ProMAX 處理軟件觀測系統(tǒng)定義流程常見問題分析與探討

晉為真，宣向陽，代偉明，張紹峰，石一青

（中國石化石油工程地球物理公司華東分公司，江蘇 揚州 225007）

ProMAX 處理軟件是一套比較常用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它具備從二維到三維、從時間域到深度域的功能完備的數(shù)據(jù)處理能力。ProMAX 處理軟件具有良好的交互性，使用起來比較靈活方便，尤其在野外的現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控中使用更為廣泛。數(shù)據(jù)庫管理是ProMAX 處理軟件的一個特色，它將所有數(shù)據(jù)，包括地震道數(shù)據(jù)、觀測系統(tǒng)、參數(shù)表（如速度、切除、時窗等參數(shù)等）納入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了模塊間的數(shù)據(jù)實時交換［1］。

正確定義觀測系統(tǒng)是數(shù)據(jù)處理的必要準備，在輸入地震數(shù)據(jù)之后要先定義觀測系統(tǒng)、寫數(shù)據(jù)庫，再給數(shù)據(jù)加載道頭之后才能進行數(shù)據(jù)處理。觀測系統(tǒng)定義主要是要輸入三組參數(shù)：炮點、檢波點的線號、站號、坐標及每一炮對應的接收排列參數(shù)，然后再進行面元分配與計算，生成觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。由于野外地震采集的放炮方式多種多樣，對應的觀測系統(tǒng)也是千變?nèi)f化，因此觀測系統(tǒng)定義也要面對各種采集方式，適應各種復雜的采集參數(shù)的變化，這對軟件本身和軟件的使用者都是一種挑戰(zhàn)。

目前，ProMAX 處理軟件依然是野外現(xiàn)場處理主力軟件，在ProMAX 處理軟件的觀測系統(tǒng)定義過程中，經(jīng)常會遇到一些錯誤和問題，而對這些錯誤現(xiàn)象進行研究和分析，找出其產(chǎn)生的原因和解決的辦法，有助于提高軟件的應用水平。

1 ProMAX系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理結(jié)構

ProMAX 軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)按工區(qū)組織，每個工區(qū)包含一條或多條地震測線，每條測線對應一個目錄，測線目錄下有以下文件或目錄：處理流程、地震數(shù)據(jù)、OPF文件、參數(shù)表。

（1）處理流程：對地震數(shù)據(jù)進行處理的模塊序列及參數(shù)的集合，其包含的信息存放在流程子目錄下的packet.job 文件中。流程的執(zhí)行由超級執(zhí)行程序（Super_exec.exe）執(zhí)行，它讀入packet.job 文件，檢查流程中的模塊并聯(lián)合執(zhí)行，完成處理任務。

（2）地震數(shù)據(jù)：一個ProMAX 地震數(shù)據(jù)文件在數(shù)據(jù)管理上對應于一個8 位數(shù)字的UNIX 名稱，由CIND、CMAP、HDR、TRC 四種文件類型組成。TRC文件是地震道的采樣數(shù)據(jù)；HDR 文件是地震道對應的道頭；CMAP 文件是數(shù)據(jù)的映像文件，保存著地震道的存放位置，給定地震道，就可從數(shù)據(jù)中找出并訪問該道；CIND 文件則包含了一些如采樣間隔、每道樣點數(shù)、處理歷史、道頭字名稱等數(shù)據(jù)信息。HDR、TRC 文件可能有一系列的連續(xù)文件，HDR1，HDR2，…HDRx，TRC1，TRC2，…TRCx，數(shù)量由文件大小及分塊大小決定。

（3）OPF 文件（Ordered Parameter Files）：稱為“有序參數(shù)文件”，是一組包含了與測線地震道信息有關的文件，利用這些文件可以對任意排序的地震道快速定位?！坝行騾?shù)文件”以數(shù)據(jù)庫的形式存儲了觀測系統(tǒng)、靜校正量、地表一致性信息及炮點、檢波點、CDP域之間的指針，主要用于獲取要處理的地震道的列表，給地震數(shù)據(jù)映像文件（CMAP文件）中的實際數(shù)據(jù)和道頭的索引定位，獲取道頭數(shù)據(jù)。圖1所示的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫也是OPF文件的直觀顯示和查看模式，二者是同一個內(nèi)容的兩種表達方式。

圖1 ProMAX系統(tǒng)的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

觀測系統(tǒng)表格是ProMAX 的一個數(shù)據(jù)庫編輯器，在表格編輯器中修改及保存內(nèi)容都將自動修改數(shù)據(jù)庫。

（4）參數(shù)表：交互拾取的參數(shù)，如切除、時窗、速度等一般作為參數(shù)表存放，參數(shù)表可以從許多模塊輸出，或從其他ASCII碼文件輸入時建立。

2 ProMAX 處理軟件觀測系統(tǒng)定義流程常見問題及分析

2.1 現(xiàn)場處理中觀測系統(tǒng)的改變對地震數(shù)據(jù)及資料處理的影響

地震資料現(xiàn)場處理和室內(nèi)處理在觀測系統(tǒng)定義上略有不同：室內(nèi)處理時定義觀測系統(tǒng)文件所需要的炮、檢點和關系文件（SPS文件）基本準備就緒，可以一次性全部輸入，且不需要經(jīng)常改動。而在現(xiàn)場處理時，數(shù)據(jù)和觀測系統(tǒng)是每天不斷加入的，而且經(jīng)常會有修改，比如對與以前重復的炮點進行刪除、對以前已刪除的炮點進行恢復、補測的檢波點文件進行追加輸入等，導致觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫每天都在改動。ProMAX 處理軟件要求觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與地震數(shù)據(jù)必須是完全對應的，觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的改變會導致之前的處理數(shù)據(jù)與新的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫有可能不再完全對應，在數(shù)據(jù)輸入時會發(fā)生錯亂，影響到數(shù)據(jù)的處理。

2.1.1 炮點文件的改變對觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和地震數(shù)據(jù)對應關系的影響

在完成觀測系統(tǒng)定義流程后，炮點、檢波點和關系文件以及生成的觀測系統(tǒng)信息內(nèi)容保存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，InLine Geom Header Load 模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容對地震數(shù)據(jù)加載道頭信息之后，地震數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫之間也形成了一種對應關系，并通過數(shù)據(jù)的索引來查找地震數(shù)據(jù)。

圖2 是觀測系統(tǒng)的炮點表格編輯器，第一列Mark Block 為計數(shù)行，是有序參數(shù)文件中SIN 順序參數(shù)文件對應的參數(shù)，與地震數(shù)據(jù)炮點文件的內(nèi)部順序號相對應。從表中可見文件號100與有序參數(shù)文件中SIN序號為100相對應的。

圖2 原始觀測系統(tǒng)炮點文件

圖3 所示的炮點表格編輯器中刪除了文件號100 這個文件，重新生成觀測系統(tǒng)并寫入數(shù)據(jù)庫，則文件號101 與有序參數(shù)文件中SIN 序號為100 相對應。如果以前寫過道頭的數(shù)據(jù)沒有重新寫道頭，則和新的數(shù)據(jù)庫會存在對應錯誤，從這個數(shù)據(jù)中輸入文件號1-99 之間的數(shù)據(jù)，是沒有問題的，但如果要輸入文件號100 的數(shù)據(jù)，得到的卻是文件號101 的數(shù)據(jù)，依次類推，即在文件號100之后的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的對應關系錯位了，導致讀取數(shù)據(jù)的索引也錯位了。

圖3 刪除了文件號100的觀測系統(tǒng)炮點文件

圖4 是正常疊加的一條線號ILine_No 為20 的測線，圖5 是炮點表文件中刪除文件號100 并重新生成觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之后再疊加所得到的剖面，不僅剖面的覆蓋次數(shù)缺少很多，剖面也有數(shù)據(jù)缺失。圖6 是抽取了該線一個Xline_No 為100 的道集顯示，ILine_No和Xline_No道頭字顯示都是正常的，圖7 是刪除文件號100 并重新生成觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之后再次顯示這個道集，道集中從文件號100 之后ILine_No 和Xline_No 道頭字都是亂的，也不是屬于該條線號的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在疊加過程中被舍棄，導致疊加剖面有數(shù)據(jù)缺失，所以在處理過程中必須要保證地震數(shù)據(jù)和觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的完全對應。

圖4 原始的ILine_No20疊加剖面

圖5 刪除文件號100并重新生成觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之后ILine_No20疊加剖面

圖6 原始的ILine_No20線Xline_No100道集

圖7 刪除文件號100并重新生成觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之后的ILine_No20線Xline_No100道集

2.1.2 檢波點文件的改變對觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和地震數(shù)據(jù)對應關系的影響

同樣，對于檢波點文件也存在和炮點文件類似的情況。圖8所示為一個三維工區(qū)的檢波點的編輯表格，有一條掛線的短排列5909排列線由于前期未來得及測量，沒能及時加到檢波點文件中，這樣5909 排列線接收道的信息在觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫都是沒有的。后來該排列線測量完畢后被追加在6049線后面輸入了，這樣在新的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中又出現(xiàn)了5909 排列線接收道的信息，原來的寫過道頭的數(shù)據(jù)因為5909 排列線的原因，從5909 排列線開始出現(xiàn)的位置，和新的數(shù)據(jù)庫不對應，數(shù)據(jù)在疊加時出現(xiàn)類似的錯亂情況。圖9是原來正常疊加的一段剖面，圖10 是追加了5909 排列線重新生成觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之后原來數(shù)據(jù)的疊加剖面，其剖面的反射層能量明顯比圖9剖面弱，覆蓋次數(shù)也少很多，究其原因也是原來的地震數(shù)據(jù)與新的數(shù)據(jù)庫對應錯亂之后，輸入了不正確的數(shù)據(jù)在疊加過程中被丟棄了。

圖8 追加了5909排列線的觀測系統(tǒng)檢波點文件

圖9 原始的ILine_No331疊加剖面

圖10 觀測系統(tǒng)中追加了5909排列線的ILine_No331疊加剖面

另外，如果地震數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫不對應，也會導致一些處理流程不能進行。檢波點數(shù)據(jù)庫不對應會引起靜校正量應用錯誤，炮點數(shù)據(jù)庫不對應也會導致地表一致性反褶積錯誤。在ProMAX 處理系統(tǒng)中，如果觀測系統(tǒng)信息發(fā)生改變，比如增加或刪除炮檢點，使觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫發(fā)生變化時，則要求用于進一步處理的以前所有的地震數(shù)據(jù)必須要使用InLine Geom Header Load 模塊，用新的觀測系統(tǒng)重新加載道頭信息，否則可能會因為原來的數(shù)據(jù)和新的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫不再對應，而導致數(shù)據(jù)讀取錯亂。但對于野外現(xiàn)場處理來說，經(jīng)常需要追加新的數(shù)據(jù)及更新觀測系統(tǒng)的炮點和排列文件，生成新的數(shù)據(jù)庫，如果每次都要對以前的數(shù)據(jù)重新加載道頭，工作量還是很大的，也會影響到處理的工作效率。如果我們在更新觀測系統(tǒng)的時候，能確保以前的數(shù)據(jù)和新的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫繼續(xù)對應，則可以在不重新寫道頭的情況下繼續(xù)使用以前的數(shù)據(jù)。為了避免新的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與以前的數(shù)據(jù)不一致，平常做觀測系統(tǒng)時應該注意以下幾點：

（1）盡量不要增加或刪除炮點文件中以前的文件號。在處理過程中有時候會發(fā)現(xiàn)之前的炮點表中有重復炮點或廢棄的文件號，可仍然保留在文件表中，在后續(xù)處理中剔除不需要的文件號的數(shù)據(jù)就行了。如果需要增加或恢復以前的炮點文件號，不要插到以前的位置，而是直接在炮點文件表當天的位置去追加就可以了，這樣就不會改變以前的數(shù)據(jù)的內(nèi)部順序號與新的觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的對應關系，以前的數(shù)據(jù)不需要重新寫道頭依然是可以用的。

（2）不要改變已經(jīng)存在排列文件表格中的檢波點的排列順序。在檢波點文件表中新增加排列用Append的方式添加進去，不要改動之前已經(jīng)輸入的排列，也不要插在以前排列之中的檢波點，確保之前已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中的排列順序不會發(fā)生變化。另外也要避免用新的檢波點測量成果文件全部更新排列文件表格，那樣很容易導致以前的數(shù)據(jù)和新的數(shù)據(jù)庫不對應。

（3）對地震數(shù)據(jù)要合理分段。對于一個三維工區(qū)來說，全工區(qū)生產(chǎn)炮數(shù)經(jīng)常都會達到幾萬炮左右。不要把所有的炮放在工區(qū)的一個測線下面，這樣在生產(chǎn)后期，隨著觀測系統(tǒng)中總炮數(shù)的增加，每次觀測系統(tǒng)作業(yè)都要較長的時間?？梢詫?shù)據(jù)進行合理分段，分多條測線分段處理，這樣前面的每段數(shù)據(jù)處理完成之后可以基本保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)和觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫保持對應，后面數(shù)據(jù)段再出現(xiàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫對應錯亂的問題，也不會影響到其他的數(shù)據(jù)段。數(shù)據(jù)分段處理后，每段的數(shù)據(jù)總量相對較少，可以縮短每次觀測系統(tǒng)流程的作業(yè)時間，當出現(xiàn)數(shù)據(jù)和觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫不對應的問題，或必須要添加一些會導致兩者不對應的炮、檢點時，解決起來也會容易得多。對數(shù)據(jù)分段，每段數(shù)據(jù)的觀測系統(tǒng)定義要采用相同的工區(qū)原點坐標，這樣從每段數(shù)據(jù)里面抽取數(shù)據(jù)合并處理時會簡單很多。

炮點和檢波點的表格編輯器中第一列Mark Block 計數(shù)行是炮點和檢波點在數(shù)據(jù)庫中的排序順序編號，觀測系統(tǒng)TraceQC 表格里面的信息包含了觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中所有道所對應的炮檢點的順序號及在數(shù)據(jù)庫中的位置信息，當?shù)卣饠?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫對應錯亂的時候，可以根據(jù)數(shù)據(jù)錯亂的位置和炮點、檢點的表格編輯器信息以及TraceQC 表格里面的信息，檢查數(shù)據(jù)錯亂的原因并加以解決。

2.2 小寬線觀測系統(tǒng)存在的問題

小寬線是野外地震采集中經(jīng)常采用的一種觀測系統(tǒng)方式，觀測系統(tǒng)定義是采用三維觀測系統(tǒng)的方式來完成的，但在實際資料地震處理中發(fā)現(xiàn)ProMAX 處理軟件在處理小寬線的觀測系統(tǒng)時存在寫數(shù)據(jù)庫不完整的問題。

正常情況下，在做完三維觀測系統(tǒng)之后，TraceQC 表格里面除了FB Pick 一欄都是有內(nèi)容的，數(shù)據(jù)庫中偏移距面元（OFB）也是有覆蓋次數(shù)顯示的，但ProMAX 處理軟件在處理小寬線的觀測系統(tǒng)時，在最終寫數(shù)據(jù)庫的時候經(jīng)常不能完整寫入，TraceQC 表 格 里 面 的CHN_LTBL*、ILN_LTBL*、XLN_LTBL*、OFB_LTBL*幾列的內(nèi)容是空白（圖11），數(shù)據(jù)庫中偏移距面元覆蓋次數(shù)顯示也是空值。地表一致性振幅補償和地表一致性反褶積模塊運行時需要從數(shù)據(jù)庫中讀取偏移距面元覆蓋次數(shù)，如果偏移距面元覆蓋次數(shù)是空值就會報錯退出。在分析過程中發(fā)現(xiàn)，當重復運行觀測系統(tǒng)流程時，有時會在最終寫數(shù)據(jù)庫時完整寫入所有內(nèi)容，TraceQC表格內(nèi)容顯示都是齊全的，這樣就可以繼續(xù)后面的處理流程了。這個錯誤具有不穩(wěn)定性，經(jīng)常出現(xiàn)但有時候又不出現(xiàn)，在多種版本的ProMAX 軟件上都存在，目前尚不明原因，也無法判斷是ProMAX 處理軟件自身的問題還是軟件與操作系統(tǒng)的兼容性問題，解決的辦法是重復運行觀測系統(tǒng)流程，查看TraceQC表格內(nèi)容，直到完整寫入數(shù)據(jù)庫為止。

圖11 寫數(shù)據(jù)庫不完全的小寬線三維觀測系統(tǒng)TraceQC表格內(nèi)容（紅框部分內(nèi)容缺失）

2.3 節(jié)點儀采集半道加密時觀測系統(tǒng)定義問題

節(jié)點地震儀集檢波器、采集站、電池、GPS 于一體，自主供電與定位、GPS 授時，按設定采集參數(shù)持續(xù)記錄并存儲地震數(shù)據(jù)，相對于傳統(tǒng)的有線采集系統(tǒng)，它簡化了野外的施工難度，有著獨特的施工優(yōu)勢，在野外地震數(shù)據(jù)采集中得到越來越廣泛的應用［2-3］。在野外采集時，有時候為了彌補覆蓋次數(shù)，節(jié)點儀的設置會采用排列半點加密，即在原來的每道之間插入一道節(jié)點儀，這樣會導致排列中存在兩種道距，SPS 檢波點文件中存在兩種排列站號增量（圖12），圖13 所示的SPS 關系文件中，每條排列也包含了兩種排列站號增量，但處理軟件往往不能對照圖12 所示的排列文件來推算出每道對應的站號位置，這也給資料處理帶來了一定的困難。

圖12 包含不同排列道距的檢波點文件

針對這個問題可以編寫小程序，將SPS 關系文件拆分成圖14 所示的具有相同站號增量的多個分段（對應與圖13 中的紅框標記的第一行內(nèi)容，圖14紅框內(nèi)的數(shù)字表示排列站號增量），這樣就可以在ProMAX 處理軟件中進行觀測系統(tǒng)定義，再進行后續(xù)資料處理。如果不編寫小程序來拆分SPS文件的關系文件，也可以通過ProMAX 軟件自身的模塊來完成觀測系統(tǒng)的定義。在解編節(jié)點儀數(shù)據(jù)時，得到數(shù)據(jù)的炮、檢點的線號、站號和坐標，再使用Extract Database Files 模塊來提取這些信息生成觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，如果實際線號、站號相對于原始解編信息有改動，可以在觀測系統(tǒng)的炮點文件中進行修改，并將正確的坐標匹配輸入，就可以進行觀測系統(tǒng)定義了。

圖13 SPS關系文件

圖14 拆分成具有相同站號增量的多個分段的關系文件

3 結(jié)論與認識

在現(xiàn)場使用ProMAX 處理軟件需要不斷地追加地震數(shù)據(jù)并更新觀測系統(tǒng)，如果要經(jīng)常對之前的數(shù)據(jù)重新寫道頭，將會帶來很大的重復工作量。通過對地震數(shù)據(jù)和觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的對應關系進行分析研究，采用一些對應措施，避免了地震數(shù)據(jù)和觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫不一致的現(xiàn)象，從而不需要對之前的地震數(shù)據(jù)重新寫道頭，提高了處理效率。

針對ProMAX 處理軟件定義小寬線觀測系統(tǒng)時寫數(shù)據(jù)庫不完整，以及節(jié)點儀施工中道距加密時SPS 文件不能正常使用的情況，分析了問題的具體表現(xiàn)形式及對后續(xù)處理工作的影響，并提出了解決方法，保證了處理工作的順利進行。ProMAX 處理軟件的觀測系統(tǒng)、地震數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫存在密切的聯(lián)系，我們在分析問題、解決問題的時候要了解它們之間的互相依存又互相影響的關系，把三者作為一個統(tǒng)一的整體，這樣會有利于我們開拓研究問題的思路并找到解決問題的方法。

每種處理軟件都有不同的結(jié)構方式和自身的特色，這也要求我們在使用過程中要對軟件的運行機理有較深入的理解，了解不同的模塊參數(shù)對應的物理意義，對使用過程中出現(xiàn)的各種反饋信息要認真分析研究，不斷地積累使用經(jīng)驗，提高軟件應用水平。