沈月芳 尤桃如 趙長寶 劉學勤

［摘要］文章敘述428XL數(shù)字地震儀在超多道高精度三維地震勘探中與408XL巧妙混用，既快又好地解決了地震數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲記錄問題；打破常規(guī)采用橫向施工方法提高野外施工效率；磁盤巧妙分區(qū)解決3490磁帶機記錄速度慢的問題；增加客戶端解決施工中查線速度慢的問題；想方設(shè)法巧妙解決428XL儀器與VSP測井儀器精確同步的問題。

［關(guān)鍵詞］428XL ； 超多道 ； 高精度 ； 三維地震勘探；應(yīng)用

［作者簡介］沈月芳，中國石化華東石油局第六物探大隊工程師，研究方向：石油物探方法技術(shù)研究與應(yīng)用，江蘇南京，210009；尤桃如，華東石油局第六物探大隊高級工程師，江蘇南京，210009；趙長寶，華東石油局第六物探大隊工程師，江蘇南京，210009；劉學勤，華東石油局第六物探大隊工程師，江蘇南京，210009

［中圖分類號］ TP27 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-7723（2012）05-0037-0004

一、概述

某超多道高精度三維地震勘探項目，地處老油區(qū)，工區(qū)內(nèi)油管、氣管縱橫交錯。在150多平方公里的范圍內(nèi)，村莊一百多個，魚塘幾十個。項目的特點是超多道、高精度、高密度，線多、點多、炮數(shù)多。工區(qū)內(nèi)共布設(shè)有28束線，48條測線為一束，總接收線數(shù)264條，每條測線的接收道數(shù)457道，線間距50m，道間距50m，束線間的滾動距400m。每一炮的接收道數(shù)為108道×48條測線=5184道。炮線距90m，炮點距80m，總炮數(shù)28000多炮，滿覆蓋疊加面積150多平方公里。如此多的線數(shù)、道數(shù)、炮數(shù)，以及檢波器點的密度、炮點的密度，這在勘探史上是第一次，在三維地震勘探中也是起步階段。超多道高精度三維地震勘探也是地質(zhì)市場下一步的重點發(fā)展方向，所以這個項目意義重大，為后續(xù)的項目開個好頭，同時提供了經(jīng)驗。根據(jù)該工區(qū)的具體情況，必須打破常規(guī)，采用新設(shè)備、新方法、新技術(shù)來解決超多道三維地震勘探的問題。

二、混用428XL與408XL，解決地震數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲記錄問題

所謂428XL與408XL的混用，是指兩個層面上的混用。一個層面是指采集站、電源站的混用。該層面的混用要做兩個方面的工作：一是要把408XL電源站的軟件版本升級至428XL軟件版本；二是在施工中布置測線的時候，盡量做到把428XL的采集站、電源站相對集中在一起，把408XL的采集站、電源站也相對集中在一起。第二個層面也是最為重要的是指交叉站的混用。除了必須將408XL交叉站的軟件版本升級到428XL軟件版本外，在具體使用中也很有講究：因為同樣的設(shè)備配置，若組合得好野外施工效率就高，組合得不好野外施工效率就低，差別甚大。

由于記錄因素為：采樣間隔1毫秒，記錄長度7秒，每記錄一炮的地震數(shù)據(jù)則為5184道×7000毫秒=36288000個樣點。每個樣點又由24個位即3個字節(jié)組成，因此每記錄一炮的地震數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)就多達108864000字節(jié)數(shù)，近似為110MB。而如此多的數(shù)據(jù)又要在極短的時間內(nèi)完成采集、傳輸與存儲記錄，就得采用新設(shè)備、新方法、新技術(shù)。完成這一任務(wù)的新設(shè)備是428XL儀器。但由于目前428XL采集站只有3000道，只占投入總道數(shù)的30%，遠遠不夠，而其余的70%是配備的408XL采集站，總道數(shù)將近一萬道。而最為難的是，由于每束線有48條測線，每條測線就得用一個交叉站，因此就必須有48個428XL交叉站。然而現(xiàn)有的428XL交叉站只有15個，無法滿足野外生產(chǎn)排列之需要。交叉站數(shù)量嚴重不足，通常的做法就是做蛇形排列。由于48條測線只有15個428XL交叉站，還需要留一個做備用，一般情況下只能使用14個，這樣算下來就要做14個蛇形排列，每個交叉站就要將四條測線做成蛇形排列。由于每條測線除正式道外，還要有足夠量的備用道，這樣每個蛇形排列就達600道以上。在道數(shù)少時還可以，但在道數(shù)多的情況下做蛇形排列費時、費事，影響數(shù)據(jù)傳輸速度，影響野外生產(chǎn)效率,并且最為棘手的是蛇形排列是一個串連排列，只要某一處一斷，就查不了線，更放不了炮，造成全線癱瘓，顯然此法并非上策。

面對這種情況，開發(fā)研究出了采用428XL交叉站和408XL交叉站混合使用的方法，即采用二級站傳輸?shù)霓k法來解決這一難題。由于428XL交叉站的傳輸速度快且高達100MB，而408XL交叉站傳輸速度僅為16MB，因此將428XL交叉站用在主干線上，而把408XL交叉站用在支干線上。打個比方說，大宗貨物就走高速公路，小宗貨物就走普通公路，這種創(chuàng)新的使用方法，既滿足了地震數(shù)據(jù)傳輸速度上的要求，又避免了做蛇形排列帶來的低效率。實踐證明，其結(jié)果又快又好(見圖1)。

三、打破常規(guī)，采用橫向施工方法來提高野外施工效率

所謂縱向施工方法，就是施工沿測線方向滾動，這是一般情況下通常采用的施工方案。但就該工區(qū)的具體情況而言，既不經(jīng)濟又不高效，因為要多次重復鋪的道數(shù)多，施工效率低。分析如下：縱向施工方法能徹底搬掉的道數(shù)僅為8條測線中的60道，共480道，480道/5184道=0.1，即徹底搬掉的只占10%，而需要多次重復鋪的則有（5184道-480道）/5184道=0.9，即有90%的要多次重復鋪。不僅如此，縱向施工的搬家距離為50m×（108道-1道）=5350m，施工中由于還要多鋪適量備用道，因此實際距離還要長于此數(shù)。由此看來，縱向施工搬家距離長，并且48條測線全搬，需要多次重復鋪的道數(shù)多，工作量大，效率低。

橫向施工方法則按線束來滾動，工作方法決定了束線間的滾動距離為400m，即8條測線。橫向施工的搬家距離為50m（48道-1道）=2350m，搬家距離還不到縱向施工的一半。不僅如此，只需搬8條測線即可，（108道×8條線）/5184道=0.17。即有17%的徹底搬掉，而不搬的可多次重復利用的則有40條測線，108道×40測線=4320道，4320道/5184道=0.83，即有83%的道數(shù)不搬，可多次重復利用。由此可見，縱向施工需要多次重復鋪的道數(shù)多，約90%，而橫向施工需要重復鋪的道數(shù)少，而可多次重復利用的道數(shù)多，達到83%。因此，橫向施工要比縱向施工合算得多，可大大提高野外生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

四、巧妙分區(qū)，解決3490磁帶機記錄速度慢的問題

如前所說，由于記錄的道數(shù)多，每記錄一炮的地震道數(shù)據(jù)就達108864000字節(jié)數(shù)，近似為110MB，再加上其他輔助信息，因此每記錄一炮的數(shù)據(jù)就多達120MB，一盤3490磁帶只能記6炮，不僅更換磁帶頻繁，更要緊的是3490磁帶機記錄速度慢，記錄一炮要一分多鐘，嚴重制約了野外放炮速度。解決的辦法是，先將數(shù)據(jù)存放在工作站的硬盤中，但這樣做隨之所帶來的問題是：連續(xù)2束線一起放，也就是說放完第一束線后緊接著就要放第二束線，中間并無等待的間隙時間，由于第一束線和第二束線的文件號相同，這就存在著相鄰二束線文件號的重號問題。而工作站硬盤管理是不允許兩個性質(zhì)完全相同的文件號出現(xiàn)在同一個區(qū)域中的，因此只能等前一束線的文件記錄從硬盤輸出到磁帶記錄完畢后再放下一束線，這無形之中又增加了在工地上的等待時間，顯然此法并未徹底解決問題，并非最佳方案。于是又另想辦法，在工作站的硬盤中開出2個專門的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，SWATH1和SWATH2。將第一束線的文件數(shù)據(jù)暫存在SWATH1中，將第二束線的文件數(shù)據(jù)暫存在SWATH2中，這樣一來，前一束線的文件數(shù)據(jù)雖然和后一束的文件數(shù)據(jù)文件號相同，但由于分別放在2個不同的區(qū)域中，就不會混淆了，可二束線一起放，也不會因此而等待了。在第二束線放炮完畢后就要等技工班搬家，在此間隙時間中正好將硬盤中的文件數(shù)據(jù)分別按束線號輸出，記錄到磁帶上。由于減少了二束線之間等待輸出記帶的時間，故大大提高了野外的施工效率。當然最終的解決辦法還是采用記錄速度更快的3592磁帶機。實踐證明，3592磁帶機性能更加優(yōu)越，在記錄相同數(shù)據(jù)的前提下尤其是在數(shù)據(jù)量大的情況下幾乎沒有等待時間，絲毫不耽誤下一炮放炮，并且在記錄數(shù)據(jù)量相同的情況下，3592磁帶的費用遠比3490低。

五、增加客戶端解決工地上查線速度慢的問題

工地上正式接收的排列是48條側(cè)線，每條測線是108道，則為5184道。而施工中還必須鋪有足夠量的備用道，實際施工鋪56條測線，每條測線164道，將近9000道。這么多的測線，這么多的道數(shù)，一個人查線排除故障就很慢，增加了查線時間，降低了施工效率。為解決此問題，通過努力又設(shè)法增加了一個客戶端，由一人查線變?yōu)閮扇送瑫r查線，提高了查線速度一倍，減少了一半的查線等待時間，也就提高了野外生產(chǎn)速度和施工效率。另外，此客戶端的另一個作用是再備份一份數(shù)據(jù)，存放在專門的數(shù)據(jù)存儲器中，假如因某種偶然因素，記錄在磁帶上的文件數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題時，再將客戶端的備份數(shù)據(jù)倒回到工作站的硬盤中，再重新輸出記錄到磁帶上，以確保所采集的地震數(shù)據(jù)安全可靠，萬無一失。

六、想方設(shè)法解決428XL儀器與VSP測井儀器精確同步的問題

根據(jù)部署，本工區(qū)在做超多道高精度三維地震勘探的同時還要做三維VSP測井。以往在做類似的工作時是各做各的，地震數(shù)據(jù)采集歸地震數(shù)據(jù)采集，VSP測井歸VSP測井，工作性質(zhì)單一，互不牽扯，但不經(jīng)濟，地震放炮和VSP測井放炮要重復放炮，增加了一倍的野外工作量，以本工區(qū)為例，就將近8000炮。本次設(shè)計開創(chuàng)性地采用了更為經(jīng)濟的辦法，即地震放炮和VSP測井放炮同時進行，共用炮點震源，也就是說利用地震放炮的同時VSP也做井中接收，優(yōu)點是經(jīng)濟，避免了重復放炮，但隨之帶來的一個難題是如何確保428儀器與VSP測井儀器精確同步接收(見圖2)。

428XL儀器與VSP測井儀器同步接收在單位還是頭一回，外單位也不多見。必須解決兩個方面的難題：其一是滿足雙方能夠同步接收，其二是同步精度必須符合相關(guān)技術(shù)標準。根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備情況，經(jīng)過再三斟酌反復推敲，決定對震源同步器加以適當?shù)募夹g(shù)改造，以滿足428XL儀器與VSP測井儀器能夠同步接收，并且使其同步精度符合相關(guān)技術(shù)標準。在具體實施時，必須同時解決3個技術(shù)難題：一是解決震源同步器與428XL儀器的同步問題；二是解決震源同步器與VSP測井儀器的同步問題，并且要使雙方使用方便、操作簡單、不易出錯；三是同步精度必須符合相關(guān)技術(shù)標準。

時序控制如圖3所示。

同步精度實測時差如表1所示。

從實測情況看，428XL儀器與VSP測井儀器同步時差極小，同步精度極高，完全符合《中華人民共和國石油天然氣SY/T5314-2004行業(yè)標準》，并且操作簡單、使用方便、不易出錯。無論是428XL儀器還是VSP測井儀器，雙方只要各打開一個開關(guān)、發(fā)一條指令即可。實踐證明，經(jīng)過8千炮同步接收野外施工，效果極佳，獲得了甲方、VSP測井施工方等諸多方面專家的一致好評。

七、結(jié)語

428XL儀器在超多道高精度三維地震勘探中首次投入使用，遇到了多個以前從未遇到過的技術(shù)難題，經(jīng)過探索與創(chuàng)新，圓滿地完成了超多道三維地震勘探項目，也為以后進一步用好、用活428XL儀器摸索了一些經(jīng)驗，打下了一些良好的基礎(chǔ)，但只是個剛剛起步的階段。今后要更加注重充分發(fā)揮428XL儀器的潛力，進一步用好、用活428XL儀器，使其發(fā)揮出更加重要的作用。