【摘 要】
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近地表速度模型层析反演多采用基于初至旅行时射线追踪的迭代反演方法.通常采用基于共享存储的MPI并行方式提高计算效率,但当计算节点增至一定规模时会存在网络I/O压力过大的计算瓶颈.为此,提出了一种快速、稳健的基于Spark技术的近地表速度模型层析反演方法,采用分布式内存管理技术将迭代中重复计算的数据持久化至内存中,提高程序运行效率.同时,为了解决共享存储中随着节点规模扩大而产生网络I/O堵塞的瓶颈问题,在分布式存储环境下组织弹性分布式数据集(RDD),设计基本规约单位为深度方向的一维反演数据,基于Spark
【机 构】
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中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院,江苏南京211103
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近地表速度模型层析反演多采用基于初至旅行时射线追踪的迭代反演方法.通常采用基于共享存储的MPI并行方式提高计算效率,但当计算节点增至一定规模时会存在网络I/O压力过大的计算瓶颈.为此,提出了一种快速、稳健的基于Spark技术的近地表速度模型层析反演方法,采用分布式内存管理技术将迭代中重复计算的数据持久化至内存中,提高程序运行效率.同时,为了解决共享存储中随着节点规模扩大而产生网络I/O堵塞的瓶颈问题,在分布式存储环境下组织弹性分布式数据集(RDD),设计基本规约单位为深度方向的一维反演数据,基于Spark Shuffle在规约过程中分布并行规约,利用Spark调度器在各个进程中分配任务,实现并行计算.实际数据计算结果表明:在反演结果精度不变的情况下,相对于常规MPI并行技术,该实现方法能够大幅度降低迭代过程中产生的网络I/O;当计算节点较多时,计算效率能够提高4倍以上;并行加速比呈现类线性增长趋势.
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分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高.利用在光纤中插入大量反射率不足1/1000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor,DAS)系统噪声的压制.实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1～320.0 Hz,
分布式光纤声波传感利用单根光纤作为传感单元,可实时捕捉光纤沿线的声波信号,是一种新型的空间连续声波采集技术.首次提出了基于分布式光纤传感技术的小道距海上光纤拖缆地震数据采集系统,拖缆中采用单根光纤依次缠绕在多个水听器骨架上进而形成水听器阵列,不需要添加额外的分离器件,大大简化了采集系统的复杂度和制造工艺.最终实现的光纤拖缆道间距为1m,系统的声压噪声本底优于-40dB ref Pa//Hz.驻波管标定结果表明,该技术实现的水听器具有较好的声压响应一致性,声压灵敏度约为-157.8 dB ref rad/u
近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井-地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集领域的应用.对国内外应用于陆地、海洋和井中的光纤地震数据采集系统进行了简要介绍,重点关注了分布式光纤声波传感(DAS)技术在井中地震数据和井-地联合地震数据的采集、处理和综合解释中的应用.光纤传感技术是一项革命性的新技术,光纤因体积小、不带电、分布式、高密度、多参量、耐高温、高压、全段接收和低成本等特征,必将带来井下、海洋和陆地地球物理技术的一场革命.井中分布式光
基于相位敏感光时域反射的光纤分布式声波传感技术(DAS)具有长距离、高灵敏、高空间分辨率、低成本、无源、抗电磁干扰等显著优势,非常契合石油行业中的地震勘探和管道监测等需求.从石油行业的应用需求出发,介绍了光纤DAS技术的基本原理和解调技术,并阐述了近年来该研究领域在信噪比增强、探测距离扩展和采样率提升等方面所取得的最新研究成果.此外,重点总结了国内外在光纤DAS技术商用化方面的研究进展,分析比较了不同企业和机构研发的DAS产品的特点、性能和应用潜力.同时,重点针对光纤DAS技术在VSP测井、微地震探测和管
常规分布式光纤声波传感(DAS)技术利用光纤对轴向应变敏感的特点开展单分量信号采集,在开展三分量振动信号采集时,通常需要对光纤进行螺旋缠绕布置.在采用不同的角度进行缠绕时,光纤的轴向位置必然不同,导致光纤对X,Y,Z3个方向的振动信号具有不同的敏感性.针对上述问题,通过建立单根螺旋缠绕光纤的数学模型,确定了光纤轴向应变的影响因素,推导了螺旋光纤轴向应变与光纤所在位置处3个方向真实应变之间的数学映射关系,定量分析了不同缠绕角度、不同旋转角度条件下三分量振动信号对光纤轴向应变的影响,并采用波动方程模拟的三分量
井中分布式光纤声波传感(DAS)系统作为新一代井中地震观测装备,与传统的井中三分量数字采集系统相比,具有施工安全、高效,一次激发即可实现全井段观测的优点.DAS系统具有传、感一体的特点,因此在井中光缆悬挂观测时无法实现光缆的完全推靠以及井口段光缆张力的有效减少,这导致地震资料采集时会产生较强的缆波和耦合干扰,从而影响地震资料的信噪比.从地震波的传播规律出发,分析了DAS井中观测干扰波的产生过程和特征,明确了DAS系统缆波干扰和“弹簧波”干扰是由波到达光缆时沿着光缆传播而形成.采用随机中值滤波技术压制缆波干
随着国内油气勘探目的 层向深层快速延伸,对地震资料的信噪比、分辨率和成像精度要求更高,从而对检波器的灵敏度、带宽要求越来越高.采用窄线宽的分布反馈光纤激光器(DFB-FL)为振动敏感元件,设计了一种井中三分量光纤激光地震检波器,并采用相干探测方式实现微弱地震信号的检测.在实验室开展了频响灵敏度、噪声测试,并与高温动圈检波器2400进行对比试验,同时对井下光纤检波器的耐高温、耐高压性能进行了测试.经试验验证,所设计的井中三分量光纤激光检波器在1～400 Hz内具有良好的信号探测能力,灵敏度达到34 dB r
分布式光纤声波传感技术(DAS)是通过解调光信号背向瑞利散射相位变化表征地震信号的一种新型信号采集技术,其在井中采集具有一次性覆盖全井段和测量高密度的特点,施工效率和数据的一致性大幅提高,因此受到广泛关注.以光纤在井中地震的实际应用为例,讨论了影响DAS采集资料信噪比和分辨率的光信号解调因素和采集因素,提出了一种在无检波器定位情况下校正DAS深度位置的解决思路,利用时间方向求导和反演耦合干扰减去法提高了DAS-VSP采集资料的上行波信噪比和全波场高频成分.基于预处理后的高密度DAS-VSP数据,提取了层速
光纤分布式声波传感(DAS)技术因其耐高温高压和高密度全井段采集等技术优势使得井地联合勘探技术更加高效,在井驱参数提取及井旁成像等方面具有广泛的应用前景,但目前该技术面临记录数据的信噪比偏低、单分量数据波场分离困难、地面激发点稀疏造成照明不均匀和成像质量欠佳等技术难题.为此,系统分析了长庆油田珠60井的套管外DAS-VSP井地联采数据的采集质量及对处理结果的影响、DAS单分量波场特征及反射波分离、井驱参数提取、井地联合多次波分析、3D-VSP成像的技术优势和不足等,形成了高效初至拾取及井驱参数提取、单分量
地震数据的正演表达是构建地震波反演成像方法的基础.给定满足地震波运动学的准确的地下介质光滑模型,基于地震数据线性正演表达提出波形成像方法理论,不仅可修正当前以构造为主要目标的地震数据偏移成像方法理论的不足,还可实现对地下地层的岩性成像.在满足地震波运动学的准确的光滑模型下,地震波不发生散射、反射和波型转换,将扰动法应用于波动方程,得到描述地下非均匀体产生的扰动波场的波动方程.依据地震波长与非均匀体大小或非均匀体物理性质空间变化特征尺度之间的相对大小关系,将非均匀体划分为在空间上具有有限延续度的产生散射波的