韋秀波，全海燕，羅敏學(xué)，邢筱君，昌松 （中石油東方地球物理勘探有限責(zé)任公司深海物探處，天津300457）

黃少卿，劉依依 （中石油東方地球物理勘探有限責(zé)任公司物探技術(shù)研究中心，河北 涿州072751）

深海拖纜地震資料采集的現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)是確保深海拖纜地震資料質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率最重要的技術(shù)環(huán)節(jié)之一。拖纜地震資料采集質(zhì)量控制模塊所需要實(shí)施的過程，是及時(shí)獲取地震數(shù)據(jù)采集過程中記錄在SEG－D數(shù)據(jù)中的各采集設(shè)備的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)，并以快速、靈活、直觀的方式展現(xiàn)出來，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控地震數(shù)據(jù)采集設(shè)備工作狀態(tài)、環(huán)境因素和地震資料品質(zhì)的目的。同時(shí)，為了滿足數(shù)據(jù)量大、施工連續(xù)的深海拖纜地震資料采集特點(diǎn)，采用實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，即當(dāng)有新的采集數(shù)據(jù)道來時(shí)，通過信號觸發(fā)機(jī)制，自動地進(jìn)行相關(guān)識別，并完成相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)控分析，彌補(bǔ)導(dǎo)航系統(tǒng)、儀器記錄系統(tǒng)、氣槍控制系統(tǒng)所不能完成的在線實(shí)時(shí)質(zhì)量控制功能。筆者主要闡述了拖纜地震數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)質(zhì)量控制系統(tǒng)的主要功能，以及該系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。

1 系統(tǒng)的主要功能及特點(diǎn)

1.1 主要功能

拖纜地震數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)質(zhì)量控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能主要包括實(shí)時(shí)自定義道頭讀取與分析、實(shí)時(shí)輔助道分析、實(shí)時(shí)近道排齊、實(shí)時(shí)共炮疊加、實(shí)時(shí)共纜疊加、實(shí)時(shí)共通道疊加、實(shí)時(shí)RMS（均方根）振幅計(jì)算與分析、數(shù)據(jù)庫操作管理和質(zhì)控成果輸出等部分，采用多線程機(jī)制實(shí)現(xiàn)。其中，道頭實(shí)時(shí)讀取與分析以及RMS振幅實(shí)時(shí)計(jì)算分析將存儲為數(shù)據(jù)庫，可以隨時(shí)以二維或三維圖型模式展示質(zhì)量控制結(jié)果；而地震數(shù)據(jù)屬性分析主要是以地震剖面形式實(shí)時(shí)顯示，顯示界面直觀，交互功能非常實(shí)用。

1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)界面繼承了GeoEast平臺的風(fēng)格和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了功能模塊交互功能，集成化程度高，參數(shù)預(yù)設(shè)后，為所有功能提供了計(jì)算參數(shù)，用戶不需單獨(dú)再為各模塊設(shè)計(jì)參數(shù)，容錯能力也相對提高，為用戶實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互質(zhì)量控制提供了良好的平臺。

2 應(yīng)用效果

該系統(tǒng)已經(jīng)在多支拖纜船隊(duì)的多個拖纜地震采集項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用，應(yīng)用工作量約為36000km，合計(jì)144萬炮，取得了很好的應(yīng)用效果，得到用戶以及甲方的高度認(rèn)可。特別是對氣槍近場子波的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制為監(jiān)控氣槍陣列漏氣提供了一個全新的方法和方式，能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、快速地檢測氣槍陣列的故障。

2.1 實(shí)時(shí)野外數(shù)據(jù)道頭讀取與監(jiān)控

目前拖纜地震采集通常的野外記錄格式為SEG－D 8058格式，在地震數(shù)據(jù)頭塊，特別是外部頭塊記錄了氣槍、采集電纜、導(dǎo)航等各子系統(tǒng)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并存儲在特定位置，通過讀取上述信息可以對各采集子系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。如野外文件號、炮號、測線號、氣槍的激發(fā)同步、氣槍工作壓力、氣槍激發(fā)容量、陣列深度等重要設(shè)備狀態(tài)及參數(shù)信息。在對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取的同時(shí)，提取道頭信息并以圖像化的方式來進(jìn)行質(zhì)量控制，可以快速排除設(shè)備故障導(dǎo)致的質(zhì)量問題。常規(guī)采集規(guī)定的氣槍壓力為2000psi（1psi＝6.895kPa），上下浮動不能超10%，從圖1中顯示的散點(diǎn)值就可以監(jiān)控道頭中的壓力值變化情況［1］，可以看出黑色箭頭所示的炮點(diǎn)號處壓力傳感器的壓力顯示異常起跳。

2.2 實(shí)時(shí)輔助道監(jiān)控

拖纜地震數(shù)據(jù)的輔助道中通常記錄了各系統(tǒng)時(shí)鐘（TB）、水?dāng)嗟馈PS授時(shí)以及近場子波信號。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)鐘信號，如圖2箭頭所示，TB信號重復(fù)，能監(jiān)控采集與激發(fā)的時(shí)鐘信號，確保氣槍激發(fā)和儀器記錄同步。在進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控時(shí)，往往需要抽查儀器的記錄參數(shù)是否正確，如查看文件號、輔助道數(shù)、地震記錄道數(shù)、炮點(diǎn)號、儀器使用的前放增益等信息［3］。特別是安裝在氣槍陣列上用來監(jiān)控氣槍工作狀態(tài)的水聽器所記錄的震源激發(fā)的近場子波可以用來監(jiān)控氣槍的激發(fā)狀態(tài)，諸如氣槍同步、氣管漏氣和氣槍壓力變化等狀態(tài)。圖3展示了實(shí)時(shí)近場子波監(jiān)控界面在生產(chǎn)中出現(xiàn)氣槍氣管有漏氣現(xiàn)象（圖3中的橢圓框），監(jiān)控人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的結(jié)果，及時(shí)采取措施排除故障。

2.3 炮集屬性實(shí)時(shí)疊加

利用拖纜地震數(shù)據(jù)采集接收道固定不變的特點(diǎn)，開發(fā)了共炮點(diǎn)疊加、共接收點(diǎn)疊加、共纜疊加等實(shí)時(shí)疊加處理功能，用于放大顯示接收電纜設(shè)備固有缺陷或外界的固定干擾在地震資料上的表現(xiàn)，從而達(dá)到質(zhì)量監(jiān)控的目的。實(shí)時(shí)共炮集疊加技術(shù)通過對大量地震炮集數(shù)據(jù)進(jìn)行非動校正疊加，因電纜存在的故障導(dǎo)致的疊加響應(yīng)會得到成百上千倍的放大，因此可以有效識別，即使在單炮上體現(xiàn)出的電纜非常弱小的故障（肉眼無法識別），通過該方式都能有效地分辨。該技術(shù)可以在線監(jiān)控電纜漏電、奇偶錯誤、尖脈沖干擾、掛漂浮物大野值噪聲等現(xiàn)象。圖4為實(shí)時(shí)共炮集疊加檢測電纜漏電等現(xiàn)象（圖4中小散點(diǎn)所示）。

2.4 RMS振幅實(shí)時(shí)計(jì)算與監(jiān)控

RMS振幅分析技術(shù)是拖纜地震數(shù)據(jù)采集過程中主要的質(zhì)量控制方法之一，其主要功能就是評估信號的能量以及噪聲的發(fā)育水平，也可以監(jiān)控電纜的狀態(tài)，其方法是取地震資料某一時(shí)窗內(nèi)采樣點(diǎn)的RMS振幅反映該時(shí)窗內(nèi)采樣點(diǎn)的能量水平［2］。在現(xiàn)場質(zhì)量控制過程中，RMS振幅分析技術(shù)能直觀地凸顯有故障的電纜（圖5、6中橢圓框所示即為異常）。

圖1 壓力傳感器工作狀態(tài)異常

圖2 系統(tǒng)TB信號實(shí)時(shí)監(jiān)控

圖3 實(shí)時(shí)近場子波監(jiān)控界面

2.5 近道排齊實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)

近道初至排齊是在未加觀測系統(tǒng)的炮集上把每炮的某一相同的通道提取出來并排列在一起形成新的數(shù)據(jù)集，主要用來快速檢查原始數(shù)據(jù)近道噪聲情況以及地震記錄的正確性。通過對地震數(shù)據(jù)抽取近道數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示，可以大致了解數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)的異常噪聲。同樣，對輔助道的排齊可以實(shí)時(shí)監(jiān)控采集系統(tǒng)記錄時(shí)間是否正確，也可以對進(jìn)場子波進(jìn)行實(shí)時(shí)快速檢查，可以排查氣槍自激的現(xiàn)象，從而達(dá)到對氣槍設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。圖7是采用實(shí)時(shí)近道排齊的方法對近場子波信號進(jìn)行排齊，可以快速鎖定氣槍自激的炮集（圖7橢圓框中即為氣槍自激現(xiàn)象）。

圖4 共炮集疊加監(jiān)控電纜狀態(tài)

圖5 實(shí)時(shí)RMS振幅計(jì)算與分析

圖6 RMS振幅分析三維圖

3 結(jié)論

圖7 氣槍自激現(xiàn)象實(shí)時(shí)質(zhì)量控制

拖纜地震數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)質(zhì)量控制系統(tǒng)是在拖纜地震資料采集過程中針對數(shù)據(jù)采集設(shè)備系統(tǒng)工作狀態(tài)以及地震數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的技術(shù)，通過在多個拖纜地震數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目中的應(yīng)用，取得了非常好的效果。

1）根據(jù)拖纜地震數(shù)據(jù)采集特點(diǎn)，具備地震數(shù)據(jù)采集各要素實(shí)時(shí)質(zhì)量控制的全新模式，改變了傳統(tǒng)作業(yè)下線后才能發(fā)現(xiàn)問題的方式，提高了施工效率，節(jié)約了地震數(shù)據(jù)采集成本，提高了地震資料的質(zhì)量。

2）系統(tǒng)界面完全交互操作，界面簡潔，不需要用戶組織作業(yè)，參數(shù)預(yù)置，人工干預(yù)少。

感謝東方地球物理勘探有限責(zé)任公司深海物探處提供資料分析與應(yīng)用，感謝東方地球物理勘探有限責(zé)任公司國際部和物探研究中心的專家與領(lǐng)導(dǎo)對本軟件系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用的大力支持。

［1］全海燕，韋秀波，郭毅，等 .利用地震道頭數(shù)據(jù)進(jìn)行深海拖纜地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制技術(shù) ［J］.石油地球物理勘探，2009，44（6）：651～655.

［2］昌松，全海燕，羅敏學(xué)，等.RMS分析技術(shù)在拖纜地震資料采集質(zhì)量控制中的應(yīng)用 ［J］.石油地球物理勘探，2010，45（增刊）：13～17.

［3］郭毅，陳浩林.GeoRes儀器磁盤SEG－D文件的分析及其道頭查看軟件 ［J］.物探裝備，2008，18（4）：254～257.