴仁，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣集團公司，中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11