МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В АНИЗОТРОПНОЫХ УПУГИХ СРЕДАХ

Актуальность
Анизотропия в сейсмике:
Трещиноватые кабонатные коллекторы;
Топкослоистые пачки;
Предварительные напряжения (в окрестности скважин, вблизи соляных тел и пр.).
Анизотропия может выступать как косвенный признак:
Ориентации трещин (AVO, AVA analysis);
Концентрации трещин;
Состава флюида в трещиноватом пространстве и пр.

Выбор метода

Почему неприменима стандартная схема на сдвинутых сетках

Почему неприменима стандартная схема на сдвинутых сетках

Схема Лебедва

Схема Лебедева и схема на повернутых сетках
Схема Лебедева, как минимум, на 30% экономичнее схемы на повернутых сетках!

Параллельная реализация
Трехмерная декомпозиция расчетной области;
Неблокирующие процедуры обмена: Isend, Irecv;
Параллельные I/O процедуры: MPI I/O

Эффективность и ускорение

Упрощенная модель Юрубчено-Тохомской зоны
Модель - горизонтально-слоистая среда с двумя трансверсально-изотропными слоями, направления осей симметрии в которых горизонтальны и составляют с осью Х углы 30° и 60° .
Дискретизация 1 метр (10 точек на длину волны),
Общий объем RAM – 4 Tb!

Упрощенная модель Юрубчено-Тохомской зоны

Упрощенная модель Юрубчено-Тохомской зоны, сейсмограмма VSP
Расщепление S-волн
Контрастный обмен S-волн

Акустический каротаж
Анизотропная вмещающая среда;
Цилиндрическая система координат;
Применение схемы Лебедева;
Параллельная реализация на основе декомпозиции расчетной области;
Периодическое азимутальное измельчение сетки для компенсации увеличения шага сетки;
Основные особенности:

Акустический каротаж

Акустический каротаж

Акустический каротаж

Гибридный алгоритм
SSGS
LS
Увеличение требований на вычислительные ресурсы в пять раз!

Гибридный алгоритм
SSGS
LS

Гибридный алгоритм
Схема Лебедева
Стандартная схема на сдвинутых сетках
Группа процессоров для LS
Группа процессоров для SSGS

Гибридный алгоритм

Потребности в вычислительных ресурсах

Заключение
Разработаны и реализованы алгоритмы моделирования волновых процессов в анизотропных средах для задач поверхностной сейсмики, VSP, cross-well, акустического каротажа.
параллельная реализация на основе расщепления по пространственным подобластям;
используются неблокирующие процедуры Isend, Irecv
эффективность порядка 90 %
Разработан гибридный алгоритм моделирования волновых полей в средах, содержащих анизотропные включения, что позволяет экономить до 80% вычислительных ресурсов.

Планы
Учет рельефа свободной поверхности с применением гибридного алгоритма;
Разработка гибридного алгоритма для вязкоупругих моделей;
Построение, верификация и определение границ применимости «эффективных» макроскоростных моделей трещиноватых резервуаров.