Методы реконструкции изображения глубинных неоднородностей земной среды по сейсмическим данным ("сейсмическая миграция")

Растущие сложность и актуальность задач поиска, разведки и разработки месторождений нефти и газа привели в последние десятилетия к значительному росту объемов проведения площадных 3-D сейсморазведочных работ. Важным фактором указанного роста является опережающая разработка передовых программно-алгоритмических средств обработки, которые и обеспечивают, в конечном итоге, требуемое повышение информативности результатов сейсмической разведки и достоверности их геологической интерпретации. Одним из таких средств является 3-мерная глубинная сейсмическая миграция до суммирования, призванная получить максимально достоверное и разрешенное изображение глубинных неоднородностей изучаемой неоднородной земной среды по сейсмическим данным.Характеризуя сложность решения этой актуальной задачи отметим, что она связана с необходимостью решения чрезвычайно большого числа прямых 3-мерных задач на распространение волн от точечных источников в неоднородной среде, число которых составляет порядка 104-105 для типичного объекта сейсмической разведки. В случае использования наиболее простого и экономичного алгоритма асимптотической миграции Кирхгофа в однолучевом приближении функций Грина общее число арифметических операций для обработки данных площадных сейсмических наблюдений составляет порядка 1016-1017. При этом объем исходных данных квазирегулярной системы сейсмических наблюдений с зондирующими источниками типа взрывов в мелких скважинах и приемниками колебаний, расположенными на дневной поверхности в узлах частой сетки, составляет порядка 1 ТБ. Сходный объем занимают результаты сейсмической миграции. Подобная задача относится к числу наиболее трудоемких в вычислительном отношении научно-технических задач, для решения которой требуются интенсивные параллельные вычисления на мощных суперкомпьютерах.
По ряду причин известные в настоящее время зарубежные программные разработки не могут в полной мере удовлетворить отечественных пользователей. Среди таких причин можно указать на высокую стоимость, а также не всегда удовлетворяющие качество и быстродействие предлагаемых программных продуктов. Немаловажной причиной разработки собственного программного обеспечения является риск возрастающей технологической зависимости от западных фирм-производителей в такой важной сфере как разведка нефти и газа. Отметим, что вплоть до начала 2000-х годов фактической монополией на подобное программное обеспечение и возможностью выполнения 3-мерной глубинной сейсмической миграции до суммирования обладали крупнейшие зарубежные транснациональные компании, в числе которых «Paradigm», «Schlumberger», «CGG», «Landmark», «Halliburton». <...>