基于CPU_GPU异构平台的全波形反演及其实用化分析.pdf

【全波形反演（Full Waveform Inversion, FWI）】是一种先进的地球物理成像技术，主要用于地下构造的速度模型构建。FWI通过对比实际地震记录与模拟地震波形之间的差异，逐步优化地质模型，从而获得高精度的速度分布。在理论上，FWI是目前最精确的速度估计方法。 【CPU与GPU异构平台】CPU（中央处理器）擅长处理复杂逻辑和控制任务，而GPU（图形处理器）则在并行计算和大数据处理方面表现出色。将两者结合的异构计算平台，可以充分发挥各自优势，提高计算效率。在FWI中，CPU用于执行高级控制和数据管理，GPU则负责大量重复的数值计算，加速反演过程。 【GPU算法加速】针对FWI的计算密集型特性，采用GPU进行算法加速是提高计算效率的关键。GPU并行计算能力能够极大地缩短反演所需时间，使得大规模的全波形反演成为可能。 【时空域声波方程全波形反演算法】在CPU-GPU异构平台上，实现了一种基于时空域的声波方程全波形反演算法。这种方法在保证精度的同时，显著提升了计算速度，为实际地震资料的处理提供了高效工具。 【实际应用与效果】文中通过理论模型测试和实际地震资料处理展示了该算法的高效性和准确性。对胜利油田某陆上区块的地震资料进行全波形速度反演，取得了初步的应用效果，证明了在陆上地震资料处理中的可行性。 【地震资料质量要求】FWI对输入地震资料的质量有较高要求，包括高分辨率、低噪声以及充足的覆盖范围等。实际应用中，需要对地震资料进行预处理，以满足FWI的计算需求。 【策略与建议】鉴于FWI对陆上地震资料的特定要求，文章提出了相应的策略，包括资料质量控制、反演参数选择和优化、以及逐步改进的反演策略等，以促进FWI在实际生产中的广泛应用。 基于CPU-GPU异构平台的全波形反演技术，结合高效的算法设计，不仅能够提供高精度的地下速度模型，而且在计算效率上有了显著提升，对于推动地球物理成像技术的发展具有重要意义。同时，对于实际地震资料处理，必须考虑资料质量、算法适应性和优化策略，以确保FWI的有效应用。