GPS新技術(shù)在石油地震勘探測量中的應(yīng)用

張廷柏

石油是支撐世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的資源,是各國的“工業(yè)血液”,它為世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了有力的資源支持。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對于能源的需求也不斷增加。石油作為重要的能源,其勘探與開發(fā)對于我國的經(jīng)濟(jì)影響深遠(yuǎn)。石油勘探技術(shù)的不斷發(fā)展,為我國的石油勘探提供良好的技術(shù)支持,文章就GPS新技術(shù)在石油地震勘探測量中的應(yīng)用做了簡要論述。

1傳統(tǒng)石油勘探測量存在的問題

1.1 施工方法和設(shè)備性能的缺陷

(1)在地形復(fù)雜的山區(qū)、林地等地區(qū)作業(yè)時(shí),采用全站儀逐點(diǎn)布設(shè),放樣精度低、效率低,受氣候影響大,成本高。(2)必須建立大量基準(zhǔn)站。(3)現(xiàn)有的設(shè)備、技術(shù)達(dá)不到遠(yuǎn)海海域石油工程作業(yè)的要求。

1.2 技術(shù)瓶頸

(1)RTK電臺數(shù)據(jù)鏈傳輸距離太短。(2)衛(wèi)星軌道自身存在較大的誤差。(3)RTK系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的解算方式不可靠。

2GPS技術(shù)的特點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和科技技術(shù)的進(jìn)步,石油供求矛盾日益突出。近年來,GPS系統(tǒng)在陸地石油地震勘探測量和海洋石油地震勘探測量中被廣泛應(yīng)用。這主要依賴于GPS系統(tǒng)能夠在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)向用戶提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù),通過GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號能夠進(jìn)行靜態(tài)定位、動態(tài)定位、速度測量等,促進(jìn)了陸地石油地震勘探測量和海洋石油地震勘探測量的順利實(shí)施。

3GPS測量技術(shù)最基本的定位模式

3.1 靜態(tài)定位

在石油地震勘探野外生產(chǎn)中,主要用靜態(tài)定位的方法來建立工區(qū)內(nèi)的GPS控制網(wǎng)和用GPS快速靜態(tài)定位的方法來建立相應(yīng)的檢查點(diǎn)或者加密、延伸控制點(diǎn)等。

3.2 動態(tài)定位

就是在運(yùn)動載體上安設(shè)GPS信號接收機(jī),實(shí)時(shí)地測得GPS信號接收天線的所在位置。在石油地震勘探測量野外生產(chǎn)中,主要用RTK/RTD技術(shù)實(shí)時(shí)測定流動站GPS信號接收天線的位置,從而把已經(jīng)設(shè)計(jì)好的接收點(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)準(zhǔn)確的放樣在野外實(shí)地上。主要有GPS RTK技術(shù)-即實(shí)時(shí)動態(tài)載波相位差分技術(shù)和GPS RTD技術(shù)-實(shí)時(shí)動態(tài)偽距差分技術(shù)。

4GPS新技術(shù)種類

4.1 精密相對定位技術(shù)

數(shù)據(jù)處理的方法是常將精密星歷及IGS站點(diǎn)聯(lián)測作為起算數(shù)據(jù)。IGS免費(fèi)發(fā)布其站點(diǎn)的觀測值數(shù)據(jù)和精密星歷,并采用ITRF作為精密星歷計(jì)算和GPS數(shù)據(jù)分析的坐標(biāo)框架基準(zhǔn)。通常情況下可使用高精度數(shù)據(jù)軟件對IGS跟蹤站及所建網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行基線處理,并且空間衛(wèi)星應(yīng)采用精密星歷來進(jìn)行定軌。

4.2 精密單點(diǎn)定位技術(shù)

采用精密單點(diǎn)定位時(shí),首先要根據(jù)分布在全球的若干基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行精密衛(wèi)星軌道參數(shù)和衛(wèi)星鐘差的計(jì)算,再根據(jù)計(jì)算結(jié)果對單臺接收機(jī)采集的非差相位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,最終確定測站的精確坐標(biāo)。

4.3 廣域差分技術(shù)

它是在一個(gè)廣大的地域范圍內(nèi),設(shè)立若干GPS跟蹤站構(gòu)成差分GPS基準(zhǔn)網(wǎng),對GPS觀測量的誤差源進(jìn)行區(qū)分,并將每種誤差源都模型化。再由無線電通信數(shù)據(jù)鏈將計(jì)算出的誤差源數(shù)值傳送給用戶,從而可更正用戶GPS觀測量,削弱誤差源,使定位精度得到改善。

4.4 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)

它是利用網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)中心與基準(zhǔn)站相連接,聯(lián)合若干基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)解算或消除對流層、電離層等影響,從而達(dá)到RTK定位精度和可靠性的提高。通過對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改造,如GPS天線、處理器等,及通訊手段的完善,使得電臺傳輸有限范圍小的限制得到了突破。

4.5 信標(biāo)差分技術(shù)

它是利用已有的海上無線電信標(biāo)臺,加一個(gè)副載波調(diào)制在發(fā)射信號中,以發(fā)射GPS差分修正信號,該技術(shù)的定位導(dǎo)航可達(dá)到米級精度。

5GPS技術(shù)在石油地震勘探中其它領(lǐng)域的使用

5.1 GPS RTK技術(shù)進(jìn)行水深測量

RTK技術(shù)在陸地測量和放樣、海洋測量和海洋工程中的應(yīng)用比較廣泛。在GPS RTK技術(shù)出現(xiàn)后,水上測量也可以采用GPS RTK技術(shù)和測深儀相結(jié)合的工作方式,使得海上無驗(yàn)潮方式測量工作模式成為可能。目前在海上石油勘探和過渡帶石油勘探等項(xiàng)目中,用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行水深測量已經(jīng)被廣泛使用。

5.2 GPS技術(shù)用于車輛監(jiān)控

社會的不斷進(jìn)步發(fā)展,世界石油勘探市場競爭的日趨激烈,安全管理成為石油勘探必須關(guān)注的重大課題。而車輛監(jiān)控便成了各個(gè)公司安全管理的首要問題,近年來基于GPS技術(shù)的車輛監(jiān)控技術(shù)VTS在石油勘探中已經(jīng)被使用并不斷被推廣使用。

6GPS設(shè)備在石油物探定位測量中質(zhì)量控制的要點(diǎn)

(1)注意點(diǎn)位的選定,要按規(guī)范要求選在視野開闊,沒有成片障礙物,有電輻射源以及大范圍水面的地方。

(2)野外觀測期間的質(zhì)量監(jiān)控,要檢查整個(gè)觀測過程是否符合規(guī)范要求,尤其是觀測時(shí)間是否足夠(達(dá)到規(guī)范規(guī)定時(shí)間)。

(3)基線處理結(jié)果的檢校和精化技術(shù),定基線處理結(jié)果是否合格有兩種方法:一是單條基線的自評;一是非同步圖形坐標(biāo)閉合差檢查在確認(rèn)某條基線自動處理結(jié)果不合格后,應(yīng)進(jìn)行精化處理。

7結(jié)語

綜上所述,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,GPS技術(shù)在石油勘探的應(yīng)用越來越廣泛,在安全管理方面也有著廣闊的發(fā)展前景,并且隨著世界石油勘探方向的轉(zhuǎn)移,GPS技術(shù)將在海洋石油勘探中也將發(fā)揮其更為重要的作用。

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