拖缆地震数据采集实时质量控制系统的开发与应用

・２８・　长江大学学报（自科版）　２０１５年２月第１２卷第５期（石油中旬ＴＵ）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｆｅｂ．２０１５．Ｖｏ１．１２　Ｎｏ．５　［Ｙｌ著格式］韦秀波，全海燕，罗敏学，等．拖缆地震数据采集实时质量控制系统的开发与应用［Ｊ］．长江大学学报（自科版），２０１５，　Ｉ２（５）：２８～３ｉ．　拖缆地震数据采集实时质量控制系统的　开发与应用　韦秀波，全海燕，罗敏学　邢筱君，昌松　（中石油东方地球物理勘探有限责任公司深海物探处，天津。００　）　黄少９即，刘依依　（中石油东方地球物理勘探有限责任公司物探技术研究中心，河北涿州０７２７５１）　［摘要］随着技术的不断进步，拖缆地震资料采集现场质量控制方式已经从控制地震数据资料质量向监控　地震数据采集设备的工作状态和控制地震数据资料质量相结合而转变。基于该需求，在多年实践的基础　上研究并掌握了拖缆地震数据采集质量控制的技术和方法，并以ＧｅｏＥａｓｔ处理系统为平台，开发了拖缆　地震数据采集实时质量控制系统。该系统的使用既进一步完善了拖缆地震数据现场质量控制的要素与方　法，既节省了施工成本，又提高了拖缆地震资料采集效率。通过野外现场测试和应用，取得了较好的效　果，为推广应用打下了良好基础。　［关键词］拖缆地震资料采集；ＧｅｏＥａｓｔ处理系统；实时质量控制系统；属性叠加；ＲＭＳ振幅分析　［中图分类号］Ｐ６３１．４４　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１６７３—１４０９（２０１５）０５—００２８—０４　深海拖缆地震资料采集的现场质量监控技术是确保深海拖缆地震资料质量和提高生产效率最重要的　技术环节之一。拖缆地震资料采集质量控制模块所需要实施的过程，是及时获取地震数据采集过程中记　录在ＳＥＧ—Ｄ数据中的各采集设备的工作状态数据和地震数据，并以快速、灵活、直观的方式展现出来，　以达到实时监控地震数据采集设备工作状态、环境因素和地震资料品质的目的。同时，为了满足数据量　大、施工连续的深海拖缆地震资料采集特点，采用实时监控技术，即当有新的采集数据道来时，通过信　号触发机制，自动地进行相关识别，并完成相关的质量监控分析，弥补导航系统、仪器记录系统、气枪　控制系统所不能完成的在线实时质量控制功能。笔者主要阐述了拖缆地震数据采集实时质量控制系统的　主要功能，以及该系统在实际生产中的应用效果。　系统的主要功能及特点　１．１主要功能　拖缆地震数据采集实时质量控制系统可实现的功能主要包括实时自定义道头读取与分析、实时辅助　道分析、实时近道排齐、实时共炮叠加、实时共缆叠加、实时共通道叠加、实时ＲＭＳ（均方根）振幅　计算与分析、数据库操作管理和质控成果输出等部分，采用多线程机制实现。其中，道头实时读取与分　析以及ＲＭＳ振幅实时计算分析将存储为数据库，可以随时以二维或三维图型模式展示质量控制结果；　而地震数据属性分析主要是以地震剖面形式实时显示，显示界面直观，交互功能非常实用。　１．２系统特点　系统界面继承了ＧｅｏＥａｓｔ平台的风格和特点，实现了功能模块交互功能，集成化程度高，参数预　［收稿日期］２０１４—１０—１７　［基金项目］国家科技重大专项（２０１１ＺＸ０５０１９－００１）。　［作者简介］韦秀波（１９７８一），男，工程师，现主要从事深海拖缆地震采集技术和地震资料处理技术研究，ｗｅｉｘｉｕｂｏ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。　第１２卷第５期　韦秀波等：拖缆地震数据采集实时质量控制系统的开发与应用　・２９・　设后，为所有功能提供了计算参数，用户不需单独再为各模块设计参数，容错能力也相对提高，为用户　实现实时交互质量控制提供了良好的平台。　２应用效果　该系统已经在多支拖缆船队的多个拖缆地震采集项目中得到了广泛应用，应用工作量约为　３６０００ｋｍ，合计１４４万炮，取得了很好的应用效果，得到用户以及甲方的高度认可。特别是对气枪近场　子波的实时质量控制为监控气枪阵列漏气提供了一个全新的方法和方式，能实时、准确、快速地检测气　枪阵列的故障。　２．１　实时野外数据道头读取与监控　目前拖缆地震采集通常的野外　记录格式为ＳＥＧ—Ｄ　８０５８格式，在　地震数据头块，特别是外部头块记　…　…一　压力传感器彤　：态异常　／　录了气枪、采集电缆、导航等各子　系统的工作状态数据，并存储在特　定位置，通过读取上述信息可以对　各采集子系统的工作状态以及参数　进行实时监控。如野外文件号、炮　号、测线号、气枪的激发同步、气　枪工作压力、气枪激发容量、阵列　００　１０００　／　深度等重要设备状态及参数信息。　在对原始数据进行读取的同时，提　１５００　２０００　２５００　３０００　炮点号　取道头信息并以图像化的方式来进　行质量控制，可以快速排除设备故　图１压力传感器工作状态异常　障导致的质量问题。常规采集规定的气枪压力为２０００ｐｓｉ（１ｐｓｉ一６．８９５ｋＰａ），上下浮动不能超１０　，从　图１中显示的散点值就可以监控道头中的压力值变化情况口］，可以看出黑色箭头所示的炮点号处压力传　感器的压力显示异常起跳。　２．２实时辅助道监控　拖缆地震数据的辅助道中通常记录了各系统时钟（ＴＢ）、水断道、ＧＰＳ授时以及近场子波信号。该　系统可以实时监控系统时钟信号，如图２箭头所示，ＴＢ信号重复，能监控采集与激发的时钟信号，确　保气枪激发和仪器记录同步。在进行现场质量监控时，往往需要抽查仪器的记录参数是否正确，如查看　文件号、辅助道数、地震记录道数、炮点号、仪器使用的前放增益等信息Ｅ３３。特别是安装在气枪阵列上　用来监控气枪工作状态的水听器所记录的震源激发的近场子波可以用来监控气枪的激发状态，诸如气枪　同步、气管漏气和气枪压力变化等状态。图３展示了实时近场子波监控界面在生产中出现气枪气管有漏　气现象（图３中的椭圆框），监控人员可以根据实时监控的结果，及时采取措施排除故障。　２．３炮集属性实时叠加　利用拖缆地震数据采集接收道固定不变的特点，开发了共炮点叠加、共接收点叠加『、共缆叠加等实时　叠加处理功能，用于放大显示接收电缆设备固有缺陷或外界的固定干扰在地震资料上的表现，从而达到质　量监控的目的。实时共炮集叠加技术通过对大量地震炮集数据进行非动校正叠加，因电缆存在的故障导致　的叠加响应会得到成百上千倍的放大，因此可以有效识别，即使在单炮上体现出的电缆非常弱小的故障　（肉眼无法识别），通过该方式都能有效地分辨。该技术可以在线监控电缆漏电、奇偶错误、尖脉冲干扰、　挂漂浮物大野值噪声等现象。图４为实时共炮集叠加检测电缆漏电等现象（图４中小散点所示）。　２．４　ＲＭＳ振幅实时计算与监控　ＲＭＳ振幅分析技术是拖缆地震数据采集过程中主要的质量控制方法之一，其主：要功能就是评估信　第１２卷第５期　韦秀波等：拖缆地震数据采集实时质量控制系统的开发与应用　样，对辅助道的排齐可以实时监控　炮点号　采集系统记录时间是否正确，也可　１１Ｏｌ　１ｌ１Ｏ　１１２Ｏ　以对进场子波进行实时快速检查，　｛　Ｆ｛　｝节１　ｆ　！　酗　｝　｝　－　＾　可以排查气枪自激的现象，从而达　…　、　到对气枪设备状态的实时监控。　２０００　（　＼Ｌ　ｒ　　－　丁：　一／　图７是采用实时近道排齐的方法对　１ｎｎ　近场子波信号进行排齐，可以快速　庭　｝　锁定气枪自激的炮集（图７椭圆框　中即为气枪自激现象）。　５０００　、　６０００　：　ｒ　３结论　７０００　＼｝’’ｒ　｜　，　拖缆地震数据采集实时质量控　图７气枪自激现象实时质量控制　制系统是在拖缆地震资料采集过程　中针对数据采集设备系统工作状态　以及地震数据质量进行实时控制的技术，　通过在多个拖缆地震数据采集项目中的应用，取得了非常好的　效果。　１）根据拖缆地震数据采集特点，具备地震数据采集各要素实时质量控制的全新模式，改变了传统　作业下线后才能发现问题的方式，提高了施工效率，节约了地震数据采集成本，提高了地震资料　的质量。　２）系统界面完全交互操作，界面简洁，不需要用户组织作业，参数预置，人工：ｆ预少。　感谢东方地球物理勘探有限责任公司深海物探处提供资料分析与应用，感谢东方地球物理勘探有限　责任公司国际部和物探研究中心的专家与领导对本软件系统研发与应用的大力支持。　［参考文献］　［１］全海燕，韦秀波，郭毅，等．利用地震道头数据进行深海拖缆地震数据采集质量控制技术［Ｊ］．石油地球物理勘探。２００９，４４　（６）：６５１～６５５．　Ｅｚ］昌松，全海燕，罗敏学，等．ＲＭＳ分析技术在拖缆地震资料采集质量控制中的应用［Ｊ］．石油地球物理勘探，２０１０，４５（增刊）：　１３～１７．　［３］郭毅，陈浩林．ＧｅｏＲｅｓ仪器磁盘ＳＥＧ－Ｄ文件的分析及其道头查看软件［Ｊ］．物探装备，２００８，１８（４）：２５４￣２５７．　［编辑］　龚丹