一种高效的时间域全波形反演方法

摘要

本发明提供了一种高效的时间域全波形反演方法，属于石油地震勘探数据高效率、低存储、高精度速度建模领域。第一步、采用源极性随机、源位置随机、源个数随机三随机方案对原始观测地震记录随机形成不同频带超炮集；第二步、采用基于CUDA的多GPU并行计算技术加速时间域一阶形式的声波方程系统和弹性波动方程系统的高阶交错网格有限差分正演模拟，得到GPU模拟第ifreq频带超炮集；在正演模拟时采用CPU和GPU协同技术，用多GPU核模拟不同的震源传播，把震源波场的边界数据和最后一个时刻所有波场存储于计算机内存。

主权项

一种高效的时间域全波形反演方法，其特征在于：所述方法包括：第一步、采用源极性随机、源位置随机、源个数随机三随机方案对原始观测地震记录随机形成不同频带超炮集；第二步、采用基于CUDA的多GPU并行计算技术加速时间域一阶形式的声波方程系统和弹性波动方程系统的高阶交错网格有限差分正演模拟，得到GPU模拟第ifreq频带超炮集；在正演模拟时采用CPU和GPU协同技术，用多GPU核模拟不同的震源传播，把震源波场的边界数据和最后一个时刻所有波场存储于计算机内存；在计算正向传播的震源波场时把各个时刻内部区域与PML区域交界的质点振动速度分量的波场值及最大时刻所有波场值存储在GPU显存中；第三步、计算波场残差及目标泛函值，然后判断是否满足终止条件，如果是，表示该频段的全波形反演迭代结束，并把反演的模型作为下一个频带全波形反演的初始速度模型，转入第六步，如果否，则转入第四步；第四步、采用多GPU并行计算技术计算检波器反传波场，同时采用有效存储边界策略和多GPU并行计算技术重构震源波场并计算目标泛函相对于模型参数的梯度；第五步、采用梯度类迭代算法更新速度模型，然后返回第二步；第六步、判断是否满足频率终止条件，如果是，则转入第七步，如果否，则返回第一步；第七步、输出当前模型。