CN112179566A - 针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气的预警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气的预警方法及系统，属于石油勘探与开发领域。本发明的方法包括:(1)建立枪阵激发数据标准模型；(2)实时获取枪阵震源近场检波器数据；(3)对枪阵阵震源近场检波器数据进行实时解析及重构；(4)相似性分析。本发明的预警方法利用标准数据与当前近场检波器信号的相似性分析技术，提高气枪漏气状态识别准确度，为用户提前预警风险，避免重复施工带来的项目成本上升。
Description
技术领域
本发明属于地震勘探与开发领域，具体涉及一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气的预警方法及系统。
背景技术
现代海洋地震勘探广泛采用组合空气枪作震源，用等浮组合电缆装置在水下接收地震波，通过数字地震仪将地震波记录于磁带上。这样不仅能够在观测船行进中实现快速和高效率的共深点反射的连续观测，而且能够使用电子计算机充分利用所获取的地震信息，精确地查明沉积岩不同层位的产状、构造及其岩性，以阐明沉积盆地及其中的局部构造和沉积环境，甚至给出烃类显示，为直接寻找油气提供依据。
随着海洋石油勘探开发技术的快速发展，高密度三维地震勘探的应用日益增多,目前大部分工区施工量都在数十万炮左右，这对施工运行效率及施工质量无疑是个挑战。在这个施工过程中一旦震源产生的问题没有及时发现与处理，会导致一条测线施工所采集数据全部报废，这对施工方来说是一个不小的损失。现有技术中通过预设气枪属性数据及近场子波数据的质控要求参数，实现气枪激发状态实时监控。如何提前发现气枪的漏气趋势，并提供一套有效的预警手段，就成为本发明所需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气提前预警方法和系统，利用标准模型数据与当前近场检波器信号的相似性分析技术，提高枪阵震源状态识别准确度，为用户提前预警风险，避免重复施工带来的项目成本上升。
本发明的第一方面在于提供一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气的预警方法，包括以下步骤：
(1)建立标准枪阵激发数据模型，其中以枪阵的各个气枪都不存在漏气情况的激发数据作为标准模型；
(2)实时获取枪阵震源近场检波器数据；
(3)对枪阵震源近场检波器数据进行实时解析及重构：获取实时解析的单道数据；
(4)将步骤(3)中获取的实时解析的单道数据与步骤(1)中建立的标准枪阵激发数据模型进行相似性分析，当分析结果超过预设的阈值时，则认为当前单道所对应的气枪存在漏气现象，提示用户存在漏气风险。
在本发明的一些实施方式中，还包括步骤(5)实时显示枪阵的各个气枪震源当前的激发状态。
在本发明的一些实施方式中，步骤(5)提供数据回放功能和/或漏气枪串的索引与定位。
在本发明的一些实施方式中，步骤(5)以曲线图和/或状态图方式进行显示
在本发明的一些实施方式中，步骤(3)枪阵震源近场检波器数据的实时解析及重构中，为枪阵的的每一个气枪建立数据索引模型，使得解析后每一道数据与相应的气枪形成一一对应关系。
在本发明的一些实施方式中，步骤(5)枪阵震源实时状态反馈中，以曲线图和/或状态图方式进行显示。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中的所述的枪阵的各个气枪都不存在漏气情况的激发数据，为理想状态下枪阵激发数据或现场施工过程中某一枪阵激发数据。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤(2)中，通过网络映射或ftp方式，实时从采集站服务器中获取枪阵震源近场检波器数据。
在本发明的一些实施方式中，数据格式为标准segd格式数据。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤(2)中枪阵震源由若干个枪串组成，每个枪串上设有若干个气枪，距离每个枪一定距离对应一个水听器，所有水听器的信号组成近场检波器数据，即一炮数据；优选地，枪阵震源由3-6个枪串组成，每个枪串上有10-15个气枪。距离每个枪1-1.5m对应一个水听器。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤(2)中枪阵震源由若干个枪串组成，每个枪串上设有若干个气枪，距离每个枪一定距离对应一个水听器，所有水听器的信号组成近场检波器数据，即一炮数据；优选地，枪阵震源由4个枪串组成，每个枪串上有12个气枪。距离每个枪1.2m对应一个水听器。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤(3)中将步骤(2)获得的数据进行解析，分别提取所述若干枪串所对应的不同水听器信号数据，按照道号重组不同道的数据以备后续分析处理，重组后的数据分别为第11-28道数据。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤(3)中的所述标准单道数据的相似性分析中相似性取值为(0，1]的半开半闭范围。
在本发明的一些实施方式中，所述阈值为0.7-0.9。
在本发明的一些实施方式中，所述阈值为0.8。
本发明的第二方面在于提供一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气的预警系统，包括：
数据采集单元，其用于实时获取对应枪的数据并发送给数据存储单元；
数据存储单元，其用于存储所述数据采集单元获取的数据；优选地为采集站服务器，
数据解析重构单元，其用于从所述数据存储单元获取数据并实时解析重构；
相似性分析单元，其用于进行实时解析的数据与标准枪阵激发数据模型的相似性分析，结果超过阈值，则认为当前单道所对应的气枪存在漏气现象，和/或提示用户存在漏气风险；
在本发明的一些实施方式中，还包括状态反馈单元，其用于实时显示枪阵的当前各个气枪震源的激发状态；优选地，以曲线图、状态图方式进行显示；优选地，还提供漏气气枪的快速索引与定位，和/或，提供数据回放。
在本发明的一些实施方式中，还包括状态反馈单元，其用于实时显示枪阵的当前各个气枪震源的激发状态。
在本发明的一些实施方式中，状态反馈单元以曲线图、状态图方式进行显示。
在本发明的一些实施方式中，状态反馈单元还提供漏气气枪的快速索引与定位，和/或，提供数据回放。
有益效果
本本发明的预警方法和系统针对海洋拖揽采集过程中枪阵震源状态进行提前预警，具体是采用标准数据与当前近场检波器信号的相似性分析技术，实现漏气状态识别与预警，与现有技术中的过预设气枪属性数据及近场子波数据的质控要求参数来实现气枪激发状态实时监控存在本质上的区别。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明创新性地实现针对海洋拖揽采集过程中枪阵震源状态的检查，为用户提前预警风险，避免重复施工带来的项目成本上升；
(2)本发明方法利用标准数据与当前近场检波器信号的相似性分析技术，具备漏气识别准确高、实时性强的特点。
说明书附图
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，不构成对本发明的限制。在附图中，
图1是本发明方法的步骤框图；
图2显示了一个实施方式中第1吊点水听器数据；
图3显示了一个实施方式中第1吊点水听器相似性分析，处于正常状态；
图4显示了一个实施方式中第5吊点水听器数据；
图5显示了一个实施方式中第5吊点水听器相似性分析，第100炮时，120ms附件出现小漏气迹象，到第480炮后出现大漏气；
图6显示了一个实施方式中第6吊点水听器数据；
图7显示了一个实施方式中第6吊点水听器相似性分析，第100炮时，120ms附件出现小漏气迹象，到第480炮后出现大漏气；
图8显示了一个实施方式中气枪与水听器对应情况；
图9显示了一个实施方式中单次近场检波器采集数据；
图10显示了一个实施方式中枪阵和听水器位置分布示意图；
其中，图2、图4、图6中，横坐标为时间，单位为毫秒(ms)；纵坐标为炮号。图9中，横坐标为道号，纵坐标为时间，单位为毫秒(ms)；图3、图5、图7中，横轴代表炮号，纵轴代表相似性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加容易理解，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下列实施例中未提及的具体实验方法，通常按照常规实验方法进行。
本发明提供一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气提前预警方法，属于石油勘探与开发领域。本发明方法利用标准数据与当前近场检波器信号的相似性分析技术，提高气枪漏气状态识别准确度，为用户提前预警风险，避免重复施工带来的项目成本上升。
如图1所述，本发明方法具体如下：
(1)建立标准枪阵激发数据模型
选择理想状态下的枪阵激发数据作为标准模型，在此状态下各个气枪都不存在漏气情况；
(2)实时获取枪阵震源近场检波器数据
枪阵震源一般由4个串枪组成，每个枪串上有12个气枪(如图10所示)，距离每个枪1.2m对应一个水听器(两个气枪共用一个听水器)，水中声速1.5m/ms，从激发(激发时间为第一道TB的触发时间)到水听器接受到波形信号基本上是1ms左右的时间差，所有水听器的信号组成近场检波器数据(即一炮数据)，如图9所示，格式为标准segd格式数据；
(3)枪阵近场检波器数据的实时解析及重构
解析近场检波器segd数据，为每一个气枪建立数据索引模型，使得解析后每一道数据与相应的气枪形成一一对应关系；
(4)标准单道数据的相似性分析
将步骤3中实时解析的单道数据与步骤1中标准数据进行相似性分析，相似性取值为(0,1]的半开半闭范围，设置一个阈值，当计算结果超过该阈值，则认为当前单道所对应的气枪存在漏气现象，并提示用户存在漏气风险；
(5)枪阵震源实时状态反馈
实时显示当前各个气枪震源的激发状态，以曲线图、状态图等方式进行显示，并提供数据回放功能及漏气枪串的快速索引与定位。
本发明方法的一个实施例如下：
第一步，建立标准枪阵激发数据模型
选择第一次次激发近场检波器接收的数据作为标准枪阵激发数据模型，需确保此次激发过程中气枪不存在漏气现象。
第二步，实时获取枪阵震源近场检波器数据
在现场实际施工状态，通过网络映射或ftp等方式，实时从采集站服务器中获取枪阵震源近场检波器segd数据。
第三步，枪阵近场检波器数据的实时解析及重构
将第二步获得的segd数据进行解析，分别提取第1-4号枪串所对应的不同水听器信号数据，如图2、4、6所示，为第1枪串的第1、5、6吊点听水器数据，按照道号(如图8)重组不同道的数据以备后续分析处理，重组后的数据分别为第5-28道数据。
第四步，标准单道数据的相似性分析
将当前实时获取的单道数据与第一步中标准数据模型进行相似性分析，计算出一个范围在(0,1]的数值(具体计算方法见，参考文献AutoCorrelation--2D PatternIdentification Written by Paul Bourke August 1996)，每次激发计算的值添加到曲线图尾部(如图3、5、7，横轴代表炮号，纵轴代表相似性)。此处阈值设置为0.8，当数值小于该值则提示存在漏气风险。如图5、7所示，在第100炮出现小漏气现象。
第五步，枪阵震源实时状态反馈
以图形可视化方式提供气枪震源实时状态情况，对于存在漏气风险的子枪串进行预警提示和快速定位。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气的预警方法，包括以下步骤：
(1)建立枪阵激发数据标准模型，其中以枪阵的各个气枪都不存在漏气情况的激发数据作为标准模型；
(2)实时获取枪阵震源近场检波器数据；
(3)对枪阵震源近场检波器数据进行实时解析及重构：获取实时解析的单道数据，优选地，为枪阵的每一个气枪建立数据索引模型，使得解析后每一道数据与相应的气枪形成一一对应关系；
(4)将步骤(3)中获取的实时解析的单道数据与步骤(1)中建立的标准枪阵激发数据模型进行相似性分析，当分析结果超过预设的阈值时，则认为当前单道所对应的气枪存在漏气现象，提示用户存在漏气风险。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括步骤(5)实时显示枪阵的各个气枪震源当前的激发状态，以及任选地提供数据回放功能和/或漏气枪串的索引与定位；优选地，以曲线图和/或状态图方式进行显示。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的所述的枪阵的各个气枪都不存在漏气情况的激发数据，为理想状态下枪阵激发数据或现场施工过程中某一枪阵激发数据。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，通过网络映射或ftp方式，实时从采集站服务器中获取枪阵震源近场检波器数据；优选地，数据格式为标准segd格式数据。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中枪阵震源由若干个枪串组成，每个枪串上设有若干个气枪，距离每个枪一定距离对应一个水听器，所有水听器的信号组成近场检波器数据，即一炮数据；优选地，枪阵震源由3-6个枪串组成，更优选4个枪串组成，每个枪串上有10-15个气枪，更优选12个气枪，距离每个枪1-1.5m，更优选1.2m对应一个水听器。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，所述步骤(3)中将步骤(2)获得的数据进行解析，分别提取所述若干枪串所对应的不同水听器信号数据，按照道号重组不同道的数据以备后续分析处理，重组后的数据分别为第11-28道数据。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的所述标准单道数据的相似性分析中相似性取值为(0，1]的半开半闭范围。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于：所述阈值为0.7-0.9，优选为0.8。
9.一种针对海洋拖揽采集的枪阵震源漏气的预警系统，包括：
数据采集单元，其用于实时获取对应枪的数据并发送给数据存储单元；
数据存储单元，其用于存储所述数据采集单元获取的数据；优选地为采集站服务器，
数据解析重构单元，其用于从所述数据存储单元获取数据并实时解析重构；
相似性分析单元，其用于进行实时解析的数据与标准枪阵激发数据模型的相似性分析，结果超过阈值，则认为当前单道所对应的气枪存在漏气现象，和/或提示用户存在漏气风险。
10.根据权利要求9所述的预警系统，其特征在于：还包括状态反馈单元，其用于实时显示枪阵的当前各个气枪震源的激发状态；优选地，以曲线图、状态图方式进行显示；优选地，还提供漏气气枪的快速索引与定位，和/或，提供数据回放。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210105 |