曙光4000A上三维叠前深度偏移并行计算的应用设计
叠前时间偏移与叠前深度偏移1
叠前时间偏移与叠前深度偏移1、叠前偏移从实现方法上可分为叠前时间偏移和叠前深度偏移。
从理论上讲，叠前时间偏移只能解决共反射点叠加的问题，不能解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题，因此叠前时间偏移主要应用于地下横向速度变化不太复杂的地区。
当速度存在剧烈的横向变化、速度分界面不是水平层状时，只有叠前深度偏移能够实现共反射点的叠加和绕射点的归位，叠前深度偏移是一种真正的全三维叠前成像技术，但它的成像效果必须依赖于准确的速度-深度模型，而模型的迭代和修改是一个非常复杂和费时的过程，周期长，花费也相当昂贵。
1．1 叠前时间偏移叠前时间偏移是复杂构造成像和速度分析的重要手段，它可以有效地克服常规NMO、DMO和叠后偏移的缺点，实现真正的共反射点叠加。
叠前时间偏移产生的共反射点（CRP）道集，消除了不同倾角和位置的反射带来的影响，不仅可以用来优化速度分析，而且也是进行AVO地震反演的前提。
Kirchhoff叠前时间偏移方法的基础是计算地下散射点的时距曲面。
根据Kirchhoff绕射积分理论，时距曲面上的所有样点相加就得到该绕射点的偏移结果。
具体的实现过程就是沿非零炮检距的绕射曲线旅行时轨迹对振幅求和，速度场决定求和路径的曲率，对每个共炮检距剖面单独成像，然后将所有结果叠加起来形成偏移剖面。
1．2 叠前深度偏移实际上，叠前时间偏移可认为是一种能适应各种倾斜地层的广义NMO叠加，其目的是使各种绕射能量聚焦，而不是把绕射能量归位到其相应的绕射点上去，它基于的速度模型是均匀的，或者仅允许有垂直变化，因此，叠前时间偏移仅能实现真正的共反射点叠加，当地下地层倾角较大，或者上覆地层横向速度变化剧烈，速度分界面不是水平层状的条件下，叠前时间偏移并不能解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题。
为了校正这种现象，我们可以在时间剖面的基础上，再做一次校正，使成像点与绕射点位置重合，这就是做叠后深度偏移的目的，但叠后深度偏移有缺点，主要是无法避免NMO校正叠加所产生的畸变，而且在实现过程中缺少模型叠代修正的手段，因此叠后深度偏移一般作为叠前深度偏移流程的一部分，用于深度域模型层位的解释。
叠前深度偏移技术的研究及应用
195随着我国油气资源的进一步消耗，发现新探区成为目前油气勘探的重点，而复杂地表和复杂地质条件地区的资料由于以前处理技术落后成像效果还有一定的提高空间，因此运用新的处理手段对老资料进行重新处理，能在节约成本的前提下最大限度的挖掘这些地区的勘探潜力，而叠前深度偏移技术对横向速度变化剧烈，地震资料较差的数据成像有很大的提升效果是解决复杂构造成像的一种有效手段。
1 方法原理叠前深度偏移技术是建立在构造起伏及横向速度剧烈变化的基础上，是一种真正的全三维成像技术。
叠前深度偏移方法遵守波的反射、绕射和折射定律，符合斯奈尔定律，适应于复杂地质条件的成像问题。
生产中常用的叠前深度偏移方法是克希霍夫积分法。
实现方法是，将地下地质体分成均的面元网格，然后计算地下不同面元网格与地面每一个炮点位置之间的旅行时，产生走时表，使用射线追踪技术计算出的走时表和叠前数据道集，计算出地面炮点和接收点到地下成像点到的几何扩散因子以及相应的走时最后在偏移孔径范围内对时距曲面进行加权叠加，实现最终成像。
克希霍夫叠前深度偏移算式为：作为地震资料处理技术的一个重要发展方向的叠前深度偏移，相对于叠前时间偏移在速度横向变化剧烈及陡倾角等复杂地区地震资料成像上具有明显的优势，它突破了叠后时间偏移和叠前时间偏移等传统处理方法的应用条件限制。
2 深度偏移处理的关键步骤2.1 时间域构造模型建立层位解释原则如下：1）第一层反射的最大偏移距应小于该层的最大深度。
2）层位拾取应选择能量强、连续性好的同相轴追踪，最好一个地质时代界面的反射或者是一大套地层的速度界面。
3）层与层之间的厚度不能太薄。
4）层位解释后得到的间域构造模型是每一层的时间域构造平面图的。
2.2 初始速度模型建立为了使速度能够迅速收敛、逼近地下正确的地质模型需要有一个较准确的初始速度模型，GeoDepth提供了RMS 速度转换的方法：2.3 速度模型优化初始模型往往是不够精确，为了得到一个跟地下地质情况相吻合的速度模型，需要通过多次迭代收敛、优化层速度模型，直至每CRP道集成像结果一致为止。
叠前深度偏移技术研究及应用
叠前深度偏移技术研究及应用作者：张念崔守凯杨强强来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第04期摘要：叠前深度偏移技术是复杂地区地震资料成像的关键技术，速度-深度模型精确性及输入道集数据质量影响该技术准确性，通过分析总结做好叠前深度偏移处理工作，对优化叠前深度偏移技术有重要作用。
关键词：地震成像；叠前深度偏移；构造模型；速度模型1 叠前深度偏移技术简介我国油气田勘探开发深入，由寻找简单构造油气藏向寻找复杂断块油气藏、潜山油气藏、隐蔽性油气藏发展，由简单地表勘探向复杂地表勘探转移，勘探开发目标也由简单构造向高陡倾角构造、逆冲构造、盐丘构造、非均质岩性勘探转移。
深度偏移技术成为一种发展趋势，特别在复杂地下地质构造成像方面有不可替代作用。
克希霍夫积分法叠前深度偏移，利用边界积分方法近似求解波动方程实现地震数据成像，地球内部各点声波反射系数由记录在多维曲面的数据加权求和获得，求和曲面形状及求和加权系数用单个散射波传播时的格林函数计算。
克希霍夫积分法叠前深度偏移由两部分组成：一部分是旅行时计算；另一部分是克希霍夫积分。
叠前偏移精度主要取决旅行时的计算精度。
旅行时计算建立在费马原理基础上，即波沿射线传播的旅行时比其他任何路径传播的旅行时小。
叠前深度偏移与时间偏移不同，考虑地震波在地下传播走时和速度界面折射现象。
实际应用须提供反映地下速度变化和速度界面深度模型；处理时，先根据工区先期地质认识和已有地震地质资料，建一个粗略初始模型，再用逐步逼近方法，不断修改模型，直至获得较合理层速度-深度模型。
2 叠前深度偏移技术应用分析以色列Paradigm公司软件产品GeoDepth，用软件中克希霍夫叠前深度偏移对A地区采集的三维资料处理。
主体流程如下：GeoDepth启动与工区建立→数据加载及质量监控→时间构造模型建立→时间速度模型建立→深度速度模型建立→最终叠前深度偏移→成果输出。
A地区地震成像的主要问题：①地表高程变化较大，低速层速度横向不稳定；②地下构造复杂、高陡倾角地层、逆冲断裂带和断层屏蔽区、新老地层交错，速度模型难以建立。
叠前时间偏移与叠前深度偏移概要
叠前时间偏移与叠前深度偏移摘要：偏移使倾斜反射归位到它们真正的地下界面位置，并使绕射波收敛，即可以提高空间分辨率。
按所处理的地震资料是否做过水平叠加划分为叠后偏移和叠前偏移两大类。
这里主要讨论叠前偏移。
偏移方法分为时间域和深度域两类，时间偏移技术是基于横向速度变化弱的水平层状介质模型产生的，而深度偏移技术是基于横向变速的真实地质深度模型发展而来的。
这里主要介绍克希霍夫积分法叠前时间偏移、有限差分法叠前时间偏移、Fourier 变换法叠前时间偏移三种叠前时间偏移方法。
在叠前深度偏移上面，主要根据其技术的发展历史，现状，及未来趋势进行叙述，并进行了不同偏移技术的成像对比。
关键字：叠前时间偏移叠前深度偏移克希霍夫积分法正文：一、引言偏移使倾斜反射归位到它们真正的地下界面位置，并使绕射波收敛，即可以提高空间分辨率。
按所处理的地震资料是否做过水平叠加划分为叠后偏移和叠前偏移两大类。
偏移方法分为时间域和深度域两类。
时间偏移技术是基于横向速度变化弱的水平层状介质模型产生的，而深度偏移技术是基于横向变速的真实地质深度模型发展而来的。
从当前技术发展的状况看，目前国内应用的叠前偏移技术基本上可以概括为以下两类。
一种是基于波动方程积分解的克希霍夫积分法叠前偏移。
这种技术，在20世纪90年代以前就在研究，目前，随着多年来持续不断地改进和完善，已经成为一种高效实用的叠前偏移方法，它具有高角度成像、无频散、占用资源少和实现效率高的特点，能适应不均匀的空间采样和起伏地表，比较适合复杂构造的成像。
目前国际上有多种较为成熟的积分法叠前成像软件，是当前实际生产中使用的主要叠前深度偏移方法。
一种是基于波动方程微分解的波动方程叠前偏移。
这种技术目前在国内的应用还处于试验阶段。
叠前时间偏移与叠后时间偏移和叠前深度偏移一样，都是基于三大数学工具，即克希霍夫积分、有限差分和Fourier 变换。
二、叠前时间偏移技术 叠前时间偏移的可行性分为下面三个方面： ①实现这种技术所 需的软硬件成本合理。
三维叠前kirchhoff深度偏移软件在并行计算机上的实现技术
DC3ID?3 ； D5)1*2A 为一组叠前 地 震 道 数 ， 如 D5)1*2AJ."" ； ! 表示
（! ） （9 ） 有两个变量， 某一道地震道数据对某一成像道的最大、 最小深 度贡献范围。
’B1C( . !"# "# ( $5 *)% + $5 *,% + $5 *)& + $5 *,& $) % $,% $)& $,&
则规定了解决某一特定类型问题的一系列运算。 所谓的并行算 法可以解释为适合于在各种并行计算模型上求解问题和处理 数据的算法，并行算法是一些可以同时执行的诸进程的集合， 这些进程互相作用和协调动作从而达到给定问题的求解， 并行 算法的设计是实现并行计算或处理的关键所在， 设计并行算法 大体上有三种方法： （.） 检测和开拓现有串行算法中的固有并行性而直接将其 并行化； （! ） 修改已有的并行算法使其可求解另一类相似问题； （9 ） 从问题本身的描述出发， 从头开始设计一个全新的并 行算法。 对一类具有内在顺序的串行算法则难于并行化； 修改已有 的并行算法有赖于特定的一类问题；设计全新的并行算法， 尽 管有一定的难度， 但还是有章可循。在三维叠前深度偏移的并 行处理软件包研制过程中， 从问题本身的描述出发， 从头开始 设计一个全新的并行算法， 直接在 <KL 公司的 M)(@(D!""" 并行 机 （.N 个节点）上开发研制，采用了并行算 法 的 基 本 设 计 方 法—分治策略 $9&， 分治策略是一种问题求解的方法学， 其思想是 将原问题分解成若干个特性相同的子问题分而治之。 若所得的 子问题仍规模很大， 可反复使用分治策略直至很容易求解诸子
万方数据
叠前深度偏移技术
叠前深度偏移技术一、技术原理及主要技术内容叠前深度偏移技术已由克希霍夫积分法发展到波动方程法，同时还发展了其它的偏移方法，如：高斯束（Beam）偏移、相移屏偏移技术、转换波叠前深度偏移、各向异性叠前深度偏移等，现把上述各种方法分述如下：（1）克希霍夫积分法叠前深度偏移：该偏移方法一般由两部分组成：一部分是旅行时计算，另外一部分是克希霍夫积分处理。
偏移的精度主要取决于旅行时的精度。
旅行时计算建立在费马原理的基础上，即地下两点间的一切可能路径中实际路径对应于最小旅行时间。
它遵循倒转射线追踪机制，大多数情况下使用对应于体波而不是首波的射线，这样减少了偏移成像的畸变，且输出轨迹是灵活的。
新方法主要改进了原方法中单波至、不保幅的缺点，现在是计算多波至旅行时，并且具有振幅与相位保持特性，最具代表性的方法是由以色列PARADIGM公司发展的共反射角克希霍夫积分法，其原理与方法是：由成像点到地面采用照明式射线追踪；在每个射线均计算旅行时、观测位置、相位旋转因子、慢度；在特定倾角每对射线均是潜在反射；求和某成像点同一层的所有反射形成共反射成像道集；所有到达时的振幅与相位都是保持的。
高斯射线束（Gaussian Beam）偏移方法有别于常规的克希霍夫积分法深度偏移方法，目前只有Chevron公司使用它，它分多组射线束进行研究，采用Gaussian法振幅衰减与相位抛物线近似等。
具体讲它是将震源和接受点波场局部分解成“束”，并利用精确的射线追踪将这些束返回地下。
一个地面位置能发出几个束，不同的束对应不同的初始传播方向，每个束独立于其他束传播，且受单个射线管引导。
射线管可以重叠，所以能量能在成像位置、震源位置及接受点位置间以多个路径传播，因此高斯射线束偏移可处理多路径。
该种方法部分解决了常规克希霍夫积分法精度不高的问题。
（2）波动方程法叠前深度偏移：该种方法研究多波至，易振幅与相位保持，精度高，但费机时，主要方法有有限差分法（FD）与相移校正法（PSPC），它们均基于单程波动方程、平方根算子向下延拓，并使用多个参考速度。
3三维叠前深度偏移技术_技术创新
地
层
断
质
位
层
分
拾
解
析
取
释
费
程
波
克
马
函
场
希
原
方
重
霍
理
程
建
夫
波 动 方 程
成 像 体
成 像 道 集
偏 移 速 度 体
观
叠
反
野
速
剩
叠
叠
叠
测 系
前 去
褶
外 静
度 分
余 静
后后 处偏
统
噪
积
校
析
校
加
理
移
正
正
迭均层 加方速 速根度 度速求 分度取 析
沿
网
实
层
格
体
层
层
模
析
析
型
Focus系统
叠 前 深 度 偏 移 处 理 流 程
y,
z)
2
P(t, x, y 2
y,
z)
2
P(t, x, z 2
y,
z)
2
1 (x, y,
z)
2P(t, x, t 2
y,
z)
v(x, y, z) v(z) v(x, y, z)
背景场：频率-波数域 扰动场：频率-空间域
• 偏移算法较为粗糙 •Kirchhoff偏移求速度 • 试验不充分
波动方程偏移两个步骤：波场外推、成像条件
参数扫描剖面、单炮 子波整形前后剖面 静校正量，动校正后道集、剖面
DMO叠加、保持振幅叠加剖面
剖面T1达到65Hz,T2达到55Hz 剖面信噪比高、波形自然
叠前深度偏移技术及其应用的发展历程
叠前深度偏移技术及其应用的发展历程引言地震偏移技术是现代地震勘探数据处理的三大基本技术之一，其目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面的波场特征、振幅变化和反射系数，提高地震空间分辨率和保真度。
随着油气勘探开发的进一步深入，油气勘探的重点转向复杂地表和复杂地质条件的区域。
复杂构造区地震资料质量通常较差, 且横向速度变化剧烈,叠前时间偏移成像往往得不到精确的地下构造形态, 叠前深度偏移是解决复杂构造成像的有效工具。
近年来，随着计算机的发展，尤其是并行计算机的出现，使得计算量庞大的三维地震资料叠前深度偏移成为可能。
叠前深度偏移在解决复杂地质构造成像问题的同时能够提高资料信噪比和分辨率，压制多次波以及突出深层反射；不仅如此，与传统的时间域地震剖面相比，深度域成像的地震剖面更具地质意义。
叠前深变偏移的广泛研究和应用，对于在复杂地质环境中提高地震勘探的能力将是极大的促进。
一、叠前深度偏移技术发展常用的时间偏移技术是基于横向速度变化弱的水平层状介质模型产生的，而深度偏移技术是基于横向变速的真实地质深度模型发展而来的。
因此时间偏移不能解决速度横向变化引起的非双曲线时差问题，当横向速度变化大、超出常规时间偏移所能适应的尺度时，偏移的成像精度大为降低(这一现象由Hubral P于1977年首次发现)。
这个问题立即引起国际勘探地球物理学界的关注，并开始对非均匀介质偏移方法的研究。
波动理论的引入促进了深度偏移技术的发展。
2O 世纪7O年代，Claerbout 首次把波动方程引入到地震波场偏移成像中，Schneider 提出了基于波动方程积分解的克希霍夫积分法偏移，Gazdag 和Stolt 分别提出波动方程频率一波数域偏移方法，应用的都是简化形式的抛物线波动方程，即单程方程和爆炸反射面模型。
2O世纪8O年代出现了全波动方程偏移、逆时偏移成像等算法，但由于当时计算机效率低，对速度模型要求苛刻等原因，未能得到广泛应用。
高精度克希霍夫三维叠前深度偏移及并行实现
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霍多莫尔三维地震资料
在对霍多莫尔地区 $$3 4). 的三维地震资料进行 常规三维处理后，其时间偏移剖面上断层不清楚，基 底构造也较模糊。而采用三维叠前深度偏移重新处理 的剖面，地质结构合理，中、浅层断层明显清晰，深 层成像效果显著。由钻孔资料分析可知， 52 反射正 确归位到 $ 3/0 )，基底以上的“ 6”型断层（水平方 向为 . 000 7 % 200 )）可清晰确定，层间关系合理， 基底以下的火山岩反射正确归位（图 %） 。
小受假频因素及成像体倾角限制，对于成像有贡献的 输入共中心点道限于以该成像点的地面位置为中心的 圆面积之内。此时，偏移计算量不随测网面积的增加 而增加，只与成像的覆盖面积有关。通过计算输入数 据块中各道对成像体贡献的最大深度值，并根据不同 反假频算子来确定该数据块中各道对成像有贡献的边 界范围。具体实现是通过对输出道中各输入数据道孔 径的排序处理生成孔径表来确定各输入道对成像体的 贡献，从而节约计算工作量，提高偏移效率。当输入 某一组叠前地震道时，所涉及到的范围及按孔径（如
式（ %）表明，定义在三维空间 ! D （ & ，’ ， ! !
! ! $ ）中的成像 ! （ ( "， # ）时刻地 !）等于由 %$ （ !，# ! $ ! 震数据 $ （ % ，# "， # ）与合适的加权因子 "（ "， !，#
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作者简介：陈志德（ ，男，山西灵邱人，高级工程师，中国地质大学在读博士。 万方数据 %$&’ ( ）
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第 !" 卷
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大庆石油地质与开发
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基于GPU实现叠前时间偏移走时计算的并行算法
基于GPU实现叠前时间偏移走时计算的并行算法张清;迟旭光;谢海波;赵开勇;吴庆;陈维;王狮虎;褚晓文【摘要】走时计算是叠前时间偏移计算中最耗时的部分,通过分析传统的串行走时算法,发现静态8点插值算法非常适合在GPU上运行.首先利用CUDA技术对静态8点插值算法进行并行化改造,设计静态8点并行插值算法,然后测试其正确性,统计其相对误差情况.实验表明此算法比工业生产上的动态插值算法更准确,最后我们利用体偏作性能测试.试验结果表明,运行在GPU上的静态8点并行插值算法内核性能是运行在CPU上的动态插值算法内核的22.76倍.这说明,静态8点并行插值算法适合进行走时计算,并且可以应用于工业生产上.%The computation of traveling time of Pre-Stack Time Migration (PSTM) is the most time-consuming part of whole procedure. In this paper, we present a novel parallel algorithm to low the time of traveling-time computation. By using static interpolation with step of 8 points instead of dynamic step length, the new designed algorithm performs more accuracy and performance. Experimental results show that the speed-up number reaches 22.76 times. The statistical relative error demonstrates the better accuracy comparing with the commercial codebases.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2011(020)008【总页数】5页(P42-46)【关键词】叠前时间偏移;地震勘探;图形处理器;计算统一设备架构;走时计算;并行计算【作者】张清;迟旭光;谢海波;赵开勇;吴庆;陈维;王狮虎;褚晓文【作者单位】浪潮集团高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100085;中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司,涿州072751;浪潮集团高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100085;浪潮集团高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100085;香港浸会大学计算机系,香港;浪潮集团高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100085;中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司,涿州072751;浪潮集团高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100085;香港浸会大学计算机系,香港;浪潮集团高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100085;香港浸会大学计算机系,香港【正文语种】中文1 引言1.1 叠前时间偏移走时计算地震资料处理是石油和天然气勘探开发领域中非常重要的环节。
煤田三维地震叠前深度偏移技术及其应用
煤田三维地震叠前深度偏移技术及其应用高远;王琦;董守华;于鹏飞【摘要】三维地震叠前深度偏移可实现反射点的正确空间归位和真正的共反射点叠加，减小菲涅尔带的影响范围，大大提高地震资料的分辨率。
论述了三维地震叠前深度偏移的成像原理和关键技术，并应用于实际地震资料的处理中。
结果显示，小断点显示较叠前时间偏移剖面更为清晰，提高了煤田三维地震探测细微构造的能力，取得了较好的地质效果。
%In this paper, we discuss the imaging principle and key technology of pre-stack depth-migration in 3D seismic exploration. The 3D pre-stack depth-migration technology may realize the correct spatial homing of the reflection point and the stacking of the real common-reflection-point, which decreases the extent of the Fresnel zone and greatly improves the resolution of seismic data. In the actual seismic data processing and applications, the breaking points of small faults of this technology are more clearly displayed than that of the pre-stack time-migration technology. So the technology of pre-stack depth-migration can improve the ability of 3D seismic exploration in detecting mini-structures and has achieved a good geological effect.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】3页(P71-73)【关键词】煤田；三维地震；叠前深度偏移；应用【作者】高远;王琦;董守华;于鹏飞【作者单位】安徽省煤田地质局物探测量队，安徽宿州234000;淮北矿业(集团)有限责任公司，安徽淮北235006;中国矿业大学，江苏徐州221008;中国矿业大学，江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】P631近几年，随着煤矿生产机械化程度的提高，对小构造的勘探精度要求也越来越高。
曙光4000A为西陲名校解惑
曙光4000A为西陲名校解惑
洪钊峰
【期刊名称】《微型机与应用》
【年(卷),期】2006(25)3
【摘要】HIV病毒研究是各国科学家都非常关注的一个重大课程，对它的分析研究往往需要进行大量高密度的计算。
计算机的性能和可靠性对研究进展起到了非常关键的作用。
云南大学的科研人员在新引进的曙光4000A超级计算机上进行了HIV病毒gp120糖蛋白分子动力学模拟实验，运算时间从以往通过单机需要一星期缩短到了13个小时。
【总页数】1页(P93)
【作者】洪钊峰
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】F2
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关键词 ：曙光 ４ ０ Ａ超级 计 算机 ；叠前深度 偏 移 ；并行计 算 ；负载平衡 ００
中 图分类 号 ：Ｔ ９ Ｐ３ ３ 文献标 识码 ：Ａ
当前 ， 查明地下复杂构造和深层构造 已成为石
油勘探 的重点之一。波动方程叠前深度偏 移因其 对该类构造具有 良好的成像效果 ， 而被认为是 目 前
存储系统 。 目前 安 装 的操作 系 统 为 Ｔ ｒｏＬ ｕ ｕｂ ｉ ｘ ｎ ８０６ ． ４位服务器版本 ， 向下兼 容 ３ 位版本 的应用 ２ 软件。系统 软 件包 含有 ｇｅ３ ２ ２— ｅ ． ． ５编 译 器 ，
Ｍ ＩＨ １２５并行编译环境 和 ｆ ． ． 基本库。 ＰＣ ．． ｔ ３０ １ ｗ 负载共享的软件 Ｌ Ｆ Ｌａ ｈｒ ｇ ａｉｔ 是 由加 Ｓ （ ｏｄＳａ ｎ ｃ ｉ ） ｉ Ｆ ｌ ｙ
最为有效的方法之一 ， 在地震勘探成像处理方面起 着不可替代的作用 。该 方法对海量叠前地震数据
动态负载平衡 的并行策略…。这样不仅使数据流 程明晰简洁 ， 而且使得叠前深度偏移程序具有较好
的系统容错功能。 曙光 ４００Ａ超级计算机系统是我 国 目前峰 ０
值速度最快的商用超级计算机系统 ， 该系统峰值浮
（ ）将炮波动方程叠前深度偏移所需 的计算 １ 参数和要计算所有炮集数据的基本参数等信息 ， 广 播到每一个计算进程（ ｒｅ） Ｗｏ ｒ 。 ｋ （ ）给每一个计算进程分配一个炮号。 ２ （ ）监听有无 Ｗｏ ｅ 发来 的任务请求 ， ３ ｒｒ ｋ 一旦 有信息 ， 则执行步骤（ ） ４。 （ ）如果任务池中还有尚未处理的炮集 ， ４ 则给 Ｗｏｋｒ ｒｅ分配一个炮号 ， 然后执行步骤（ ） ３。 （ ）给各个 Ｗｏ ｅ 发消息 ， ５ ｒｒ ｋ 告之 已无任务 ， 计 算结束。 （ ）收集各个 Ｗｏ ｅ 成像计算结果 ， ６ ｒｒ ｋ 叠加并
计算的技术特点 ， 我们对相关程序进行 了优化 ， 充 分 发 挥曙 光 ４０ Ａ 的技 术 优 势 和 性 能优 势 ， 实 ００ 对
存储网络 、 ｙ ｎｔ Ｍ ｒ ｅ计算 网络 、 Ｖ ｉ Ｋ Ｍ维 护网络共 同 组成。全 机 总共 有 ２ １８个 ６ ２ ４位 Ａ Ｄ Ｏ ｔｏ Ｍ ｐ ｒ ｅｎ
２４Ｇ Ｃ Ｕ 每个结点 ８Ｇ ． 的 Ｐ ， Ｂ内存 ， 共计 ４ ３＇ ．ｒ Ｂ内 存 ，５Ｔ ７ Ｂ光纤存储 系统 （Ａ ） Ｓ Ｎ 以及 ２ Ｂ的 Ｓ Ｓ ０Ｔ ＣＩ
（ 中石 化 石 油勘探 开发研 究 院 南 京石 油物探 研 究所 ， 南京 ２０ １ ） １０４
摘 要 ：波动方程叠前深度偏移在地震勘探成像处理方面起着不可替代 的作 用。随着高性能大 规模并行计算机技术的发展 ， 波动方程叠前深度偏 移计算在地震勘探 中的应 用有 了很 大进步。
在波动方程叠前深度偏移处理 中， 庞大的数据规模 与海量计算对计算性 能提 出了很 高的要 求。
进行处理 ， 庞大的计算量与数据量使得叠前深度偏 移的理论研究及其应用推广 一直 紧随着计算机技
术的发展而进步。随着高性 能大规模并行计算机 和并行处理技术的发展 ， 及并行计算环境和并行编 译器 的出现 ， 使得地球物理学家研究叠前深度偏移 得以深化与发展 。近几 年来 ， Ｊ 地震 叠前深度偏
曙光 ４０ Ａ超 级计 算机 系统是 我 国 目前峰 值 速度 最 快 的 商 用超 级 计 算机 系统 ， ００ 无论 是硬 件 平 台
建设还是应 用软件的配置方面， 都具有良好的应用性能。基 于该 系统设计的三 维波动方程 叠前
深度偏移（ 炮域） Ｓ Ｍ 软件 ， ＰＤ 采用动态负载平衡并行计 算模 式， 具有较高的计算效率， 高度 的可
知识产权的波动方程地震叠统中 ， ｉｕｅ Ｃ ｓｒ Ｃｕ ｅ ｓｒ 单炮波动方程叠 前深度偏移是一个核心模块 ， 针对单炮波动方程叠 前深度偏移计算 的技术特点 ， 采用一种粗粒度 的，
收 稿 日期 ：２０ ０ ０ ６— ２—１ ６
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第２ 卷 第３ ８ 期
物探化探 计 算技 术
２６ 月 ０ 年８ ｏ
文章 编 号 ：ｌｏ — ｌ４ （０６）３ ２５ ６ ０ ｌ ７ ９ ２０ ｏ—Ｏ ０ —０
曙光 ４ ０ Ａ上 三维 叠前 深 度 偏 移 ００
并行计算 的应 用设计
孔祥宁， 方伍宝， 赵改善， 袁联生
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２６・ ０
物探 化探 计 算技 术 时的 动态 负载平 衡 ， 其技 术思 路简 述 如下 。
２ Ｍａ ｔｒ ．１ ｓｅ
２ ８卷
程迁移等方面 ， 有一定 的独特之处和强大功能。网
络系统具有高带宽 、 低延迟 、 可扩展及易实现等特
点 引。
针对曙光 ４０ Ａ超级计算机 系统 ６ ００ ４位 集群 计算平 台的技术优势 ， 以及波动方程叠前深度偏移
拿大 Ｐａｏ ｌｆ ｍ公司研制开发的资源调度软件 ， ｔｒ 在使 用范围上 ，Ｓ Ｌ Ｆ既可 以用于科学计算 ， 也可用于企 业的事务处理 ； 在功能上 ， 了具有一般 地作业管 除 理特性外 ， 在负载平衡 、 系统容错、 检查 点操作 、 进
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移技术正逐步从克希霍夫算法向波动方程算法发 展， 从而可将叠前深度偏移技术的应用领域， 从复 杂构造成像扩大到复杂构造条件下 的岩性研究和 油藏成像 。中国石化石油勘探开发研究院南京 Ｊ 石油物探研究所与同济大学海洋与地球科学学院 等单位开展了技术合作 ， 成功开发 出一套具有 自主
点计算能力为每秒 ｌ Ｏ万亿次 ， Ｌｎａｋ性 能达 其 ｉ ｃ ｐ 每秒 ７万亿次。全机系统 由 ４个接 入结点 、１ ５２个 计算结点 ， 个存储结点以及百兆管理网络 、 ｌ ６ 千兆