CN114706120A - 一种降低高效采集可控震源补炮率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，应用于地球物理勘探中的采集数据现场质控领域，针对现有技术无法满足复杂地表区可控震源高效采集的需求，并且无法降低补炮施工对生产效率和进度的影响的问题；本发明首先获取仪器完成线束的SPS文件，然后将震源状态超限、COG超限、排列问题、重复点等，进行剔除后，与预设计SPS点位进行对比，输出已完成炮点和补炮炮点两套SPS文件；接着从转换格式的扩展QC文件内，提取补炮炮点，得到补炮率；采用本发明的方法能有效降低补炮率。

Description

一种降低高效采集可控震源补炮率的方法

技术领域

本发明属于地球物理勘探中的采集数据现场质控领域，特别涉及一种能够有效降低大型沙漠地表可控震源高效采集作业中震源补炮率的技术。

背景技术

目前主流的可控震源+有线仪器地震勘探中，通过数字电台通讯连接安装在仪器车上的编码器和安装在每台震源车驾驶室内的译码器，进行震源起震指令(指挥震源开始扫描)发布以及每个震次扫描完毕后的震源状态(出力、畸变、相位及振动坐标)等信息的实时回传给仪器，进行质量控制后，确定该震次各项指标符合施工要求后，震源搬点进行下一炮点的施工。

因为震源(译码器)与仪器(编码器)之间的通讯是基于数字电台通讯的，但是在工区地表起伏较大或者障碍物较多时，很难保证震源在所有炮点位置施工时与仪器之间均具有良好的通讯状态。地震采集施工时，可以通过架设中继站并不断调整中继站的位置，通讯效果和通讯距离能够得到一定改善，但是难以完全杜绝电台通讯受限问题。每天震源施工完毕后，会对震源回传给仪器所有炮点震源施工状态进行质控，主要包含每个震次出力、畸变、相位和偏离设计点位距离差(COG，Center of Gravity)，当存在超限点位时，要求野外进行重新补炮施工，严重影响生产效率和进度。

现有技术无法满足可控震源高效采集的需求，且无法降低补炮施工对生产效率和进度的影响。

发明内容

本发明提出一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，有效降低大型沙漠地表可控震源高效采集作业中震源补炮率，提高项目整体效率。

本发明采用的技术方案为：一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，包括：

S1、获取编码器完成线束的SPS文件；

S2、对获取的SPS文件进行震源状态超限、COG超限、排列问题、重复点的剔除操作；

S3、将经步骤S2处理后的SPS文件与预制的SPS文件进行对比，得到已完成炮点和补炮炮点各自对应的SPS文件；

S4、将记录在各个震源导航系统内的扩展QC文件转换为列格式文件；

S5、根据步骤S4转换后的扩展QC文件，对步骤S3的补炮炮点进行筛选，得到最终补炮炮点；

S6、根据步骤S5得到的补炮炮点，计算补炮率。

本发明的有益效果：本发明通过有效利用记录在导航本地的震源扫描状态文件，通过发明装置进行智能化数据格式转换及筛选，从补炮文件中剔除、降低补炮率；本发明的方法将由于受地表原因，电台通讯受限，未能成功回传震源状态给仪器的震次中，符合施工质量要求的震次从补炮文件剔除(恢复为好炮)，当工区地表复杂，震源状态回传率较低时降低补炮率更加明显。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是起伏地表出现电台通讯盲区示意图；

图3是导航记录的原始扩展QC文件；

图4是本发明所述软件操作界面；

其中，(a)为软件界面一，(b)为软件界面二；

图5是标准vaps文件格式。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明内容进一步阐释。

如表1所示为中东某三维地震采集项目的信息表，地表沙丘起伏频繁、且高差较大；

表1项目信息

工区面积	8600Km<sup>2</sup>
		炮数	5560783
采集仪器	428XL-G
		震源台数	27
组合方式	单台
		施工方式	DSS(动态滑动扫描)
扫描长度	18s
		扫描频率	1.5-120Hz
出力幅度	70％
		炮点密度	25*100m
最大通讯距离	32Km
		导航系统	VSC
导航方式	Omni star
		COG	<6.25m
平均相位	<7
		峰值相位	<15
平均畸变	<35
		峰值畸变	<45
平均出力	>63
		峰值出力	70-100

本发明的方法具体包括两个部分，一是获取仪器完成线束的SPS文件，二是对获取的SPS文件进行处理，得到空炮比例。如图1所示，具体实现过程包括以下内容：

1、获取仪器完成线束的SPS文件

地震采集项目施工时，一般投入24台震源同时生产，3台作为备用，当24台中某一台或者几台坏了时及时替换，保证线束整体推进。24台震源均匀分布在当前施工线束上(跨度32km)，仪器车停留在线束中间位置，保证与大小号震源之间通讯距离都不至于过大。在大小号地形高点各架设两部中继站，并随着施工线束滚动而移动中继站位置，保证辐射更多震源施工炮点。但是，如图2所示，由于工区沙丘起伏频繁、高差较大，有限数量的中继站，很难保证可控震源在所有炮点上施工时均具有良好的通讯状态。

本领域的技术人员应知，这里的大小号地形具体指：地震采集施工一般以宽度30Km左右横向移动，布设的24台震源均匀或者成几个相对集中的组进行施工，大号小号是施工炮点桩号的相对概念，桩号大的炮点所在位置称大号，反之桩号小的炮点所在位置称小号。

通讯状态不好会导致震源施工完一个炮点后，无法通过电台实时回传震源施工该炮点的各项指标和状态，仪器操作人员无法判断是否完成对应炮点施工；本发明通过在线束完成后，质控和补炮数据整理过程中，调用记录在震源端的同样含有震源施工各项指标和状态的扩展QC文件，检查没回传炮点是否完成并且符合施工指标要求。

施工过程中，将预制的SPS文件安装在仪器车和每台震源的导航平板上(无桩号施工)；预制SPS文件内包含要施工炮点桩号和理论坐标。

各台震源按照GPS导航到指定炮点后，将坐标信息发送给仪器；

仪器按照发回坐标自动匹配预制SPS内桩号，当震源发回与预制SPS内坐标距离差值(COG)小于6.25m时，仪器给震源返回起震信号；

震源按照设计扫描信号(1.5-120Hz，出力70％)连续扫描18s，并将震源输出信号的平均出力、峰值出力、平均畸变、峰值畸变、平均相位、峰值相位，振动坐标、高程等信息回传给仪器，并记录在vaps文件内，当以上各项指标符合仪器按照表1内设置所述各指标时，该炮点在仪器监控窗口内状态变为已采集，该震源可搬点到下一个任务炮点施工；

当电台通讯受限时，震源扫描完毕后，状态无法回传，仪器操作员无法确定扫描是否符合质控要求，震源操作手一般在该点进行多次振动扫描直至获得成功回传或者放弃。当出现震源状态不能回传点位较多且集中时，会及时移动中继站的位置，减少不能回传点位的数量。

2、对获取的SPS文件进行处理，得到空炮比例

21、当震源基本完成施工线束的炮点后，仪器(编码器)输出SPS等文件(主要包含obsv、vaps、sps、xps、rps、cog、aps)；施工完成输出的SPS文件相比于预制SPS文件的差异是，施工完成输出的SPS文件中的炮点坐标为实际震源施工坐标，并且比预制SPS文件还会多一项炮点高程、以及每一个炮点对应野外文件号，这个文件号用于与记录原始单炮数据匹配；附属的其他文件主要是实时回传的震源状态信息。

本发明中Vaps对应震源施工每个炮点对应的出力、相位、畸变，施工时GPS状态，卫星数等；cog表示与预制理论炮点位置上的偏差；

22、使用本发明所述软件装置，将震源状态超限、重复点、COG超限、排列问题等，进行剔除后，与预设计SPS点位进行对比，并输出已完成炮点和补炮炮点(未获得合格施工状态的炮点)两套SPS文件；具体实现过程为：

221、当震源各项指标(vaps)和COG(cog文件)超过项目执行的指标、震源扫描过程中出现接收排列工作不正常(obsv文件)情况，则该次扫描被删除；

当某一个炮点已返回施工后各项参数，但是均不符合施工要求的指标，被认为是没有按要求完成，即未施工炮点；比如某一个炮点虽然震源施工了5次，但是5次均出力超限，均不符合要求，全部认为无效，如果5次中有一次各项指标均符合要求，那这个炮点就不需要去补炮施工。

222、被保留的有效震次中，如果存在同一桩号不同索引号的炮点(同一桩号多次扫描时，仪器会在前一次扫描索引基础上自动加1)，保留较晚扫描的震次，以获得合格且各桩号扫描唯一的有效炮点文件(已完成炮点)；

223、将预制SPS内炮点逐点从有效炮点文件内检索，未找到炮点为需要补炮施工炮点；从而得到两套SPS文件，一套为已完成炮点对应的SPS文件，另一套为未完成炮点对应的SPS文件。

如图4是发明所述采用的软件界面，其中图4(a)所示的“QC508”和“QC428”可分别适用于sercel508XT和428XL两种地震仪器；通过点击“Design”和“Post”选择加载预制和仪器返回两套SPS，“Distance”键可剔除任意激发距离小于Xm(用户设置)的炮点；“DSDAnalysis”键加载并整理扩展QC数据并输入到程序数据库内；通过点击“Out put SPS”开始运行程序。

通过图4(b)所示界面用户可设置与不同项目合同要求所匹配的质控参数(包括COG偏差大小，剔除震源错误代码，扫描长度，出力幅度等)，sps和obsv文件的存储路径；通过“Reshoot out put”键自动输出补炮文件。

图5是通过装置整理扩展QC数据并输出与标准vaps格式一致的文件，第1列为记录标识号，第2-17列为炮点线号，第18-25列为炮点点号，第26列为炮点索引号，第27列为震源组号，第28-29位震源编号，第30-32列为震源驱动幅度，第33-36平均相位，第37-40列为峰值相位，第41-42列为平均畸变，第43-44列为峰值畸变，第45-46列为平均出力，第47-49列为峰值出力，第50-52列为平均地表硬度，第53-55列为平均地面粘度，第56-64列为激发点东坐标，第65-74列为激发点北坐标，第75-80列为震源激发点高程，第82-86列为炮号，第87-88列为采集号，第89-90列为震源组号，第91-92列震源状态代码，第94-110列为震源报警代码，第111-112列是叠加次数，第131-150列为GPS TB时间。

23、将记录在各个震源导航系统内的扩展QC文件拷贝到仪器或者室内，从中提取各个震次的震源状态等信息(将块格式文件转换为与vaps格式一致的列格式文件)；即原始扩展QC文件是块格式的，采用本发明设计的软件将其转换为固定列格式文件；

扩展QC文件记录在可控震源驾驶室内的导航平板存储内，可以通过移动存在拷贝，通过网络或者带到仪器或者室内整理资料人员。具体格式和包含内容如图3所示，第13行为本次扫描GPS状态和坐标、高程信息(经纬度格式)；第26-61行为该震次震源扫描状态信息，第1-7列为扫描时间、第8-9列为相位、第12-13列为出力、第14-15列为畸变、第27-59为报警和过载信息。

24、从转换格式的扩展QC文件内，提取步骤22输出的未获得合格震源状态的炮点，如能获取具有合格震源状态的震次，该炮点可以从补炮炮点文件内划转到完成炮点文件内；

这一步骤的作用在于筛选因电台通讯问题，未将质控数据及时返回给仪器的情况，能得到较为准确的补炮数据；比如某个线束需要施工炮点共10000炮，通过步骤223提取后，发现有1000炮未完成；通过步骤24后，又找到500炮按照要求完成施工；说明有这500个炮点是按照施工参数完成施工，但是由于电台通讯问题，没有将质控数据及时返回给仪器。

25、步骤24输出的补炮文件内总炮数，如果超过要求的空炮比例，将该文件提供给仪器组进行补炮施工，以满足要求。

表2本发明方法与现有技术补炮率对比

根据表2可见，使用本发明方法前，采用现有技术的一次性补炮率超过要求的1％，每天需要调动震源进行未按要求施工或漏掉炮点的二次施工(补炮)；使用本发明所述方法后，一次性空炮率基本符合合同空炮要求，不需要调用震源进行补炮施工。

表3与补炮文件相匹配剔除炮原因列表

表3是与补炮文件相匹配剔除炮原因列表，从表3中可以清晰明白的看出每一炮需要补炮的原因，从左往右依次为炮点文件号、炮线号、炮点号、索引号、震源号、出力、代码、COG大小、错误编号、补炮原因等。备注“No COG”炮点均为通讯受限未实时回传炮点，可通过本发明所述方法提取扩展QC数据，无需野外再重新补炮施工。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，其特征在于，包括：

S1、获取编码器完成线束的SPS文件；

S2、对获取的SPS文件进行震源状态超限、COG超限、排列问题、重复点的剔除操作；

S3、将经步骤S2处理后的SPS文件与预制的SPS文件进行对比，得到已完成炮点和补炮炮点各自对应的SPS文件；

S4、将记录在各个震源导航系统内的扩展QC文件转换为列格式文件；

S5、根据步骤S4转换后的扩展QC文件，对步骤S3的补炮炮点进行筛选，得到最终补炮炮点；

S6、根据步骤S5得到的补炮炮点，计算补炮率。

2.根据权利要求1所述的一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，其特征在于，步骤S1还包括地震采集系统，所述地震采集系统包括：若干震源、编码器以及中继站；所述的若干震源均匀分布在施工线束上，编码器设置于线束中间位置，在大小号地形高点各架设两部中继站。

3.根据权利要求2所述的一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，其特征在于，所述中继站的位置随着施工线束滚动而移动。

4.根据权利要求3所述的一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，其特征在于，步骤S1所述的SPS文件中包括震源将通过中继站传送给编码器的施工炮点的各项指标和状态。

5.根据权利要求4所述的一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，其特征在于，步骤S4所述的QC文件通过拷贝的方式获取。

6.根据权利要求4所述的一种降低高效采集可控震源补炮率的方法，其特征在于，QC文件中包括所有炮点的各项指标和状态。

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