Способ и система для создания контрольных точек во время моделирования

Способ и система для создания контрольных точек во время моделирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США 61/346298, поданной 19 мая 2010 года, озаглавленной "СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ ТОЧЕК ВО ВРЕМЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ", которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение в общем имеет отношение к области геофизической разведки и, в частности, к обработке сейсмических данных. В частности, изобретение имеет отношение к системе для сохранения контрольных точек для улучшения эффективности компьютерных моделей, которые осуществляют доступ к данным моделирования в обратном временном порядке, например, при миграции сейсмических данных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Этот раздел предназначен для того, чтобы представить различные аспекты области техники, которые могут соответствовать иллюстративным вариантам осуществления настоящей методики. Предполагается, что это описание поможет предоставить основу для обеспечения лучшего понимания конкретных аспектов настоящей методики. В соответствии с этим следует понимать, что этот раздел необходимо читать в этом контексте, а не как признание предшествующего уровня техники.

Многие способы оценки параметров, инверсии и построения изображений выполняют вычисления прямого моделирования, применяющего последовательность шагов, которые экстраполируются в прямом направлении во времени от начального состояния. Соответствующий способ инверсии или построения изображений применяет сопряженный оператор, продвигающийся назад во времени от конечного состояния. Затем способ может сформировать информацию о системе посредством взаимной корреляции прямого моделирования с сопряженным моделированием на одинаковых временных шагах. Сформированная информация затем может использоваться для улучшения параметров моделирования, используемых для соответствия доступным данным, а также в других целях. В качестве примера информация может использоваться для формирования градиента или гессиана, связывающего изменения в целевой функции с изменениями в параметрах моделирования. В другом примере информация может использоваться для создания изображения, как это делается в глубинной миграции в обратном времени (RTM).

Эти методики требуют, чтобы к моделированию в прямом направлении во времени был получен доступ в обратном временном порядке для вычисления взаимной корреляции. Однако размер информации, необходимой для сохранения прямого моделирования для всех временных шагов, часто превышает доступную память.

Например, глубинная миграция в обратном времени (RTM) без суммирования обычно используется для построения изображений подземных структур при выполнении нефтегазовой разведки с помощью сейсмических данных. Во время миграции RTM волновое поле приемника, зарегистрированное в сейсмическом эксперименте, распространяется в обратном временном порядке и подвергается взаимной корреляции с моделированием в прямом временном порядке волнового поля источника. Это означает, что к моделированию источника в прямом временном порядке нужно получить доступ в обратном временном порядке. Прямолинейный подход состоял бы в том, чтобы вычислить и сохранить все временные шаги распространяющегося в прямом направлении волнового поля источника во всех подземных местоположениях. Это может быть непрактично из-за огромных объемов используемых данных. В качестве примера, для стандартного тестового проекта усовершенствованного моделирования (SEAM) общества геофизиков-разведчиков (SEG) это может означать хранение 40000 временных шагов с объемом 84 гигабайта каждый, что в общей сложности составляет приблизительно 3,36 петабайт данных. Проблематичным является не только требуемый объем памяти, но и времена доступа, необходимые для перемещения этого объема данных.

Для уменьшения необходимой памяти состояние волнового поля прямого моделирования, которое называется здесь контрольной точкой с полным состоянием, может быть определено как включающее в себя всю информацию, необходимую либо для выполнения взаимной корреляции, либо для повторного начала прямого моделирования от данного временного шага. Контрольные точки с полным состоянием могут затем быть сохранены в меньшем количестве тщательно выбранных временных шагов, с тем чтобы прямое моделирование могло быть повторно начато от сохраненных контрольных точек и распространено до требуемых временных шагов. (Термин контрольная точка также может быть использован для обозначения упомянутых выше тщательно выбранных временных шагов в отличие от данных, сохраненных на таких временных шагах). Таким образом, прямое моделирование может быть при необходимости повторно вычислено на временных шагах в обратном временном порядке, начиная с сохраненных контрольных точек. Память контрольной точки повторно используется для новых контрольных точек всякий раз, когда она больше не нужна. Компромисс состоит в выполнении большего количества вычислений для минимизации требований хранения и ввода/вывода. Эта методика может быть полезна всякий раз, когда используемые размеры данных намного больше, чем доступная память.

Гриванк (Griewank) и Уолтэр (Walther) предложили "оптимальный" способ выбора, какие временные шаги должны быть отмечены контрольной точкой, при условии, что доступен указанный объем памяти, в котором можно сохранить отмеченные контрольной точкой состояния волнового поля прямого моделирования. См., например, Griewank, A., "Achieving logarithmic growth of temporal and spatial complexity in reverse automatic differentiation," 1 Optimization Methods and Software 35-54 (1992); Griewank, A., Evaluating Derivatives: Principles and Techniques of Algorithmic Differentiation, Society for Industrial and Applied Mathematics (Philadelphia, PA, 2000); Griewank, A. and A. Walther, "Algorithm 799: An implementation of checkpointing for the reverse or adjoint mode of computational differentiation," 26 ACM Transactions on Mathematical Software 19-45 (2000).

В примере моделирования SEAM можно предположить, что имеется 40000 временных шагов в прямом моделировании. С использованием хранилища или памяти для сохранения контрольных точек буфера состояния волнового поля со 100 источниками в каждый момент времени к прямому моделированию можно получить доступ в обратном порядке с использованием 114747 временных шагов прямого моделирования, используя схему создания контрольных точек Гриванка. Таким образом, коэффициент экономии пространства памяти составляет примерно 400 за счет выполнения в 2,87 раз больше вычислений для прямого моделирования. Для применения миграции RTM повторное вычисление временных шагов для прямого моделирования от контрольных точек часто может быть более быстрым, чем выполнение ввода/вывода, требуемых для доступа к сохраненным временным шагам прямого моделирования, даже если доступно достаточное дисковое пространство для хранения всех временных шагов прямого моделирования, в случае медленного диска и быстрого вычисления.

Саймз (Symes) применил оптимальное создание контрольных точек Гриванка как эффективную стратегию реализации миграции в обратном времени. Symes, W.W., 2007, Reverse time migration with optimal checkpointing, 72 Geophysics (No. 5), P.SM213-SM221. Способ создания контрольных точек может быть особенно важным для миграции RTM, которая включает в себя физику затухания волнового поля (например, построение изображений с использованием P-волн и S-волн), поскольку стратегия обращения по времени прямого моделирования с использованием создания контрольных точек волнового поля всегда является устойчивой. Для сравнения альтернативная стратегия реализации миграции RTM сохранения граничных значений и заключительного состояния волнового поля и выполнения обратной во времени экстраполяции моделирования волнового поля источника может являться нестабильной. Кроме того, нестабильность в этом методе делает ее неподходящей стратегией применения, когда затухание включено как часть физики в прямое моделирование.

Способ создания контрольных точек для выполнения обращения во времени прямого моделирования имеет намного более общее применение, чем только для миграции RTM. Применения являются довольно общими и связаны с любым продвигающимся вперед по времени средством моделирования. Они включают в себя средства моделирования коллектора, потока жидкости, теплопередачи, геологическое моделирование бассейна, а также сейсмическую полную инверсию волнового поля (FWI). См., например, Tarantola, A., 1984, Inversion of seismic reflection data in the acoustic approximation: 49 Geophysics 1259-1266; Tarantola, A., Inverse Problem Theory: Method for Data Fitting and Model Parameter Estimation, Elsevier 125-133, 144-258 (1987); Plessix, R. E., "A review of the adjoint-state method for computing the gradient of a functional with geophysical applications," 167 Geophysical Journal International 495-503 (2006). Krebs, J. R., J. E. Anderson, D. Hinkley, R. Neelamani, S. Lee, A. Baumstein, M. D. Lacasse, "Fast Full-Wavefield Seismic Inversion Using Encoded Sources," 74 Geophysics P.WCC177-WCC188 (2009). The techniques may also apply to methods of automatic differentiation. See, e.g., Griewank, A., Juedes, D., and Srinivasan, "ADOL-C, a package for the automatic differentiation of algorithms written in C/C++," Preprint MCS-180-1190, Mathematics and Computer Science Division, Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois (1990); Griewank, A., Evaluating Derivatives: Principles and Techniques of Algorithmic Differentiation, Society for Industrial and Applied Mathematics (Philadelphia, PA, 2000).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Иллюстративный вариант осуществления настоящей методики обеспечивает способ снижения вычислительных затрат компьютерного моделирования. Способ включает в себя выполнение стратегии создания контрольных точек, причем стратегия создания контрольных точек содержит этап, на котором сохраняют контрольную точку корреляции (иногда называемую здесь "буфером корреляции") на временном шаге, причем контрольная точка корреляции включает в себя данные, используемые для корреляции распространяющегося в прямом направлении значения, сформированного посредством компьютерного моделирования, причем компьютерное моделирование не может быть повторно начато от значений, сохраненных в контрольной точке корреляции. Стратегия создания контрольных точек также содержит этапы, на которых выделяют пространство памяти для контрольной точки корреляции и выполняют компьютерное моделирование на каждом из множества временных шагов. В каждом из множества временных шагов распространяющееся в обратном направлении значение из данных измерений коррелируется с распространяющимся в прямом направлении значением из компьютерного моделирования. Распространяющееся в прямом направлении значение сохраняется в контрольной точке корреляции.

Способ может также содержать этапы, на которых сохраняют контрольную точку с полным состоянием и повторно начинают моделирование от контрольной точки с полным состоянием. Кроме того, способ может содержать этап, на котором определяют оптимальное местоположения для сохранения контрольной точки, причем оптимальное местоположение представляет собой пространство памяти, выделенное в памяти графического процессора (GPU), оперативной памяти (RAM), на виртуальном диске в оперативной памяти (RAM-диске), на накопителе на дисках или в любой их комбинации. Определение оптимального местоположения по меньшей мере частично основано на скорости доступа к пространству памяти. Пространство памяти, используемое для контрольной точки корреляции, может быть меньше, чем пространство памяти, используемое для контрольной точки с полным состоянием. Оптимизация стратегии создания контрольных точек может содержат этап, на котором определяют вычислительные затраты, соответствующие сохранению контрольной точки корреляции. Вычислительные затраты могут быть минимизированы по меньшей мере частично на основе скорости доступа для каждого из множества блоков хранения и отношения пространства памяти, требуемого для контрольной точки с полным состоянием, к пространству памяти, требуемому для контрольной точки корреляции. Может быть сформирована таблица, которая включает в себя временные шаги и тип контрольной точки, которая должна быть сохранена, в каждом из временных шагов.

Определение вычислительных затрат может содержать этапы, на которых вычисляют максимальное количество контрольных точек корреляции, которые могут быть сохранены в блоке быстрой памяти, и вычисляют максимальное количество контрольных точек корреляции, которые могут быть сохранены в блоке медленной памяти. Если какие-либо контрольные точки корреляции могут быть сохранены в быстрой памяти, вычисляют оптимальное количество проходов, если используется только быстрая память, и добавляют его в список. Минимальное количество проходов, если используется только быстрая память, может быть вычислено и добавлено в список. Если какие-либо контрольные точки корреляции могут быть сохранены в медленной памяти, минимальное количество проходов, если используются все типы памяти, может быть вычислено и добавлено в список. Оптимальное количество проходов, если используется вся быстрая память и сохраняется по меньшей мере одна контрольная точка корреляции в медленной памяти, может быть вычислено и добавлено в список, если оно меньше последнего значения в списке. Целочисленное значение, ближайшее к каждому значению в списке, может быть добавлено в список. Могут быть вычислены затраты для каждого значения в списке, и могут быть возвращены минимальные затраты.

Способ может содержать этап, на котором формируют изображение подземной области на основе сейсмических данных. Способ также может содержать этап, на котором составляют хронологию данных коллектора с моделированием коллектора.

Другой иллюстративный вариант осуществления обеспечивает способ сравнения собранных данных с данными моделирования. Способ содержит этапы, на которых распространяют в обратном направлении собранные данные по решетке и выполняют компьютерное моделирование для формирования распространяющихся в прямом направлении данных по решетке. Несколько буферов корреляции могут быть сохранены во время компьютерного моделирования, причем моделирование не может быть повторно начато ни от одного из буферов корреляции. Данные, сохраненные в буферах корреляции, могут быть сравнены с распространяющимися в обратном направлении данными в каждой точке в решетке.

Способ может содержать этап, на котором сохраняют контрольную точку с полным состоянием (также называемую здесь "буфером с полным состоянием") во время моделирования, причем моделирование может быть повторно начато от контрольной точки с полным состоянием. Способ также может содержать этапы, на которых вычисляют затраты для сохранения контрольной точки с полным состоянием и определяют временной шаг для сохранения контрольной точки с полным состоянием по меньшей мере частично на основе затрат. Распространяющиеся в прямом направлении данные могут быть коррелированы с распространяющимися в обратном направлении данными на следующем временном шаге.

Способ может содержать этапы, на которых сохраняют множество контрольных точек корреляции в быстрой памяти и сохраняют по меньшей мере одну контрольную точку корреляции в медленной памяти. Кроме того, способ может содержать этап, на котором сохраняют по меньшей мере одну контрольную точку с полным состоянием, причем моделирование может быть повторно начато от контрольной точки с полным состоянием. Способ может содержать этап, на котором сохраняют по меньшей мере одну контрольную точку с полным состоянием в быстрой памяти.

Другой иллюстративный вариант осуществления настоящей методики обеспечивает систему для выполнения корреляции данных моделирования с собранными данными. Система включает в себя процессор и систему хранения, причем система хранения включает в себя структуры данных, которые представляют данные измерений и алгоритм распространения, выполненный с возможностью распространять данные измерений в обратном временном порядке через решетку. Система хранения также включает в себя компьютерную модель, выполненную с возможностью формировать моделируемые в прямом временном порядке данные по решетке. Система также включает в себя память, причем память включает в себя код для того, чтобы заставить процессор распространять данные измерений в обратном временном порядке по решетке, заполнять решетку данными моделирования в прямом временном порядке из компьютерного моделирования, сохранять контрольную точку корреляции на временном шаге во время компьютерного моделирования и выполнять корреляцию распространяющихся в обратном направлении данных с данными моделирования, сохраненными в контрольной точке корреляции.

Процессор может включать в себя одно ядро, много ядер, графический процессор или любую их комбинацию. Контрольная точка корреляции может быть сохранена в памяти. Память может включать в себя оперативную память (RAM), виртуальный диск в оперативной памяти (RAM-диск), память графического процессора или любые их комбинации. Память может включать в себя код, выполненный с возможностью сохранять контрольную точку с полным состоянием на временном шаге, причем компьютерное моделирование может быть повторно начато от контрольной точки с полным состоянием.

Другой иллюстративный вариант осуществления настоящей методики обеспечивает способ выполнения миграции сейсмических данных для формирования сейсмических изображений. Способ включает в себя этапы, на которых распространяют измеренные сейсмические данные в обратном временном порядке по сейсмической решетке, распространяют моделируемые импульсы возбуждения в прямом временном порядке по сейсмической решетке и сохраняют по меньшей мере одну контрольную точку корреляции, причем контрольная точка корреляции содержит только моделируемые импульсы возбуждения, используемые для интересующей взаимной корреляции. Интенсивность измеренных сейсмических данных подвергается взаимной корреляции с моделируемыми импульсами возбуждения в каждой точке в сейсмической решетке с использованием данных из контрольной точки корреляции.

Способ может содержать этап, на котором сохраняют по меньшей мере одну контрольную точку с полным состоянием на временном шаге, причем по меньшей мере одна контрольная точка с полным состоянием включает в себя все данные, необходимые для повторного начала распространения от временного шага. Распространение моделируемых импульсов возбуждения в прямом временном порядке может быть выполнено с использованием полного двухстороннего волнового уравнения. Распространение моделируемых импульсов возбуждения в прямом временном порядке может быть выполнено с использованием методики миграции Кирхгоффа, миграции луча или миграции с односторонним волновым уравнением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества настоящей методики лучше понятны посредством ссылки на последующее подробное описание и приложенные чертежи.

Фиг. 1 - схема интересующей области, иллюстрирующая один сейсмический эксперимент в земной среде в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящей методики;

Фиг. 2 - схема, иллюстрирующая операцию миграции в обратном времени (RTM) в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящей методики;

Фиг. 3A - блок-схема последовательности операций, показывающая способ выполнения взаимной корреляции в обратном времени, такой как миграция RTM, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящей методики;

Фиг. 3B - блок-схема последовательности операций, показывающая прямое распространение волнового поля для взаимной корреляции в обратном времени в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящей методики;

Фиг. 4 - схема, полезная при иллюстрировании минимальных вычислительных затрат с использованием контрольной точки с полным состоянием на временном шаге с индексом k, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 5A-B - схемы, полезные при иллюстрировании временных шагов, на которых контрольные точки с полным состоянием или контрольные точки корреляции могут быть сохранены, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиги. 6A-C - схемы, полезные при иллюстрировании операции схемы Гриванка и оптимальной схемы создания контрольных точек упрощенного моделирования, имеющего 55 временных шагов, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 7A-C - схемы, которые сравнивают создание контрольных точек для стандартных корреляций и создание контрольных точек, когда прошлое состояние в сопряженном вычислении влияет на взаимную корреляцию с текущим состоянием при прямом вычислении, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 8A-E - схемы, полезные при иллюстрировании нескольких ситуаций, в которых объем быстрой и медленной памяти различен, в то время как пространство памяти, требуемое контрольной точкой каждого типа предполагается одинаковым, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 9A-E - схемы, полезные при иллюстрировании нескольких ситуаций, в которых объем быстрой и медленной памяти различен, причем пространство памяти, требуемое для контрольной точки корреляции, равно двум, и для контрольной точки с полным состоянием равно трем, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 10 - блок-схема последовательности операций способа реализации моделирования, которое использует контрольные точки корреляции, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 11 - блок-схема последовательности операций способа вычисления минимальных затрат без контрольных точек в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 12 - блок-схема последовательности операций способа вычисления минимальных затрат и наилучшего местоположения для взаимной корреляции n состояний в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 13 - блок-схема последовательности операций, показывающая, каким образом предварительно вычислить таблицу минимальных затрат, соответствующих контрольной точке, взятой в оптимальном местоположении k, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 14 - блок-схема последовательности операций способа вычисления минимальных затрат и оптимальной стратегии создания контрольных точек для корреляции n состояний с nƒ_used буферами состояния быстрой памяти и ns_used буферами состояния медленной памяти в ситуации, в которой начальная контрольная точка находится в памяти типа StartType, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 15 - график, показывающий отношение между минимальными затратами и местоположением первой контрольной точки с полным состоянием (k) для взаимной корреляции 266 шагов с использованием четырех буферов, когда S/C=12 и Rs=Ws=Rc=Wc=0, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 16 - график, показывающий отношение между минимальными затратами и местоположением первой контрольной точки с полным состоянием для взаимной корреляции 266 шагов с использованием четырех буферов, когда S/C=12, Rs=Ws=12 и Rc=Wc=1, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики;

Фиг. 17 - график, показывающий увеличение производительности оптимальной стратегии создания контрольных точек с быстрой и с медленной памятью по сравнению с оптимальной стратегией создания контрольных точек только с быстрой памятью и по сравнению со стратегией создания контрольных точек Гриванка, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики

Фиг. 18 - блок-схема иллюстративной кластерной вычислительной системы 1800, которая может использоваться для реализации настоящей методики, в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления настоящей методики.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В последующем разделе подробного описания конкретные варианты осуществления настоящей методики описаны в связи с иллюстративными вариантами осуществления. Однако поскольку последующее описание является специфичным для конкретного варианта осуществления или конкретного использования настоящей методики, подразумевается, что оно предназначено только для иллюстративных целей и лишь обеспечивает описание иллюстративных вариантов осуществления. В соответствии с этим настоящая методика не ограничена описанными ниже конкретными вариантами осуществления, но напротив, такая методика включает в себя все альтернативы, модификации и эквиваленты, находящиеся в пределах сущности и объема приложенной формулы изобретения.

Сначала для простоты ссылок сформулированы некоторые термины, использованные в этой заявке, и их значения, использованные в этом контексте. В тех случаях, когда используемому здесь термину не дано определение ниже, ему следует дать самое широкое определение, которое специалисты в подходящей области техники дали этому термин, как отражено по меньшей мере в одной печатной публикации или выданном патенте. Кроме того, настоящие методики не ограничены использованием показанных ниже терминов, и все эквиваленты, синонимы, новые разработки и термины или методики, которые служат той же самой или аналогичной цели, рассматриваются как находящиеся в объеме настоящей формулы изобретения.

"Алгоритм" несет свое обычное значение и относится без ограничения к любой последовательности повторимых этапов, которые приводят к дискретному "Значению". Например, алгоритм может включать в себя любое математическое, статистическое, позиционное и/или реляционное вычисление между любыми количествами определенных пользователем, предварительно заданных, автоматически определенных и/или доступных в промышленной отрасли или системе элементов данных. В нескольких вариантах осуществления различные алгоритмы могут быть выполнены над подчиненными элементами данных в отношении ранее определенной выборки оценки данных, чтобы получить единственное значимое значение данных.

"Машиночитаемый носитель" или "непреходящий машиночитаемый носитель" используется здесь для обозначения любого непреходящего хранилища и/или среды передачи, которые участвуют в обеспечении команд процессору для исполнения. Такая среда может включать в себя, но без ограничения, энергонезависимые носители и энергозависимые носители. Энергонезависимые мультимедиа включают в себя, например, NVRAM или магнитные или оптические диски. Энергозависимые носители включают в себя динамическую память, такую как оперативная память. Стандартные формы машиночитаемых носителей включают в себя, например, гибкий диск, жесткий диск, массив жестких дисков, магнитную ленту или любой другой магнитный носитель, магнитооптический носитель, компакт-диск (CD-ROM), голографический носитель, любой другой оптический носитель, RAM, PROM и EPROM, EPROM FLASH-память, твердотельный носитель, такой как карта памяти, любая другая микросхема памяти или картридж, или любой другой материальный носитель, из которого компьютер может считывать данные или команды.

Используемый здесь термин "система координат" обозначает прямоугольную (Декартову) координатную область с пространственными координатами (x, y, z) и координатой t времени. Сейсмические данные обычно собираются и хранятся в системе координат. Пространственные координаты x и y могут представлять ортогональные горизонтальные координатные направления, такие как продольное и поперечное направления съемки, в котором получены данные. Пространственная координата z обычно представляет вертикальное координатное направление, такое как глубина, измеряемая как положительное значение в направлении вниз.

"Взаимная корреляция" - процесс, который измеряет, насколько два временных ряда чисел сходны друг с другом. Взаимная корреляция может быть линейной или нелинейной, может рассматривать аспекты взаимной информации (например, основанные на энтропии) или может быть выполнена любым другим методом, который считается полезным для пользователя. Здесь взаимная корреляция между импульсом возбуждения, спроецированным вперед во времени, и сейсмической записью, спроецированной назад во времени, используется для миграции принятой энергии в точку отражения в подземном пласте, и идентифицирует местоположение (см. миграция).

Термины "отобразить" или "отображение" включают в себя прямое действие, которое вызывает отображение графического изображения физического объекта, а также любое косвенное действие, которое обеспечивает возможность отображать графическое изображение физического объекта. Косвенные действия включают в себя обеспечение веб-сайта, через который пользователю дается возможность воздействовать на отображение, обеспечение ссылок на такой веб-сайт или сотрудничество с компанией, которая выполняет такие прямые или косвенные действия. Таким образом, первая сторона может работать одна или в сотрудничестве с третьей стороной, чтобы дать возможность формировать информацию на дисплее. Дисплей может включать в себя любое устройство, подходящее для отображения опорного изображения, такой как, но без ограничения, дисплей виртуальной реальности, трехмерный дисплей, электронно-лучевой монитор, жидкокристаллический монитор, плазменное устройство, плоскопанельное устройство, принтер, плоттер или устройство вывода любого другого типа. Дисплей может включать в себя устройство, которое было откалибровано с помощью любого традиционного программного обеспечения, предназначенного для использования при оценке, корректировке и/или улучшении результатов отображения.

Термин "иллюстративный" используется здесь исключительно для обозначения "служащий примером, экземпляром или иллюстрацией". Любой вариант осуществления, описанный здесь как "иллюстративный", не должен рассматриваться как предпочтительный или имеющий преимущества по сравнению с другими вариантами осуществления.

"Пластом" называется масса породы или другие подземные твердые фазы, которые являются достаточно отличительным и непрерывными, и они могут быть нанесены на карту, например, сейсмическими методами. Пласт может представлять собой массу породы преимущественно одного типа или комбинации типов. Пласт может содержать одну или более нефтегазоносных зон. Следует отметить, что термины пласт, коллектор и интервал могут использоваться взаимозаменяемо, но будут обычно использоваться для обозначения последовательно уменьшающихся подземных областей, зон или объемов. Более определенно, пласт обычно будет самой большой подземной областью, коллектор обычно будет областью в пределах пласта и обычно будет представлять собой нефтегазоносную зону (пласт, коллектор или интервал, имеющий нефть, газ, сырую нефть и любую их комбинацию), и интервал обычно относится к подобласти или части коллектора. Нефтегазоносная зона может быть отделена от других нефтегазоносных зон зонами низкой проницаемости, такими как микрозернистые известняки, сланцы или подобные сланцам (сильно уплотненные) пески. В одном или более вариантах осуществления нефтегазоносная зона включает в себя сырую нефть в дополнение к песку, глине или другим пористым твердым фазам.

"Сейсмографом" называются активные элементы, которые чувствительны к сейсмическим сигналам и поддерживающему корпусу (или структуре), который поддерживает активные элементы. Активные элементы обычно содержат пьезоэлектрические элементы, но также могут включать в себя оптические элементы, миниатюрные электромеханические элементы датчика и т.п.

"Углеводороды" обычно определяются как молекулы, сформированные прежде всего из атомов углерода и водорода, например нефть и природный газ. Углеводороды также могут включать в себя другие элементы, такие как, но без ограничения, галогены, металлы, азот, кислород и/или сера. Углеводороды могут добываться из коллекторов углеводородов через скважины, проходящие через нефтегазоносный пласт. Углеводороды, полученные из коллектора углеводородов, могут включать в себя, но без ограничения, кероген, битум, пиробитум, асфальтен, нефть или их комбинации. Углеводороды могут быть расположены в недрах земли внутри минеральных материнских пород или смежно с ними. Материнские породы могут включать в себя, но без ограничения, осадочную породу, песок, силицилиты, карбонаты, диатомиты и другие пористые среды.

"Гидрофоном" называются активные элементы, которые чувствительны к волнам сжатия (звуковым волнам) в морской среде. Гидрофон также включает в себя поддерживающий корпус (или структуру), который содержит активные элементы. Активные элементы обычно содержат пьезоэлектрические элементы, но могут также включать в себя другие элементы обнаружения звука.

"Импеданс" представляет собой произведение сейсмической скорости на плотность. Импеданс обычно изменяется среди различных пластов породы, например противоположные стороны границы раздела имеют различные импедансы. Обычно определяются два типа импеданса, I_p и I_s, - где I_p представляет собой импеданс P-волны, также называемый акустическим импедансом, и I_s представляет собой импеданс S-волны, также называемый сдвиговым импедансом. Коэффициент отражения границы раздела обычно зависит от контраста этих импедансов и плотности породы по обе стороны от границы раздела. В частности, контраст этих свойств геологических слоев влияет на коэффициент отражения на границе, разделяющей эти два слоя. Один геофизический процесс для определения импеданса и/или структуры плотности подземной области, основанный на зарегистрированных сейсмических данных отражения, представляет собой сейсмическую инверсию.

"Инверсия" или "сейсмическая инверсия" представляет собой процесс, посредством которого пытаются найти модель свойств подземной среды, которая воспроизводит измеренный сейсмический ответ в пределах допуска и удовлетворяет геологическим и геофизическим ограничениям. Имеется большое количество известных способов сейсмической инверсии. Эти известные способы попадают в одну из двух категорий: итеративная инверсия и не итеративная инверсия. Не итеративная инверсия выполняется посредством применения некоторой простой фоновой модели и обновления модели на основе входных данных. Для сравнения итеративная инверсия использует обновленную модель в качестве входной информации для следующего этапа инверсии. (См. "миграция").

"Миграция Кирхгоффа" представляет собой способ инверсии с обратным рассеянием, который полагается на статистическую конструктивную интерференцию сигнала и деструктивную интерференцию шума. Это двухэтапная операция, которая сначала проецирует вверх или отслеживает пути лучей от каждой точки из глубины до поверхности и создают график времени прохождения потенциальных путей лучей до поверхностных местоположений. Затем она суммирует отсчеты для каждого окружающего пути во времени на основе местоположений их источника и приемника, заданные графиком времени. Миграция Кирхгоффа может быть основана на одностороннем волновом уравнении и может быть менее точной, чем способ с полным двухсторонним волновым уравнением, такой как обсуждаемая здесь миграция в обратном времени (RTM).

"Морской средой" называется любое местоположение в открытом море. Местоположение в отрытом море может являться мелководным или глубоководным. Морская среда может представлять собой акваторию океана, залив, большое озеро, устье, море или канал.

"Миграция" обычно выполняется во время стадии обработки данных построения сейсмических изображений, чтобы точно расположить подземные сейсмические отражатели. Потребность в сейсмической миграции возникает потому, что переменные сейсмические скорости и наклонные отражатели заставляют сейсмические отражения в не подвергнутых миграции сейсмических изображениях появляться в неправильных местоположениях. Сейсмическая миграция представляет собой операцию инверсии, в которой сейсмические отражения перемещаются или "подвергаются миграции" на их истинные позиции в подземной среде. Существует много различных методик сейсмической миграции. Некоторые из этих методик миграции применяются после суммирования по общей глубинной точке (CMP) записей данных. Как известно в области техники, суммирование по общей глубинной точке представляет собой процедуру обработки данных, при которой несколько путей