Электронный архив НГУ

Алгоритм сейсмической миграции в обратном времени на основе эффективного численного моделирования первых вступлений сейсмических волн

Показать сокращенную информацию

dc.contributor.author Сердюков, Александр Сергеевич ru_RU
dc.contributor.author Дучков, Антон Альбертович ru_RU
dc.contributor.author Смелов, Артём Сергеевич ru_RU
dc.contributor.author Serdyukov, Alexandr Sergeevich en
dc.contributor.author Duchkov, Anton Albertovich en
dc.contributor.author Smelov, Artem Sergeevich en
dc.creator Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН ru_RU
dc.creator Новосибирский государственный университет ru_RU
dc.creator A. A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS en
dc.creator Novosibirsk State University en
dc.date.accessioned 2017-02-21T09:31:42Z
dc.date.available 2017-02-21T09:31:42Z
dc.date.issued 2016-12
dc.identifier.citation Сердюков А. С., Дучков А. А., Смелов А. С. Алгоритм сейсмической миграции в обратном времени на основе эффективного численного моделирования первых вступлений сейсмических волн // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Серия: Информационные технологии. 2016. Т. 14, № 4. С. 68–79. ISSN 1818-7900. ru_RU
dc.identifier.citation Serdyukov A. S., Duchkov A. A., Smelov A. S. Seismic Reverse-Time Migration Using Efficient Numerical Algorithm for Modeling First-Arrival Waveforms // Vestnik NSU Series: Information Technologies. - 2016. - Volume 14, Issue No 4. - P. 68-79. - ISSN 1818-7900. (in Russian). en
dc.identifier.issn 1818-7900
dc.identifier.uri http://www.nsu.ru/xmlui/handle/nsu/11584
dc.description.abstract Предлагается новый численный алгоритм моделирования распространения сейсмических волновых полей. Конечно-разностное решение уравнений упругости происходит только в полосе, следующей за фронтом первых вступлений, которую далее будем называть «окном». Положение «окна», т. е. фронта первых вступлений, рассчитывается путем численного решения уравнения эйконала. Предлагаемый подход «оконного» моделирования позволяет существенно ускорить вычисления (так как конечно-разностные вычисления проводятся в бегущем «окне», а не во всей расчетной области) и уменьшить объем оперативной памяти, необходимый для хранения поля. На тестах показана возможность ускорения до 40 раз и экономии памяти до 50 раз. Данный подход позволяет моделировать только волновые формы первых вступлений, но этого оказывается достаточно для многих процедур сейсмической миграции. В частности, в статье рассматривается распространенная процедура миграции в обращенном времени, реализация которой требует больших объемов вычислений. Показано, что кроме ускорения миграции, данный подход позволяет избежать появления «артефактов» – ложных изображений несуществующих границ. ru_RU
dc.description.abstract We suggest a new algorithm for numerical modeling of seismic wavefields. Finite-difference solution of the wave equation occurs only in a strip (further called «window») following the front of first arrivals. The «window» position is determined from the numerical eikonal solver by computing first-arrival fronts. The proposed approach of the windowed modeling can significantly speed up calculation (since the finite-difference calculations are carried out in a moving «window» instead of computing in the whole domain) and reduce the amount of memory required for storing the field. The tests showed the possibility of the calculation accelerating up to 40 times and memory usage reduction up to 50 times. This approach allows us to model only the waveforms of the first arrivals, but this is enough for many seismic migration procedures. In particular, the article discusses the case of the reverse-time migration because it requires large amounts of computations. Tests show that in addition to accelerating the migration this approach allows us to avoid the appearance of artifacts, i.e. false images of non-existent seismic boundaries. en
dc.description.sponsorship Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 14-05-00862-а). ru_RU
dc.language.iso ru ru_RU
dc.publisher Новосибирский государственный университет ru_RU
dc.subject численные методы ru_RU
dc.subject конечно-разностные схемы ru_RU
dc.subject уравнения упругости ru_RU
dc.subject эйконал ru_RU
dc.subject сейсморазведка ru_RU
dc.subject миграция в обратном времени ru_RU
dc.subject параллельные вычисления ru_RU
dc.subject numerical algorithms en
dc.subject finite-difference scheme en
dc.subject wave equation en
dc.subject eikonal equation en
dc.subject reversetime seismic migration en
dc.subject parallel computing en
dc.title Алгоритм сейсмической миграции в обратном времени на основе эффективного численного моделирования первых вступлений сейсмических волн ru_RU
dc.title.alternative Seismic Reverse-Time Migration Using Efficient Numerical Algorithm for Modeling First-Arrival Waveforms en
dc.type Article ru_RU
dc.description.reference 1. Virieux J. Wave propagation in heterogeneous media: Velocity-stress finited fference method // Geophysics. 1986. Vol. 51. No. 4. P. 889–901. 2. Kristek J., Moczo P., Galis M. A brief summary of some PML formulations and discretizations for the velocity-stress equation of seismic motion // Studia Geophysica et Geodaetica. 2009. Vol. 53. No. 4. P. 459–474. 3. Boore D. M. Finite difference methods for seismic wave propagation in heterogeneous materials // Methods of Computational Physics, vol. 2 / B. Alder, S. Fernbach, M. Rotenberg. (Eds). New York: Academic Press. 1972. P. 1–37. 4. Vidale J. Finite-difference calculation of travel times // Bulletin of the Seismological Society of America. 1988. Vol. 78. No. 6. P. 2062–2076 5. Sethian J. Level set methods and fast marching methods: evolving interfaces in computational geometry, fluid mechanics, computer vision, and materials science. Cambridge Uni. Press, 1999. 400 p. 6. Zhao H. A fast sweeping method for eikonal equations // Mathematics of computation. 2005. Vol. 74, № 250. Р. 603–627. 7. Никитин А. А., Сердюков А. С., Дучков А. А. Параллельный алгоритм решения уравнения эйконала для трехмерных задач сейсморазведки // Вестн. НГУ Серия: Информационные технологии. 2015. Т. 13, № 3. С. 19–28. 8. Baysal E., Kosloff D. D., Sherwood J. W. Reverse time migration // Geophysics. 1983. Vol. 48. No. 11. P. 1514–1524. 9. McMechan G. A. Migration by extrapolation of time-dependent boundary values // Geophysical Prospecting. 1983. Vol. 31. No. 3. P. 413–420. 10. Kvasnička M., Zahradnřanděk J. A combined kinematic-dynamic method for fast computations of the first-arriving waveforms // Seismic Waves in Complex 3-D Structures, Dep. Geophys., Charles Uni., Prague, 1996. Rep. No. 4. P. 251–286. ru_RU
dc.description.reference 1. Virieux J. Wave propagation in heterogeneous media: Velocity-stress finited fference method // Geophysics. 1986. Vol. 51, No. 4. P. 889–901. 2. Kristek J., Moczo P., Galis M. A brief summary of some PML formulations and discretizations for the velocity-stress equation of seismic motion // Studia Geophysica et Geodaetica. 2009. Vol. 53, No. 4. P. 459–474. 3. Boore, D. M. Finite difference methods for seismic wave propagation in heterogeneous materials // Methods of Computational Physics, vol.2, / B. Alder, S. Fernbach, M. Rotenberg. (Eds). New York: Academic Press. 1972. P. 1–37. 4. Vidale, J. Finite-difference calculation of travel times // Bulletin of the Seismological Society of America. 1988. Vol. 78, No. 6. P. 2062–2076 5. Sethian J. Level set methods and fast marching methods: evolving interfaces in computational geometry, fluid mechanics, computer vision, and materials science. Cambridge Univ Pr. 1999. 400 p. 6. Zhao H. A fast sweeping method for eikonal equations // Mathematics of computation. 2005. Vol. 74, № 250. Р. 603–627. 7. Nikitin A. A., Serdyukov A. S., Duchkov A. A. Parallel algorithm of three-dimensional eikonal solver for seismic applications // Vestnik NSU Series: Information Technologies. - 2015. Volume 13, Issue No 3. - P. 19-28. - ISSN 1818-7900. (in Russian). 8. Baysal E., Kosloff D.D., Sherwood J.W. Reverse time migration // Geophysics. 1983. Vol. 48, No. 11. P. 1514–1524. 9. McMechan G. A. Migration by extrapolation of time-dependent boundary values // Geophysical Prospecting. 1983. Vol. 31, No. 3. P. 413–420. 10. Kvasnička M., Zahradnřanděk J. A combined kinematic-dynamic method for fast computations of the first-arriving waveforms // Seismic Waves in Complex 3-D Structures, Dep. Geophys., Charles Univ., Prague, 1996. Rep. No. 4. P. 251–286. en
dc.subject.udc 004.021:550.34
dc.relation.ispartofvolume 14
dc.relation.ispartofnumber 4
dc.relation.ispartofpages 68-79


Файлы в этом документе

Данный элемент включен в следующие коллекции

Показать сокращенную информацию