利用广角单程波方程和图形卡加速进行偏移速度分析研究

建立速度模型是叠前深度偏移研究的首要任务。全波形反演得到的速度模型并不能确保成像效果最优，且计算量和内存需求过大，难于实用。本研究将以单程波方法为基础，利用微分相似优化对炮域偏移结果进行局部偏移距域聚焦分析，再利用梯度反演更新速度场，最后对整套方法进行图形卡并行加速。同全波形反演相比，该方法计算量更少，更易于图形卡加速，能为深度偏移更快速地提供速度模型，确保成像效果最优。创新点：1)专为偏移速度分析设计了一款广角单程波算子，该算子不受数值频散和三维分裂误差影响，且能借助FFT实现快速计算；2)通过对比分析优选目标函数，以提高反演收敛性，从算法层面降低计算量；3)利用图形卡进行加速，从硬件层面大幅度提高执行效率，缩短建模周期，为实际应用奠定基础。该项目的实施能在较短时间内为三维叠前深度偏移提供聚焦效果良好的宏速度模型，对于提高我国复杂地质构造的成像精度和效率具有重要的现实意义和应用前景。

本项研究提出了复杂介质条件下新的高精度单程波方法，并利用GPU加速实现了很高的加速比，极大的缩短了速度分析的执行周期。消除了三维偏移成像中固有的双向分裂误差，极大地提高了强各向异性介质中的成像精度和稳定性。提出了新的压制有限差分数值频散的新思路，突破了传统方法误差大、可控性差等先天缺陷，为下一步开展全波形反演研究提供了性能优越的数值模拟方法，该部分成果已经申请了国际发明专利。此外，本项目还产出了可用于地震数据插值的快速方法，尽可能减少由于原始数据缺失对速度分析带来的隐患；利用项目组前期提出的切比雪夫法，实现了超长偏移距的高精度动校正。