發(fā)布時間：2017-12-10 03:10

  本文關(guān)鍵詞：基于云計算的逆時偏移數(shù)據(jù)處理方法研究

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【摘要】：隨著傳統(tǒng)一些構(gòu)造簡單的油氣藏逐漸減少,油氣勘探難度日趨提高,主要表現(xiàn)為地層傾角大、儲層埋藏深和介質(zhì)縱橫向速度變化劇烈等,因此,油氣勘探對偏移成像方法的計算速度與精度的要求也日益增加。目前,疊前逆時偏移被認為是精確獲得復雜構(gòu)造的內(nèi)部映像最有效的方法,但在整個偏移成像數(shù)據(jù)處理過程中存在著計算量和存儲量巨大等問題,導致其難以大規(guī)模的應用于工業(yè)生產(chǎn)。如何降低地震數(shù)據(jù)存儲量和提高計算效率是油氣勘探偏移成像中重點研究的問題。目前主要采用集群計算方式實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的高性能處理,但集群計算受到資源限制,并且建設成本高,很難得到廣泛的應用。近年來,隨著云計算技術(shù)的發(fā)展與成熟,為逆時偏移提供了一種新的數(shù)據(jù)存儲與管理的有效方法。本文分析逆時偏移數(shù)據(jù)處理特點及應用需求,在剖析國內(nèi)外數(shù)據(jù)處理與云計算等技術(shù)和方法的基礎上,提出一種基于云計算的逆時偏移數(shù)據(jù)處理方法,提供更加廣泛的高性能計算應用服務。首先,設計基于云計算的逆時偏移數(shù)據(jù)處理整體架構(gòu)模型,并分析模型中待解決問題；其次,針對這些問題,對云環(huán)境下地震數(shù)據(jù)分布式存儲方法、云環(huán)境下數(shù)據(jù)并行處理方法和云環(huán)境下任務調(diào)度算法等內(nèi)容展開深入研究,尋求解決方法,為整體模型提供技術(shù)支撐:最后,根據(jù)地震資料偏移成像業(yè)務需求,研發(fā)逆時偏移成像系統(tǒng),將其應用到云環(huán)境中提供服務。主要研究內(nèi)容如下：1、提出云環(huán)境下逆時偏移數(shù)據(jù)處理的整體架構(gòu)模型C-RTMDPM針對逆時偏移數(shù)據(jù)處理特點和應用需求以及存在問題展開研究,重點研究云計算架構(gòu)及其數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù),設計云環(huán)境下逆時偏移數(shù)據(jù)處理流程:提出一種適合云環(huán)境下逆時偏移數(shù)據(jù)處理整體架構(gòu)模型(C-RTMDPM),詳細描述模型中各層次的功能和待解決的問題;通過引入云環(huán)境下分布式存儲、并行計算和任務調(diào)度等相關(guān)技術(shù),實現(xiàn)對逆時偏移數(shù)據(jù)高效的存儲和處理,為逆時偏移數(shù)據(jù)處理提供新的方法。2、重點研究C-RTMDPM中數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理和任務調(diào)度方法首先,研究云環(huán)境下地震數(shù)據(jù)的分布式存儲方法。通過對地震數(shù)據(jù)的存取特點分析,引入分布式云存儲思想,從數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分配策略和節(jié)點選擇機制等多方面考慮,設計云環(huán)境下地震數(shù)據(jù)分布式存儲結(jié)構(gòu)模型：并在模型基礎上對地震數(shù)據(jù)分布式存儲策略展開深入研究,設計基于節(jié)點動態(tài)選擇的數(shù)據(jù)存儲算法,實現(xiàn)云環(huán)境下地震數(shù)據(jù)的高效存取。其次,研究云環(huán)境下逆時偏移數(shù)據(jù)的并行處理方法。通過對逆時偏移數(shù)據(jù)并行處理特點分析,根出逆時偏移數(shù)據(jù)分布式式處理流程和基于粒度劃分的并行數(shù)據(jù)處理方法；利用GPU計算優(yōu)勢,設計基于CPU/GPU協(xié)同逆時偏移計算和多GPU卡聯(lián)合計算的工作模式；結(jié)合云計算MapReduce編程模型,提出一種云環(huán)境下GPU-MapReduce并行計算模型,實現(xiàn)云環(huán)境下多GPU節(jié)點間協(xié)同并行工作的高效數(shù)據(jù)處理機制。最后,研究云環(huán)境下任務調(diào)度優(yōu)化策略。通過分析目前常用任務調(diào)度算法的優(yōu)缺點及其適用范圍,重點研究遺傳算法和蟻群算法,結(jié)合逆時偏移計算中大規(guī)模任務調(diào)度需求,提出一種適合云環(huán)境下的遺傳-蟻群混合優(yōu)化算法的任務調(diào)度策略。該策略融合遺傳算法和蟻群算法雙重優(yōu)點,實現(xiàn)云計算任務調(diào)度的高效執(zhí)行,同時在系統(tǒng)負載均衡方面也有較好的性能。3、云環(huán)境下逆時偏移數(shù)據(jù)處理方法實證分析基于云計算的逆時偏移數(shù)據(jù)處理方法,結(jié)合數(shù)據(jù)分布式云存取模型、數(shù)據(jù)并行處理方法和任務調(diào)度優(yōu)化策略等研究成果,開發(fā)疊前逆時偏移成像系統(tǒng),為逆時偏移數(shù)據(jù)處理提供可視化界面,并將系統(tǒng)應用到云環(huán)境中。通過實驗表明,系統(tǒng)利用多節(jié)點并行處理,不會影響成像精度,能夠提高偏移成像的計算效率。研究結(jié)果表明,本文提出的基于云計算的逆時偏移數(shù)據(jù)處理方法能夠較好的解決當前地震數(shù)據(jù)處理存在的數(shù)據(jù)存儲與計算問題,同時對處理其他地震資料應用提供了高效的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理和高性能計算服務。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.4;P618.13

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本文編號：1272890