[00120232]基于GPU/CPU高性能协同平台的逆时偏移成像系统及在油气勘探中的实践

本项目是“十二五”期间中国石油股份有限公司的重点科研生产项目,针对国内外重点勘探领域和盆地,基于GPU/CPU高效协同平台,研究双复杂结构下的地震波场成像精度和高性能计算问题。由中国石油股份有限公司油气勘探重点物探技术攻关项目、中国石油科技管理部科技专项及中国石油长庆、塔里木、新疆、玉门等油气田分公司的配套科研生产项目、勘探开发研究院基金项目共10余个课题组成。总经费投入5000万元,研究周期为2013年1月至2019年6月。 目前,石油勘探正逐步向勘探程度低、构造复杂的领域拓展。然而,复杂构造高精度地震成像仍是地球物理界一个巨大的难题,其中,构造复杂导致的地震波场成像问题是制约的瓶颈。在过去几年间,我们针对中国塔里木盆地、准噶尔盆地和中亚滨里海地区等国内外重点勘探盆地,针对海相碳酸盐岩复杂盐丘、火山岩等重点勘探领域的复杂构造,开展了逆时偏移地震成像关键技术的研究。该项目针对复杂地表、复杂地质构造的建模精度、成像精度和高性能计算问题,开展TI介质各向异性逆时偏移成像系统关键技术研发与应用。 基于GPU/CPU高效协同平台,通过研究TI介质各向异性逆时偏移建模及各向异性高精度双程波成像方法,发展了地震高精度成像学科的理论与技术,大幅度提高了成像精度和计算效率,解决了“双复杂”结构面临的地震成像难题,该技术系列以高性能计算为基础,提出TI介质新的参数建模方法与高精度成像方法,创新了参数建模与地震成像的实现策略,推动新一代高精度地震成像技术的发展,在国内外重点勘探领域和重点勘探盆地得到规模化成功应用。项目发表论文28篇,其中SCI收录3篇,EI收录14篇;授权专利3项;登记软件著作权10项。 技术创新点主要有：①基于微测井分层约束近地表建模技术,有效解决复杂地表的建模难题;②创新曲波域数据重构自适应噪音压制技术和λ-f 域高分辨率Radon变换和差异放大的多次波压制技术,有效提高资料信噪比;③提出基于测井数据与全方位道集的TTI各向异性速度建模及正则化有限横波逆时偏移成像技术,提升各向异性建模及成像精度,改善成像质量;④创新最大海泛面拉平的台缘礁滩体识别和分方位平滑处理与曲率相结合的断裂识别技术,改善礁滩体和断裂系统识别质量。 该项目在研究过程中与油田勘探生产紧密结合,应用该课题研究形成的“基于GPU/CPU高性能协同平台逆时偏移成像技术系列及软件系统”在鄂尔多斯盆地长庆、塔里木盆地、中小盆地吐哈玉门、准噶尔、四川盆地及海外哈萨克斯坦等多个国内外盆地的油气勘探中均取得了很好的应用效果。在长庆油田油气田勘探中,推动致密油勘探技术的进步,实现了西缘复杂构造精确成像,有力支撑了长庆油田公司5000万吨产能建设;该技术系列在塔里木盆地勘探中获良好成效,先后开展12轮井位论证,采纳井位51口,钻井成功率由70%上升至90%,高产稳产井比率由30%上升至67%;在海外哈萨克斯坦滨里海地区油气勘探中同样发挥了重要作用。该项目研究取得的创新技术、配套技术系列与技术流程及软件系统,可以在我国其他含油气盆地“双复杂”构造地震成像中推广应用,具有广阔的应用前景。 本项目在复杂构造地震双程波成像中速度建模的精度方面有待进一步完善,下一步计划针对复杂地震波场的双程波成像进一步加强速度建模、速度适应性分析及全波形反演与双程波联合成像方面的研究。