MPI_PSPI에 의한 중합 전 깊이영역 구조보정 = Prestack Depth Migration by MPI_PSPI

국문 초록 (Abstract)

탄성파 중합 전 구조보정은 단층, 습곡, 암염 등 복잡한 층서지역 지층구조파악에 이용되지만 많은 컴퓨터 계산 량과 자료 입출력을 요구한다. 시간, 속도, 음원, 수진기, 주파수, 파수들의 함수로 이루어진 탄성파 문제는 본질적으로 병렬구조 특성을 지니고 있다. Phase Shift Plus Interpolation (PSPI)법은 적은 컴퓨터 계산 량과 효율성으로 중합 전 또는 중합 후 구조보정에 많이 이용되고 있으며, 주파수 영역에서 구조적으로 병렬화 적용이 용이한 특성을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 Message Passing Interface_Local Area Multicomputer (MPI_LAM) 라이브러리를 이용하여 병렬코드 MPI_PSPI를 개발하고 인공합성모델에 대해 깊이영역 구조보정을 적용하였다. MPI_PSPI 구조보정을 실시할 때 하향 외삽 파동장은 모든 계산노드에 분산하여 동시에 수행하는 도메인 분해 방법을 적용하였다. 단순 원형지층모형에 대한 수치 모형실험 결과 하나의 음원 모음도에서는 일반 PSPI 알고리즘 보다 병렬화된 MPI_PSPI 알고리즘이 약 2배 정도, 59개음원모음도에서의 경우 약 50 배 정도 계산시간이 단축되어, 음원 모음도가 많을수록 MPI_PSPI 가 효과적이라 할 수 있다. 프로세서 증가에 따른 MPI_PSPI 계산시간 변화는 4개를 이용할 때보다 8개를 이용할 때 계산시간 감소율이 최대를 나타냈으며 그 이후 점진적 프로세서 증가에도 불구하고 계산시간 감소율은 크지 않았다. 음원 모음도에 대한 구조보정 결과인 공통 영상 단면도는 에너지 전달이 집중된 곳에 지층경계면이 뚜렷이 나타남을 보여주므로 관심 대상지역에 에너지를 적절하게 보낼 수 있도록 자료취득 변수를 결정해야함을 알 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Prestack migration is widely applied to imaging subsurface for complex stratigraphic area such as faults, folds and salt domes, but heavy computing time and data IO (Input & Output) are indispensable. Seismic problems consist of function of time, velocity, source, receiver, frequency, and wavenumber. These have intrinsically parallel characteristic. Phase-shift-plus-interpolation (PSPI) is widely used for post- and pre-stack migration with less computing time and efficiency. The PSPI has intrinsically parallel in frequency domain, too. In this study, we have developed a MPI_PSPI code to paralleize serial PSPI with Massage Passing Interface_Local Area Multicomputer (MPI_LAM), and then we have applied it to synthetic seismic data for a simple circular model. When we conducted the MPI_PSPI, extrapolated wavefields were calculated simultaneously as distributed to every computing node by domain decomposition method. The numerical model test shows that the computing time with the parallelized MPI_PSPI code for a single shot gather was about 2 times faster than serial PSPI code and for 59 shot gathers it was 50 timtes faster. This means that the more we have shot gathers, the MPI_PSPI is more efficiency. For variance of computing time of MPI_PSPI according to increasing processors, rate of decreasing computing time is high when processors were used 8. Though we used more processors than 8, the rate of decreasing computing time was insignificant. Through the common image gathers, subsurface images were better at the energy concentration area. This would be helpful for determining acuqusition parameters.

참고문헌 (Reference)

1 "Theory of true-amplitude one-way wave equations and true-amplitude common-shot migration" 70 : E1-E10, 2005

2 "Theory of true-amplitude one-way wave equations and true-amplitude common-shot migration" 70 : E1-E10, 2005

3 "The effects of migration velocity errors on traveltime accuracy in prestack Kirchhoff time migration and the image of PS converted waves" 71 : S73-S83, 2006

4 "Optimizatin of one-way wave equations" 50 : 1634-1637, 1985

5 "Migration with a local phase screen propagator" 1164-1167, 2002

6 "Migration of seismic data by phase shift plus interpolation" 49 : 124-131, 1984

7 "Maximum energy traveltimes calculated in the seismic frequency band" 61 : 253-263, d.e.1996

8 "Inversion by iterative downward extrapolation using the full wave equation" 442-446, 1988

9 "High performance computing" O'Reilly 312-325, 1998

10 "Geophysics" pp. 23-48. : 1978migrationbyfouriertransform

11 "Gaussian beam migration of common- shot records" s71-s77., 2005

12 "Finite-difference calculation of direct-arrival traveltimes using the eikonal equation" 67 : 1270-1274, 2003