| Title: |
Is 3D frequency-domain FWI of full-azimuth/long-offset OBN data feasible? The Gorgon case study |
| Authors: |
Operto, Stéphane; Amestoy, Patrick; Beller, Stephen; Buttari, Alfredo; Combe, L.; Dolean, Victorita; Gerest, Matthieu; Guo, Gaoshan; Jolivet, Pierre; L'Excellent, Jean-Yves; Mamfoumbi, Frichnel; Mary, Theo; Puglisi, Chiara; Ribodetti, Alessandra; Tournier, Pierre-Henri |
| Contributors: |
Géoazur (GEOAZUR 7329); Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur; Université Côte d'Azur (UniCA)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD Occitanie ); Université Côte d'Azur (UniCA); Mumps Technologies Lyon; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Algorithmes Parallèles et Optimisation (IRIT-APO); Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT); Université Toulouse Capitole (UT Capitole); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI); Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse); Laboratoire Jean Alexandre Dieudonné (LJAD); Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA); Performance et Qualité des Algorithmes Numériques (PEQUAN); LIP6; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); EDF R&D (EDF R&D); EDF – Électricité de France (EDF E.D.F. ); Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)); Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité); Algorithms and parallel tools for integrated numerical simulations (ALPINES); Institut National des Sciences Mathématiques et de leurs Interactions - CNRS Mathématiques (INSMI-CNRS)-Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)); Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Centre Inria de Sorbonne Université; Centre Inria de Paris; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre Inria de Paris; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria) |
| Source: |
ISSN: 1070-485X. |
| Publisher Information: |
CCSD; Society of Exploration Geophysicists |
| Publication Year: |
2023 |
| Subject Terms: |
[PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; [INFO.INFO-NA]Computer Science [cs]/Numerical Analysis [cs.NA] |
| Description: |
International audience ; Frequency-domain Full Waveform Inversion (FWI) is potentially amenable to efficient processing of full-azimuth long-offset stationary-recording seabed acquisition carried out with sparse layout of ocean bottom nodes (OBNs) and broadband sources because the inversion can be performed with a few discrete frequencies. However, computing efficiently the solution of the forward (boundary-value) problem in the frequency domain with linear algebra solvers remains a challenge for large computational domains involving tens to hundreds of millions of parameters. We illustrate the feasibility of 3D frequency-domain FWI with the 2015/16 Gorgon OBN case study in the NorthWestern shelf, Australia. We solve the forward problem with the massively-parallel multifrontal direct solver MUMPS, which includes four key features to reach high computational efficiency: An efficient parallelism combining message-passing interface and multithreading, block low-rank compression, mixed precision arithmetic and efficient processing of sparse sources. The Gorgon subdataset involves 650 OBNs that are processed as reciprocal sources and 400,000 sources. Mono-parameter FWI for vertical wavespeed is performed in the visco-acoustic VTI approximation with a classical frequency continuation approach proceeding from a starting frequency of 1.7 Hz to a final frequency of 13 Hz. The target covers an area ranging from 260 km2 (frequency > 8.5 Hz) to 705 km2 (frequency < 8.5 Hz) for a maximum depth of 8 km. Compared to the starting model, FWI dramatically improves the reconstruction of the bounding faults of the Gorgon horst at reservoir depths as well as several intra-horst faults and several horizons of the Mungaroo formation down to a depth of 7 km. |
| Document Type: |
article in journal/newspaper |
| Language: |
English |
| Relation: |
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/2210.16767; ARXIV: 2210.16767; IRD: fdi:010089131 |
| DOI: |
10.1190/tle42030173.1 |
| Availability: |
https://hal.science/hal-03922986; https://hal.science/hal-03922986v1/document; https://hal.science/hal-03922986v1/file/Does%203D%20frequency-domain%20FWI%20of%20full-azimuth_long-offset%20OBN%20data%20feasible_The%20Gorgon%20case%20study.pdf; https://doi.org/10.1190/tle42030173.1 |
| Rights: |
http://creativecommons.org/licenses/by/ ; info:eu-repo/semantics/OpenAccess |
| Accession Number: |
edsbas.CCE20573 |
| Database: |
BASE |