CN106526666A - 叠前深度偏移方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种叠前深度偏移方法、装置及系统。所述方法包括：管理节点建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；管理节点基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识，获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块，基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果，并向管理节点发送所述成像结果；管理节点接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。本申请实施例的叠前深度偏移方法、装置及系统，可以以快速高效完成叠前深度偏移。

Description

叠前深度偏移方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种叠前深度偏移方法、装置及系统。

背景技术

克希霍夫叠前深度偏移技术是地球物理勘探地震数据处理过程中较为重要的一种深度域成像方法，该方法相对于时间偏移具有更高的成像质量，而且不受野外数据观测方式的限制，另外该方法还能输出基于炮检距的共成像点道集，其中，共成像点道集是进行进一步速度分析的重要信息。

在水平地表情况下，Kirchhoff(克希霍夫)积分法偏移公式为：

上式(1)中，ξ＝(x_ξ,y_ξ,z_ξ)表示成像点；I(ξ)表示成像点ξ的成像结果；D[t,m,h]表示野外观测的地震数据，m表示共中心点，h表示半炮检距，Ω_ξ表示偏移孔径。

叠前偏移过程的本质是对一系列观测数据进行加权求和的过程。上式(1)中的W(ξ,m,h)表示加权因子，t_D(ξ,m,h)表示由炮点到成像点再到接收点的旅行时间。

克希霍夫叠前深度偏移方法的数学表达虽然较为抽象，但其物理实现过程可简单描述为：地震道是从待偏移数据空间到偏移结果数据空间多对多的映射，映射关系为程函方程旅行时计算公式，在不考虑时变孔径的条件下，克希霍夫叠前深度偏移就是把每一道炮检距为h的待偏移地震数据映射到偏移结果数据集中的一个椭圆柱体中，其中，该椭圆柱体的轴心是当前待偏移地震道按大地坐标在偏移结果空间中的投影位置。如果偏移孔径采用圆形且孔径值为300，那么一个待偏移地震采样点会映射到282600(3.14*300*300)个偏移结果地震采样点上。

在水平地表情况下，克希霍夫积分法偏移采用上述的Kirchhoff积分法偏移公式，该公式可以进行深度偏移，当进行深度偏移时采用如图1所示的方式计算旅行时，具体地，可以采用以下两个公式联合计算旅行时：

T＝T_s+T_r (2)

上式(2)中，T_s表示炮点和检波点到成像点的旅行时；T_r表示检波点到成像点的旅行时。上式(3)中，t表示炮点或检波点到成像点的旅行时，V表示介质的层速度。

由上述公式(1)、(2)和(3)可以看出，完成一个地震样点的叠前深度偏移需要包括：旅行时计算、振幅加权、反假频滤波和积分求和等计算。一般地，一个地震道包含几千个地震样点、一个工区包含几千万至几亿个地震道，因此一个工区的叠前深度偏移的计算量是极其庞大的，传统计算机的计算能力很难满足叠前深度偏移计算量的要求。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种叠前深度偏移方法、装置及系统，以快速高效完成叠前深度偏移。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种叠前深度偏移方法及装置是这样实现的：

一种叠前深度偏移方法，包括：

管理节点将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

管理节点基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识，获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块，基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果，并向管理节点发送所述成像结果；

管理节点接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

一种叠前深度偏移方法，包括：

将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

一种叠前深度偏移方法，包括：

接收管理节点发来的成像任务标识；

获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果；

向管理节点发送所述成像结果。

一种叠前深度偏移装置，位于管理节点中，包括：

子成像任务标识集合划分单元，用于将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合；

对应关系建立单元，用于建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

第一成像任务标识发送单元，用于基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

成像结果接收单元，用于接收每个任务节点发来的成像结果；

第二成像任务标识发送单元，用于基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

一种叠前深度偏移装置，位于任务节点中，包括：

成像任务标识接收单元，用于接收管理节点发来的成像任务标识；

数据获取单元，用于获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

偏移成像计算单元，用于基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果；

成像结果发送单元，用于向管理节点发送所述成像结果。

一种叠前深度偏移系统，包括：

管理节点，用于将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识；

至少一个任务节点，用于接收管理节点发来的成像任务标识；获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例可以采用管理节点和至少一个任务节点来实现叠前深度偏移，其中，所述管理节点可以向各个任务节点发送成像任务标识，每个任务节点可以基于管理节点发来的成像任务标识，进行偏移成像计算。与现有技术相比，本申请实施例可以采取并行的方式进行偏移成像计算，从而可以提高叠前深度偏移的计算效率、缩短计算周期。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为水平地表旅行时计算示意图；

图2为实现本申请实施例叠前深度偏移方法的一个系统；

图3为本申请实施例叠前深度偏移方法的流程图；

图4为本申请实施例成像空间的面元数；

图5为本申请实施例根据成像区间确定的待偏移地震数据范围；

图6为本申请实施例待偏移地震数据的分割图；

图7为本申请实施例经理/雇员并行框架图；

图8为本申请实施例分布式缓存示意图；

图9为本申请实施例使用常规的PG3软件得到的螺旋道集偏移结果示意图；

图10为本申请实施例使用本发明得到的偏移螺旋道集结果示意图；

图11为本申请实施例使用常规的PG3软件得到的偏移叠加结果示意图；

图12为本申请实施例使用本发明得到的偏移叠加结果示意图；

图13为本申请实施例使用常规PG3软件偏移叠加结果的频谱，与本发明偏移叠加结果的频谱的对比示意图；

图14为本申请实施例一个叠前深度偏移装置的功能结构示意图；

图15为本申请实施例另一个叠前深度偏移装置的功能结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

发明人考虑到，随着高密度宽方位数据采集方式的出现，采用常规的宽方位地震资料处理技术未能充分挖掘和利用全方位地震资料的优势，而炮检距向量片(OffsetVector Tiles，OVT)技术可以供一个较精确和有效的数据域来对宽方位地震资料进行处理。

为了更换地理解本申请的技术方案，下面介绍一个可以在OVT域实现克希霍夫叠前深度偏移的系统。所述系统可以包括管理节点和至少一个任务节点。所述管理节点与所述任务节点之间可以进行通讯，各个所述任务节点之间可以进行通讯。所述管理节点可以用于向所述任务节点分配偏移成像计算任务，所述任务节点可以用于处理偏移成像计算任务。所述管理节点和所述任务节点均可以为计算机。

例如，如图2所示，所述系统可以包括管理节点A、任务节点B_1、任务节点B_2、以及任务节点B_3。所述管理节点A可以与所述任务节点B_1、所述任务节点B_2、以及所述任务节点B_3进行通讯，所述任务节点B_1、所述任务节点B_2、以及所述任务节点B_3之间可以进行通讯。

下面介绍本申请叠前深度偏移方法的一个实施例。如图3所示，该实施例可以包括：

步骤S31：管理节点将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系。

所述成像任务标识集合通常为多个成像任务标识组成的集合，每个成像任务标识可以对应一个成像任务。所述成像任务标识集合中成像任务标识的数量通常足够大，并且各个成像任务标识所对应的成像任务通常没有耦合，能够满足大规模并行计算的要求。

每个成像任务标识可以表示为Task(V_i,C_j,D_k)。其中，V_i表示该成像任务标识的OVT编号为i，i为小于或等于I的正整数；C_j表示该成像任务标识的面元块编号为j，j为小于或等于J的正整数；D_k表示该成像任务标识的地震数据块编号为k，k为小于或等于K的正整数。

管理节点(Manager)通常可以将所述成像任务标识集合划分为多个子成像任务标识集合。所述子成像任务标识集合的数量通常与任务节点的数量相同。各个子成像任务标识集合中成像任务标识的数量可以相同，也可以不同。那么，管理节点可以建立任务节点(Worker)与子成像任务标识集合的一一对应关系。

管理节点通常可以按照如下的原则，将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合：管理节点将所述成像任务标识集合划分为多个队列，每个队列中的成像任务标识具有相同的OVT编号；管理节点基于每个队列中成像任务标识的面元块编号，对该队列中的成像任务标识进行排序；管理节点对排序后的各个队列中的成像任务标识进行划分，得到子成像任务标识集合。这样，可以使每个任务节点所对应的子成像任务标识集合中，各成像任务标识的OVT编号尽量相同、面元块编号尽量连续变化。

步骤S32：管理节点基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识。

步骤S33：每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识，获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块，基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

在一个实施方式中，管理节点向每个任务节点发送成像任务标识的同时，可以向该任务节点发送该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块。例如，成像任务标识Task(V_i,C_j,D_k)所对应的地震数据块可以为D_k对应的地震数据块，所对应的旅行时表块可以为C_j对应的旅行时表块。那么，每个任务节点可以接收管理节点发来的成像任务标识，以及该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块。

在另一个实施方式中，每个任务节点可以对应一个节点标识，该节点标识可以唯一地标识该任务节点。那么，管理节点向每个任务节点发送成像任务标识的同时，可以向该任务节点发送第一目标节点标识，其中，所述第一目标节点标识可以用于唯一标识第一目标节点，所述第一目标节点可以存储有该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块。那么，每个任务节点可以接收管理节点发来的成像任务标识以及第一目标节点标识；可以基于所述第一目标节点标识，向第一目标节点发送获取该成像任务标识所对应地震数据块和旅行时表块的请求。第一目标节点在接收到请求后，可以向该任务节点发送该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块。该任务节点可以接收所述第一目标节点发来的地震数据块和旅行时表块。这样，可以利用任务节点间的带宽来拓宽整个流程中的I/O带宽，任务节点越多I/O聚合带宽越高，从而为更高效地完成叠前深度偏移提供了保障。

步骤S34：管理节点接收每个任务节点发来的成像结果。

在一个实施方式中，管理节点接收每个任务节点发来的成像结果之后，还可以存储所述成像结果。

步骤S35：管理节点基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

所述新的成像任务标识，可以为该任务节点所对应的子成像任务标识集合中，未被发送至该任务节点的成像任务标识。

在一个实施方式中，所述方法还包括：管理节点获取已被遍历成像任务标识的子成像任务标识集合所对应的第一任务节点，以及获取未被遍历成像任务标识的子成像任务标识集合所对应的第二任务节点，从第二任务节点所对应的子成像任务标识集合中选取未被遍历的成像任务标识，将选取的成像任务标识发送至所述第一任务节点。这样，可以实现计算能力越强，请求任务的频度越高，达到按照计算能力分配成像任务的动态效果，从而更好地进行负载均衡处理。

进一步地，所述方法还包括：管理节点向所述第一任务节点发送选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；第一任务节点接收管理节点发来的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到选取的成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

进一步地，所述方法还包括：管理节点向所述第一任务节点发送第二目标节点标识，所述第二目标节点标识用于唯一标识第二目标节点，所述第二目标节点存储有选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；第一任务节点可以接收管理节点发来的第二目标节点标识，基于所述第二目标节点标识，向第二目标节点发送获取，选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块的请求；第二目标节点可以接收发来的请求，向第一任务节点发送，选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；第一任务节点可以接收发来的，选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到选取的成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

在另一个实施方式中，所述方法还包括：在各任务节点所对应的子成像任务标识集合中的成像任务标识均被遍历后，管理节点获取当前正在执行偏移成像计算任务的第三任务节点，以及获取所述第三任务节点执行该偏移成像计算任务所花费的时间，并将该时间与预设阈值进行比较，当该时间大于所述预设阈值时，将该偏移成像计算任务所对应的成像任务标识发送至空闲任务节点。这样，可以对拖延整体计算时间的计算速度较慢的节点采取“任务备份”策略进行处理，将计算较慢的节点所对应的偏移成像计算任务发送至于空闲节点，以使该空闲节点对该偏移成像计算任务进行计算，可以使整个叠前深度偏移过程高效稳定地进行。

所述预设阈值可以为λt。其中，λ为门限值，可以根据实际需要灵活设定，例如，可以设定为2。t为任务节点执行各偏移成像计算任务所花费时间的平均值。

进一步地，所述方法还包括：管理节点空闲任务节点发送成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；空闲任务节点接收管理节点发来的，成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

进一步地，所述方法还包括：管理节点向空闲任务节点发送第三目标节点标识，所述第三目标节点标识用于唯一标识第三目标节点，所述第三目标节点存储有成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；空闲任务节点可以接收管理节点发来的第三目标节点标识，基于所述第三目标节点标识，向第三目标节点发送获取成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块的请求；第三目标节点可以接收发来的请求，向空闲任务节点发送成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；空闲任务节点可以接收发来的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

上述的旅行时表块和地震数据块可以按照以下方式得到：任务节点计算待偏移地震数据的OVT号数量和旅行时表；对于每个OVT号，任务节点将该OVT号的成像区间划分为面元块，并将该OVT号的待偏移地震数据划分为地震数据块；任务节点从所述旅行时表中获取每个面元块的旅行时表块。

一般地，m+d<节点的物理内存×0.8。其中，m为每个旅行时表块所占用的内存空间，d为每个地震数据块所占用的内存空间。

上述的旅行时表可以按照以下方式得到：每个任务节点领取一个旅行时计算起始点；每个任务节点以领取的旅行时计算起始点作为起始点，以偏移孔径作为横向范围，以最大偏移深度作为纵向范围，计算该起始点至所述横向范围和纵向范围所限定的范围空间内任意一点的时间，以得到该起始点的旅行时表。

其中，起始点个数可以按照以下公式确定：

起始点个数＝(待偏移地震数据的最大沿测线方向线号－待偏移地震数据的最小沿测线方向线号)×(待偏移地震数据的最大CMP号－待偏移地震数据的最小CMP号)；

其中，待偏移地震数据的最小沿测线方向线号＝当前成像区间的最小沿测线方向线号-垂直测线方向的最大孔径/线间距)；

待偏移地震数据的最大沿测线方向线号＝当前成像区间的最大沿测线方向线号+(垂直测线方向的最大孔径/线间距)；

待偏移地震数据的最小CMP号＝当前成像区间的最小CMP号-(沿直测线方向的最大孔径/CMP间距)；

待偏移地震数据的最大CMP号＝当前成像区间的最大CMP号+(沿直测线方向的最大孔径/CMP间距)。

图3所对应的实施例，采用管理节点和至少一个任务节点来实现叠前深度偏移，其中，所述管理节点可以向各个任务节点发送成像任务标识，每个任务节点可以基于管理节点发来的成像任务标识，进行偏移成像计算。与现有技术相比，图3所对应的实施例，可以采取并行的方式进行偏移成像计算，从而可以提高叠前深度偏移的计算效率、缩短计算周期。

图3所对应的实施例，以管理节点为主体，可以形成如下的实施例。该实施例可以包括如下步骤。

步骤a_1：将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

步骤b_1：基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

步骤c_1：接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

图3所对应的实施例，以任务节点为主体，可以形成如下的实施例。该实施例可以包括如下步骤。

步骤a_2：接收管理节点发来的成像任务标识；

步骤b_2：获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

步骤c_2：基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果；

步骤d_2：向管理节点发送所述成像结果。

为了更好地对上述叠前深度偏移方法进行说明，还提供了一个具体的实施例，即完整的叠前深度偏移方法对上述方法进行说明。然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。

该方法考虑了OVT域克希霍夫叠前深度偏移的特点，在大规模克希霍夫叠前深度偏移框架的基础上，通过分布式缓存系统解决了OVT域克希霍夫叠前深度偏移时大量数据传输的I/O瓶颈，并可以提高计算效率、缩短计算周期，使数十TB甚至上百TB的OVT域克希霍夫叠前深度偏移成为可能。该方法可以包括以下步骤：

步骤1：对野外采集得到的地震数据进行静校正、去噪、反褶积处理，并在进行上述处理后对得到的数据进行预处理。

其中，预处理可以包括：

步骤1-1：收集每一道数据的炮点位置X坐标、炮点位置Y坐标、检波点位置X坐标、检波点位置Y坐标、沿测线方向(Inline)的线号，垂直测线方向(Xline)的线号等；

步骤1-2：将待偏移地震数据按照OVT号、测线方向CMP号、垂直测线方向线号按照三级关键字分选，将每一个炮检距数据保存为一个独立的地震数据文件；

步骤1-3：建立步骤1-1中的道头字信息和步骤1-2中的地震数据文件相互之间的对应关系。

步骤2：根据最小OVT号、最大OVT号、OVT号增量参数。

具体地，可以按照以下公式计算OVT个数：

OVT个数＝(最大OVT号-最小OVT号)/OVT号增量；

步骤3：确定成像区间的总面元数。

具体地，如图4所示，可以按照以下方式确定成像空间的面元数：

成像区间的总面元数＝成像区间的测线数(L)×每条测线上的CMP数(X)

步骤4：根据偏移孔径确定当前成像区间所需要的待偏移地震数据的范围。

具体地，如图5所示，可以按照以下方式确定待偏移地震数据的范围：

待偏移地震数据的最小沿测线方向线号＝当前成像区间的最小沿测线方向线号-垂直测线方向的最大孔径/线间距；

待偏移地震数据的最大沿测线方向线号＝当前成像区间的最大沿测线方向线号+垂直测线方向的最大孔径/线间距；

待偏移地震数据的最小CMP号＝当前成像区间的最小CMP号-沿直测线方向的最大孔径/CMP间距；

待偏移地震数据的最大CMP号＝当前成像区间的最大CMP号+沿直测线方向的最大孔径/CMP间距；

步骤5：根据已经确定的待偏移地震数据的范围确定总旅行时计算的起始点个数.

具体地，可以按照以下方式确定计算起始点个数：

总旅行时计算的起始点个数＝(待偏移地震数据的最大沿测线方向线号－待偏移地震数据的最小沿测线方向线号)×(待偏移地震数据的最大CMP号－待偏移地震数据的最小CMP号)；

步骤6：所有参与计算的计算节点，每个计算节点领取一个旅行时计算起始点，以该点作为计算起始点，以偏移孔径为横向范围，以最大偏移深度为纵向范围，计算该计算起始点到该待偏移地震数据范围内空间任意点的时间；在计算完毕后，以该计算起始点为标号，将射线追踪起始点旅行时表存储在共享盘上；然后，领取新的射线追踪起始点，直到所有的射线追踪起始点都计算完毕。

步骤7：旅行时表的大小与成像空间的总面元数正相关；可以把一个OVT号的成像空间划分为面元块，使该面元块对应的旅行时表块能够放入计算节点内存，每个面元块的旅行时表块所占用的内存空间大小为m。

步骤8：把每个OVT号对应的待偏移地震数据划分为地震数据块，每个地震数据块所占用的内存空间大小为d(如图6所示)。

具体地，m+d<节点的物理内存×0.8。

步骤9：确定成像空间的总成像任务个数，其中，每个成像任务的成像任务标识可以是由OVT号V_i、面元块号C_j和地震数据块号D_k组成的三元组Task(V_i,C_j,D_k)。

步骤10：偏移的过程采用经理/雇员(Manager/Worker)的并行架构来实现。

如图7所示，管理节点(Manager节点)可以负责整个偏移过程中任务节点(Worker节点)的任务分配，任务节点可以将成像结果写回集中存储。

如图8所示，在偏移执行的过程中，任务节点可以通过分布式缓存系统获取成像任务标识的旅行时表块和地震数据块，以拓宽I/O聚合带宽，从而更高效地完成叠前深度偏移。

在偏移执行的过程中，完成当前偏移成像计算任务的空闲任务节点可以继续从管理节点获取新的成像任务，采用“动态异步”策略保证任务节点的负载均衡。

在偏移执行的过程中，对于可能拖延整体运行时间的慢任务节点采用“任务备份”的策略进行处理，以保证整个叠前深度偏移过程高效稳定地进行。

下面对上述叠前深度偏移方法的原理进行说明以显示本申请实施例方法的优势和效果：

设：待偏移数据空间

其中：

DS----待偏移数据总大小；

L----待偏移数据L条Inline线；

X----待偏移数据X个CMP点；

V----待偏移数据V个OVT道集；

DS_ijk----第i条线第j个CMP点第k个OVT道集内地震数据大小。

设：单个旅行时表空间

其中：

DT----旅行时表数据总大小；

A----Inline线方向的偏移孔径确定的旅行时表线数；

B----Crossline线方向的偏移孔径确定的旅行时表CMP点数；

DT_ij----第i条线第j个CMP点d的旅行时表地数据大小。

设：偏移结果数据空间

其中：

DM----偏移结果数据总大小；

L----偏移结果L条Inline线；

X----每条Inline线X个CRP点；

V----每个CRP面元内V个偏移距道集数据；

DM_lft----第l条线第f个CRP点第V个偏移距道集的偏移结果大小。

为了便于分析OVT域叠前深度偏移算法的I/O时间，如果每个OVT号对应的地震数据量相同；DS表示地震数据量，DT表示总的旅行时表数据量，OVT号数量为F；每个每个旅行时表块所占用的内存空间m，每个地震数据块所占用的内存空间为d；α表示任务节点间的网络传输速率和本地磁盘带宽的最大值；β表示集中存储的吞吐率；n表示任务节点的数量。那么，

使用上述两个公式联合计算可以得到理论I/O时间。从上述两个公式可以看出，任务节点数越多，本地存储的聚合带宽越高，传输旅行时与地震数据的传输效率越高，从而解决了OVT域叠前深度偏移的I/O对并行扩展性的限制。

为了验证本发明所达到的技术效果，可以选用一个三维实际OVT数据进行叠前深度偏移试验。图9为使用常规的PG3软件对所述三维实际OVT数据进行叠前深度偏移，得到的螺旋道集偏移结果。图10为使用本发明对所述三维实际OVT数据进行叠前深度偏移，得到的偏移螺旋道集结果。对比可见，通过本发明得到的偏移螺旋道集结果与通过常规的PG3软件得到的偏移螺旋道集结果相同。图11为使用常规的PG3软件对所述三维实际OVT数据进行叠前深度偏移，得到的偏移叠加结果。图12为使用本发明得到的偏移叠加结果。对比可见，通过本发明得到的偏移叠加结果与通过常规的PG3软件得到的偏移叠加结果相同。

图13为常规PG3软件偏移叠加结果的频谱，与本发明偏移叠加结果的频谱的对比示意图。从频谱上可以看出，本发明偏移叠加结果的主频与常规PG3软件偏移叠加结果的主频的一致性很高，满足正确性的要求。

通过以上对比，可以说明本发明的叠前深度偏移方法在偏移结果上的正确性。并且，本发明可以将所有的地震数据一次性输入，避免了针对每个地震数据进行多次叠前深度偏移，提高了叠前深度偏移的效率和稳定性。

本申请实施例还提供一种叠前深度偏移装置，位于管理节点中。如图14所示，该装置可以包括：

子成像任务标识集合划分单元1401，用于将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合；

对应关系建立单元1402，用于建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

第一成像任务标识发送单元1403，用于基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

成像结果接收单元1404，用于接收每个任务节点发来的成像结果；

第二成像任务标识发送单元1405，用于基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

本申请实施例还提供另一种叠前深度偏移装置，位于任务节点中。如图15所示，该装置可以包括：

成像任务标识接收单元1501，用于接收管理节点发来的成像任务标识；

数据获取单元1502，用于获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

偏移成像计算单元1503，用于基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果；

成像结果发送单元1504，用于向管理节点发送所述成像结果。

本申请实施例还提供另一种叠前深度偏移系统。该系统可以包括：

管理节点，用于将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识；

至少一个任务节点，用于接收管理节点发来的成像任务标识；获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种叠前深度偏移方法，其特征在于，包括：

管理节点将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

管理节点基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识，获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块，基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果，并向管理节点发送所述成像结果；

管理节点接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在管理节点向该任务节点发送成像任务标识的同时，或者，在管理节点向该任务节点发送成像任务标识之后，所述方法还包括：

管理节点向该任务节点发送成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

相应地，所述每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识，获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块，包括：

每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识，以及该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在管理节点向该任务节点发送成像任务标识的同时，或者，在管理节点向该任务节点发送成像任务标识之后，所述方法还包括：

管理节点向该任务节点发送第一目标节点标识，所述第一目标节点标识用于唯一标识第一目标节点，所述第一目标节点存储有该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

相应地，所述每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识，获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块，包括：

每个任务节点接收管理节点发来的成像任务标识以及第一目标节点标识，基于所述第一目标节点标识，向第一目标节点发送获取该成像任务标识所对应地震数据块和旅行时表块的请求；

第一目标节点可以接收该任务节点发来的请求，向该任务节点发送该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

该任务节点可以接收第一目标节点发来的地震数据块和旅行时表块。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

管理节点获取已被遍历成像任务标识的子成像任务标识集合所对应的第一任务节点，以及获取未被遍历成像任务标识的子成像任务标识集合所对应的第二任务节点，从第二任务节点所对应的子成像任务标识集合中选取未被遍历的成像任务标识，将选取的成像任务标识发送至第一任务节点。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

管理节点向所述第一任务节点发送，选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

第一任务节点接收管理节点发来的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到选取的成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

管理节点向所述第一任务节点发送第二目标节点标识，所述第二目标节点标识用于唯一标识第二目标节点，所述第二目标节点存储有选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

第一任务节点可以接收管理节点发来的第二目标节点标识，基于所述第二目标节点标识，向第二目标节点发送获取，选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块的请求；

第二目标节点可以接收发来的请求，向第一任务节点发送，选取的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

第一任务节点可以接收发来的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到选取的成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在各任务节点所对应的子成像任务标识集合中的成像任务标识均被遍历后，管理节点获取当前正在执行偏移成像计算任务的第三任务节点，以及获取所述第三任务节点执行该偏移成像计算任务所花费的时间，并将该时间与预设阈值进行比较，当该时间大于所述预设阈值时，将该偏移成像计算任务所对应的成像任务标识发送至空闲任务节点。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为λt，其中，λ为门限值，t为任务节点执行各偏移成像计算任务所花费时间的平均值。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

管理节点向空闲任务节点发送成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

空闲任务节点接收管理节点发来的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

管理节点向空闲任务节点发送第三目标节点标识，所述第三目标节点标识用于唯一标识第三目标节点，所述第三目标节点存储有成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

空闲任务节点可以接收管理节点发来的第三目标节点标识，基于所述第三目标节点标识，向第三目标节点发送获取成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块的请求；

第三目标节点可以接收发来的请求，向空闲任务节点发送成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

空闲任务节点可以接收发来的成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于发来的成像任务标识所对应的旅行时间块，对发来的地震数据块进行偏移成像计算，得到成像任务标识所对应的成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在管理节点向该任务节点发送成像任务标识之前，所述方法还包括：

任务节点计算待偏移地震数据的OVT号数量和旅行时表；

对于每个OVT号，任务节点将该OVT号的成像区间划分为面元块，并将该OVT号的待偏移地震数据划分为地震数据块；

任务节点从所述旅行时表中获取每个面元块的旅行时表块。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述任务节点计算待偏移地震数据的旅行时表，包括：

每个任务节点领取一个旅行时计算起始点；

每个任务节点以领取的旅行时计算起始点作为起始点，以待偏移地震数据的偏移孔径作为横向范围，以待偏移地震数据的最大偏移深度作为纵向范围，计算该起始点至所述横向范围和纵向范围所限定的范围空间内任意一点的时间，以得到该起始点的旅行时表。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，m+d<节点的物理内存×0.8，其中，m为每个旅行时表块所占用的内存空间，d为每个地震数据块所占用的内存空间。

14.一种叠前深度偏移方法，其特征在于，包括：

将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

15.一种叠前深度偏移方法，其特征在于，包括：

接收管理节点发来的成像任务标识；

获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果；

向管理节点发送所述成像结果。

16.一种叠前深度偏移装置，位于管理节点中，其特征在于，包括：

子成像任务标识集合划分单元，用于将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合；

对应关系建立单元，用于建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；

第一成像任务标识发送单元，用于基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；

成像结果接收单元，用于接收每个任务节点发来的成像结果；

第二成像任务标识发送单元，用于基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识。

17.一种叠前深度偏移装置，位于任务节点中，其特征在于，包括：

成像任务标识接收单元，用于接收管理节点发来的成像任务标识；

数据获取单元，用于获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；

偏移成像计算单元，用于基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果；

成像结果发送单元，用于向管理节点发送所述成像结果。

18.一种叠前深度偏移系统，其特征在于，包括：

管理节点，用于将成像任务标识集合划分为子成像任务标识集合，并建立每个任务节点与子成像任务标识集合的对应关系；基于每个任务节点所对应的子成像任务标识集合，向该任务节点发送成像任务标识；接收每个任务节点发来的成像结果，并基于该任务节点所对应的成像任务标识集合，向该任务节点发送新的成像任务标识；

至少一个任务节点，用于接收管理节点发来的成像任务标识；获取该成像任务标识所对应的地震数据块和旅行时表块；基于所述旅行时间块对所述地震数据块进行偏移成像计算，得到成像结果，并向管理节点发送所述成像结果。