煤田地震勘探野外數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控及分析

王 輝，汶小崗,2，羅任植，李 亮

（1.陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安 710005；2.自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點實驗室，陜西 西安 710026）

0 引 言

隨著地震勘探技術(shù)的日趨成熟，煤田地震勘探已經(jīng)發(fā)展到高密度、大道數(shù)采集的階段。隨著越來越多的采集道被用于地震勘探，采集的速度也越來越快，并且對采集資料的質(zhì)量要求也越來越高。高品質(zhì)的野外單炮資料是后續(xù)處理及解釋的前提，傳統(tǒng)的靠肉眼對野外采集單炮數(shù)據(jù)進行監(jiān)控的方法已經(jīng)無法滿足實際生產(chǎn)需求，因此需要使用專業(yè)的采集監(jiān)控軟件用于現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控[1-2]。采集實時監(jiān)控軟件通過網(wǎng)絡(luò)與采集主機連接，可對采集數(shù)據(jù)的能量、頻率、信噪比、環(huán)境噪音、采集參數(shù)、異常道等進行實時地分析，對有異常的單炮及時進行報警提示，達到實時監(jiān)控的目的。

國外對于數(shù)據(jù)采集監(jiān)控軟件的研發(fā)比較早，應(yīng)用最多的是法國SERCEL公司研發(fā)的Esqc-pro軟件,該軟件可搭配Sercel公司的408XL及428XL采集系統(tǒng)使用，通過網(wǎng)絡(luò)連接可以實現(xiàn)對現(xiàn)場地震數(shù)據(jù)的采集進行實時監(jiān)控。國內(nèi)中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院研發(fā)了“地震野外采集質(zhì)量監(jiān)控軟件系統(tǒng)”GeoSeisQC，中國石油東方地球物理公司研發(fā)了KLSeisⅡ軟件，中國石油川慶鉆探工程公司地球物理勘探公司研發(fā)了GeoMountain采集子系統(tǒng)單炮實時監(jiān)控軟件[3]。目前國產(chǎn)地震采集實時監(jiān)控軟件已經(jīng)能和大多數(shù)的采集儀器進行聯(lián)機使用，如Sercel公司的408XL與428XL儀器以及東方公司G3i儀器等。不同監(jiān)控軟件系統(tǒng)之間功能大致相同，同時也各具特點。

1 地震數(shù)據(jù)采集實時監(jiān)控

1.1 儀器聯(lián)機方式

由于目前大多數(shù)監(jiān)控軟件都是在Windows平臺中運行的，而地震采集系統(tǒng)則大都在Linux系統(tǒng)下運行，因此對采集數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，首先需要建立Windows系統(tǒng)與Linux系統(tǒng)的連接[4]。為了確定監(jiān)控軟件與采集主機的聯(lián)機方式，項目組對多種方法進行了測試，最終確定使用FTP方式與428主機進行連接[5-6]。本文使用Second Copy軟件進行FTP連接。監(jiān)控軟件與采集儀器主機建立連接時，需設(shè)置好數(shù)據(jù)在主機上的存儲路徑，同時選擇目標(biāo)文件夾存放路徑[7]。Second Copy軟件可實現(xiàn)將采集主機中的文件復(fù)制到監(jiān)控主機中，同時保留采集主機中數(shù)據(jù)，這樣可以保證主機中的數(shù)據(jù)不受影響，同時備份一份文件到監(jiān)控系統(tǒng)所在電腦中，增加了數(shù)據(jù)的安全性。

1.2 實時監(jiān)控

對于野外采集數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，屬性分析參數(shù)設(shè)置是設(shè)置各種分析參數(shù)和報警門檻關(guān)鍵所在，因此設(shè)置好屬性分析參數(shù)，會提高屬性分析結(jié)果的可靠性[8-9]。分析屬性常常包括能量、頻率、信噪比、環(huán)境噪音、采集參數(shù)、異常道、掉排列、炮偏、輔助道等[10]。選擇某一個或多個屬性參數(shù)進行該屬性統(tǒng)計分析。

2 實例應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)傳輸

使用Second Copy，新建FTP配置文件，設(shè)置FTP連接參數(shù)，將采集主機中數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)奖O(jiān)控主機中，如圖1所示。

圖1 FTP傳輸測試Fig.1 FTP transmission test

2.2 實時監(jiān)控應(yīng)用

本文以平煤長安能源開發(fā)有限公司楊家坪礦井首采盤區(qū)三維地震勘探項目為依托，進行實例應(yīng)用。此次三維地震項目采用Sercel 428XL儀器進行野外數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)監(jiān)控主要使用的分析屬性包括能量、頻率、信噪比、環(huán)境噪音、采集參數(shù)、異常道、掉排列等，實時監(jiān)測如圖2所示。

圖2 采集實時監(jiān)測Fig.2 Acquisition of real-time monitoring

從監(jiān)測畫面中可以看到，部分文件存在環(huán)境噪聲、掉排列及頻率異常告警，對異常文件號的單炮記錄進行分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)境噪音異常炮的背景噪音同正常炮相比較大，如圖3（a）所示，故軟件進行環(huán)境噪音異常報警，警示野外數(shù)據(jù)采集人員在后續(xù)生產(chǎn)中注意環(huán)境噪音變化。對掉排列異常炮進行分析，發(fā)現(xiàn)該單炮部分道數(shù)據(jù)異常，如圖3（b）所示，及時對該段排列重新檢查，排除故障之后繼續(xù)生產(chǎn)，保證后續(xù)采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。對頻率異常炮進行分析，發(fā)現(xiàn)該單炮與正常單炮相比，頻率偏低，如圖3（c）所示。

圖3 異常數(shù)據(jù)分析Fig.3 Analysis of abnormal data

3 數(shù)據(jù)分析

野外資料采集結(jié)束后，對工區(qū)的單炮資料進行統(tǒng)計分析，本文中數(shù)據(jù)分析通過Python語言實現(xiàn)，對于那些存在環(huán)境噪聲干擾大、異常道、掉排列、能量若或頻率低等的異常單炮，在圖4中用深色點表示，其余正常單炮用淺色表示，異常單炮分布圖中，橫坐標(biāo)表示炮點的點號，縱坐標(biāo)表示炮點的線號，每一個圓點代表該相對坐標(biāo)位置的炮點。

圖4 異常單炮分布圖Fig.4 Distribution of abnormal single shot

統(tǒng)計完異常單炮后，本文對工區(qū)所有炮點的各屬性也進行了統(tǒng)計分析，屬性統(tǒng)計平面圖中（圖5），橫坐標(biāo)同樣表示炮點的點號，縱坐標(biāo)表示炮點的線號，每一個圓點代表該相對坐標(biāo)位置的炮點，該點的顏色代表炮點的屬性值，淺色表示屬性值較小，深色表示屬性值較大。

圖5 屬性平面圖Fig.5 Plane of attribute

4 結(jié) 論

本文測試了采集系統(tǒng)同監(jiān)控主機通過FTP方法的聯(lián)機方式。通過對煤田三維地震勘探項目野外數(shù)據(jù)采集進行了現(xiàn)場實時監(jiān)控。對野外進行實時監(jiān)控，能夠及時的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的各種問題，保證了野外生產(chǎn)資料的品質(zhì)。同時在實時監(jiān)控結(jié)束后，對整束或工區(qū)所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，查看異常炮分布情況及工區(qū)資料的整體質(zhì)量，對數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的提高以及后續(xù)資料的處理解釋提供參考依據(jù)。