代偉明，朱 峰，晉為真，石一青

(中石化地球物理公司華東分公司 江蘇 揚(yáng)州 225007)

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·經(jīng)驗(yàn)交流·

428XL儀器放炮常見(jiàn)錯(cuò)誤的解決辦法

代偉明，朱 峰，晉為真，石一青

(中石化地球物理公司華東分公司 江蘇 揚(yáng)州 225007)

428XL采集系統(tǒng)采用SEG-D格式存儲(chǔ)地震數(shù)據(jù)。探討了野外地震勘探過(guò)程中，通過(guò)數(shù)據(jù)處理解決以下三個(gè)常見(jiàn)錯(cuò)誤：因生產(chǎn)原因?qū)е碌奈募?hào)及放炮時(shí)間錯(cuò)誤；炮點(diǎn)線號(hào)及樁號(hào)錯(cuò)誤；地震道數(shù)據(jù)極性反向。實(shí)踐證明，采用該方法可以保證采集數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，避免重新打井放炮，節(jié)省成本。

428XL采集系統(tǒng)；SEG-D數(shù)據(jù)格式；頭段；文件號(hào)；極性；反向

0 引 言

428XL采集系統(tǒng)是法國(guó)SERCEL公司為了應(yīng)對(duì)地球物理行業(yè)對(duì)更多地震道數(shù)、更高精度數(shù)字檢波器以及觀測(cè)系統(tǒng)更大靈活性的需求而推出的新一代地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[1]。428XL儀器所采集到的地震數(shù)據(jù)主要是按SEG-D格式編排，以地震數(shù)據(jù)文件形式存儲(chǔ)于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器(NAS)中。與傳統(tǒng)的磁帶記錄模式相比，NAS數(shù)據(jù)讀寫速度更快，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)零等待。儀器性能的改進(jìn)，使得每天完成的放炮數(shù)量激增，在作業(yè)中難免會(huì)出現(xiàn)誤操作，按照傳統(tǒng)的流程，這些地震記錄只能作廢，甚至要求重新打井補(bǔ)炮。通過(guò)對(duì)SEG-D格式的分析，筆者發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以解決不少常見(jiàn)問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省成本。

1 SEG-D格式簡(jiǎn)介

SEG-D格式最早是由SEG協(xié)會(huì)在1975年頒布的，該協(xié)會(huì)后來(lái)又分別于1994年和1996年頒布了兩個(gè)更新的SEG-D格式標(biāo)準(zhǔn)(版本1和版本2)[2]。428XL地震儀器支持這兩種版本，但實(shí)際生產(chǎn)中，所有用戶基本都采用版本1。本文主要探討428XL儀器SEG-D 文件版本1數(shù)據(jù)格式。

1.1 SEG-D數(shù)據(jù)文件格式編排

428XL儀器所采用的SEG-D格式版本1的數(shù)據(jù)格式編排示意圖如圖1所示[3]?？梢?jiàn)，單個(gè)數(shù)據(jù)文件包含一個(gè)文件頭段數(shù)據(jù)塊，按順序編排的若干個(gè)獨(dú)立的記錄道數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊之間由數(shù)據(jù)塊間隔(IBG)分隔，直到最后以EOF結(jié)束單個(gè)文件。

圖1 SEG-D數(shù)據(jù)文件格式編排示意圖

1.1.1 文件頭段

SEG-D數(shù)據(jù)文件頭段格式如圖2所示。其中，頭段包含3個(gè)常規(guī)頭段，16個(gè)地震道組，1個(gè)擴(kuò)展頭段和1個(gè)外部頭段。其中，常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#1包含文件號(hào)、施工年份、日期、時(shí)間等；常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#2包含擴(kuò)展文件號(hào)、擴(kuò)展記錄長(zhǎng)度等；常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#3包含擴(kuò)展文件號(hào)、震源測(cè)線號(hào)、震源點(diǎn)號(hào)等；擴(kuò)展頭段包含記錄長(zhǎng)度、采樣率、排列記錄道數(shù)、輔助道數(shù)、地震記錄總道數(shù)、炮號(hào)、作業(yè)線束名等；外部頭段主要用于注釋。

常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#1常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#2常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#3地震道組#1…………地震道組#16擴(kuò)展頭段外部頭段32bvtes32bvtes32bvtes32bvtes32bvtes1024bvtes1024bvtes

圖2 SEG-D數(shù)據(jù)文件頭段格式編排示意圖

1.1.2 記錄道數(shù)據(jù)塊

記錄道數(shù)據(jù)塊格式編排如圖3所示。每一個(gè)按順序編排的獨(dú)立的記錄道數(shù)據(jù)塊均包括道頭、7個(gè)道頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)和記錄道數(shù)據(jù)。其中道頭20字節(jié)，道頭擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊均為32字節(jié)。

圖3 SEG-D數(shù)據(jù)文件記錄道數(shù)據(jù)塊格式編排示意圖

2 放炮中的常見(jiàn)錯(cuò)誤及解決辦法

2.1 放炮順序及文件號(hào)錯(cuò)誤

在實(shí)際生產(chǎn)中，多種原因會(huì)導(dǎo)致文件號(hào)重復(fù)或者顛倒。比如，在井深和能量試驗(yàn)中，施工組下達(dá)的任務(wù)書會(huì)明確要求放炮順序，要求野外在施工時(shí)嚴(yán)格遵守。但是野外環(huán)境多變，有時(shí)候條件不允許，只能臨時(shí)變通，否則生產(chǎn)無(wú)法完成。此時(shí)，就需要人工修改文件號(hào)及放炮時(shí)間，滿足甲方的試驗(yàn)要求。

下面舉例說(shuō)明：將文件號(hào)3194的SEG-D文件修改成文件號(hào)3317，并將生產(chǎn)日期改為2014年1月6日，放炮時(shí)間改為23:36:42，炮序號(hào)改為513。

這里實(shí)際上需要修改三項(xiàng)內(nèi)容：修改日期和時(shí)間；修改文件號(hào)；修改炮序號(hào)(Shot Id)。

1)修改日期和時(shí)間

查閱手冊(cè)[3]可知，生產(chǎn)日期和時(shí)間存儲(chǔ)在文件頭段的常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#1中，如圖2所示。其中第11字節(jié)(BCD格式)表示施工年份的最后兩位數(shù)(0～99)，第12～13字節(jié)(BCD格式)以省略日表示施工的日期(1～366)，第14～16字節(jié)(BCD格式)表示放炮時(shí)間(時(shí)：分：秒)。用UltraEdit超級(jí)編輯器軟件以16進(jìn)制格式打開3194文件，找到第1行，可以看到其值為十六進(jìn)制數(shù)13 23 58 00 04 12，表示為2013年第358天(2013年12月24日)生產(chǎn)的，放炮時(shí)間為00:04:12。直接將其改為14 20 06 23 36 42即可，如圖4所示。

圖4 UltraEdit軟件打開SEG-D數(shù)據(jù)文件示意圖

2)修改文件號(hào)

文件號(hào)的存放位置較多。首先，文件號(hào)存儲(chǔ)在文件頭段的常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#1中的第1～2字節(jié)(BCD格式)，字節(jié)內(nèi)的值是四位數(shù)(0～9 999)，如果文件號(hào)大于9 999，則設(shè)置為FFFF并使用擴(kuò)展文件號(hào)。其次，常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#2和3中的第1～3字節(jié)(bin無(wú)符號(hào)二進(jìn)制格式，下同)也存儲(chǔ)了擴(kuò)展文件號(hào)。其三，每一個(gè)記錄道數(shù)據(jù)塊中的道頭部分的第1～2字節(jié)也用于記錄文件號(hào)(0～9 999)，如果大于9 999，則設(shè)置為FFFF，并使用擴(kuò)展文件號(hào)；第4字節(jié)表示地震道組號(hào)，取值為01，表示為輔助道，取值為02，則表示地震道；第18～20字節(jié)(bin格式)表示擴(kuò)展文件編號(hào)。

本例中，將3 194改為3 317，均小于9 999，故用不到擴(kuò)展文件號(hào)。具體的修改方法如下：

(1)修改常規(guī)頭段數(shù)據(jù)

用UltraEdit軟件打開3 194文件，直接修改第1行(常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#1)1～2字節(jié)，將3 194改為3 317；分別將第3行(常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#2)和第5行(常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#3)的第1～3字節(jié)內(nèi)容由00 0C 7A 改為00 0C F5。注意，C7A對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為3 194，CF5對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為3 317。

(2)修改記錄道數(shù)據(jù)塊

由于每一個(gè)記錄道(含輔助道和地震道)均包含有道頭數(shù)據(jù)，每一個(gè)道頭中均存儲(chǔ)了文件號(hào)，因此需要對(duì)所有記錄道進(jìn)行修改[4]。對(duì)于動(dòng)輒數(shù)千乃至上萬(wàn)道生產(chǎn)的記錄，手工逐道修改費(fèi)時(shí)費(fèi)力?？梢詤⒖家韵虏襟E批量修改。

首先檢查記錄中包含輔助道和地震道的確切數(shù)量。用UltraEdit軟件打開3 194文件，分別查看其中第7行(地震道組#1)和第9行(地震道組#2)的第9～10字節(jié)，如圖4所示，分別為00 03和44 80，表明該炮輔助道有3道，地震道有4 480道。

查閱記錄道數(shù)據(jù)塊的道頭定義可知，第3字節(jié)為01，第4字節(jié)為01或02。其中，第4字節(jié)為01，表示輔助道，02則表示地震道。如果將這兩個(gè)字節(jié)與前面的第1～2字節(jié)連到一起，就可作為一個(gè)特征編碼，便于批量查詢和替換。將光標(biāo)定位到文件頭位置，從菜單選擇“替換”，輸入31940101，點(diǎn)擊“全部替換”，批量替換成“33170101”，替換時(shí)，會(huì)提示總共有3個(gè)項(xiàng)目完成替換。再次將光標(biāo)定位到文件頭位置，從菜單選擇“替換”，輸入“31940102”，批量替換成“33170102”，替換時(shí)，會(huì)提示總共有4 480個(gè)項(xiàng)目完成替換，如圖5所示。表明整個(gè)數(shù)據(jù)文件的4 483道(含輔助道)道頭數(shù)據(jù)修改無(wú)誤。將修改過(guò)的文件換名成“3317.segd”保存，至此，文件號(hào)的修改完畢。

圖5 利用批量替換修改各道頭文件號(hào)示意圖

(3)修改炮序號(hào)

文件頭段數(shù)據(jù)塊的擴(kuò)展頭段中，第37～40字節(jié)，用于存儲(chǔ)炮序號(hào)(Shot Id)。擴(kuò)展頭段之前有3個(gè)常規(guī)頭段，16個(gè)地震道組，總計(jì)19×32=608個(gè)字節(jié)，再加上32個(gè)字節(jié)，為640，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制則為280 h。打開該數(shù)據(jù)文件，找到位于十六進(jìn)制第0280 h行第5字節(jié)，相當(dāng)于擴(kuò)展頭段的第37字節(jié)，讀取到該值為00 00 02 02，轉(zhuǎn)換到十進(jìn)制為514?，F(xiàn)欲改為513，則將該值改為00 00 02 01并存儲(chǔ)。修改過(guò)的該字段數(shù)據(jù)如圖4所示。

必須指出，如果僅僅修改常規(guī)頭段數(shù)據(jù)，該文件在428XL儀器中回放會(huì)顯示文件號(hào)已經(jīng)更改，但如果采用PROMAX現(xiàn)場(chǎng)處理系統(tǒng)進(jìn)行單炮顯示，文件號(hào)仍然為修改前的。因此，文件號(hào)的修改必須徹底。此外，由于本例中文件號(hào)小于9 999，并未用到記錄道數(shù)據(jù)塊中道頭的第18～20字節(jié)，該字節(jié)為擴(kuò)展文件編號(hào)，所以不用修改。如果實(shí)際文件號(hào)大于9 999，則該字節(jié)必須修改。

2.2 炮線號(hào)及炮點(diǎn)號(hào)錯(cuò)誤

在野外施工中，難免偶爾放錯(cuò)炮。以三維束狀生產(chǎn)時(shí)，同一排炮點(diǎn)很容易放錯(cuò)炮。這時(shí)，無(wú)論是炮點(diǎn)錯(cuò)報(bào)樁號(hào)還是儀器誤操作，都必須加以補(bǔ)救。如果是炮點(diǎn)線名錯(cuò)誤、炮點(diǎn)樁號(hào)正確，可在儀器班報(bào)上備注清楚，或者補(bǔ)炮。不管是哪種方法，都是不得已而為之[5]。實(shí)際上，通過(guò)修改數(shù)據(jù)文件相應(yīng)頭段字節(jié)，可以加以彌補(bǔ)。

下面舉例說(shuō)明：將3317文件的炮點(diǎn)號(hào)、炮線號(hào)由2060.5、1804改為2064.5、1802。

查閱手冊(cè)可知，常規(guī)頭段數(shù)據(jù)塊#3中第4～8字節(jié)(bin格式)表示炮線號(hào)；第9～13字節(jié)(bin格式)表示炮點(diǎn)號(hào)。用UltraEdit軟件打開3 317文件，讀取該文件第5行第4～8字節(jié)，其值為00 07 0C，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為1804，將其改為00 07 0A(十進(jìn)制為1802)。如圖4所示。讀取第9～13字節(jié)，其值為00 08 0C 80 00。前三個(gè)字節(jié)為炮點(diǎn)的整數(shù)位，轉(zhuǎn)換到十進(jìn)制為2060，后兩個(gè)字節(jié)為小數(shù)位。將80 00轉(zhuǎn)換到十進(jìn)制的小數(shù)位，正好是0.5。因此將該字段修改為00 08 10 80 00，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)為2 064.5。修改后存盤，通過(guò)儀器主機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)處理機(jī)讀取顯示，數(shù)據(jù)文件正常。

2.3 某道極性反向錯(cuò)誤

物探儀器及相關(guān)技術(shù)發(fā)展的今天，在野外采用428XL儀器放炮已經(jīng)很難見(jiàn)到一次某道極性反向的問(wèn)題。盡管目前的處理技術(shù)可以很方便的將極性反向的地震道反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，但出于對(duì)原始記錄的保護(hù)，在儀器上不允許進(jìn)行修改。因此，一旦遇到野外某道極性反向，施工中又沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往影響到資料評(píng)價(jià)。如圖6所示。

圖6 利用程序?qū)崿F(xiàn)道極性反轉(zhuǎn)

428XL儀器每個(gè)記錄道的數(shù)據(jù)采用32位浮點(diǎn)IEEE多路解編格式，按照每一個(gè)樣本存儲(chǔ)到文件的順序，其中第1位為符號(hào)，第2～9位為指數(shù)，第10～32位為底數(shù)?？梢?jiàn)，每個(gè)數(shù)據(jù)樣本的最高位是該數(shù)據(jù)的符號(hào)位。只要將符號(hào)位數(shù)據(jù)反向，就可實(shí)現(xiàn)該道的極性反轉(zhuǎn)。筆者利用C++編程實(shí)現(xiàn)了該功能[6]。具體的程序不再羅列。經(jīng)過(guò)測(cè)試，反向后的數(shù)據(jù)讀取和顯示正常。

3 結(jié) 語(yǔ)

上述三個(gè)問(wèn)題都是施工過(guò)程中比較常見(jiàn)典型問(wèn)題，如果沒(méi)有切實(shí)可行的辦法解決，只能采取補(bǔ)炮或空炮方式來(lái)彌補(bǔ)。本文通過(guò)對(duì)SEG-D格式的深入研究和對(duì)地震道數(shù)據(jù)的精確定位讀取與修正，并結(jié)合野外生產(chǎn)實(shí)踐，編寫一些實(shí)用的程序探討，可以解決上述常見(jiàn)施工錯(cuò)誤，在一定程度上現(xiàn)場(chǎng)控制野外采集數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省成本。該方法筆者已在野外使用多年，切實(shí)可行，僅供同行參考。

[1] Sercel. 428XL V5.0 installation manual [EB/OL]. ftp://ftp.sercel.com/land /user_manuals/428XL/English/version5.0/ 428XL_v5_Installation_0311428.pdf，2015-02-01.

[2] 晉為真. SEG-D格式磁帶解編簡(jiǎn)介[J]. 物探裝備, 2003, 13(4): 274-277,279.

[3] Sercel. 428XL V5. 0 user’s manual vol. 1 [EB/OL]. ftp://ftp.sercel.com/land /user_manuals/428XL/English/version5.0/ 428XL_v5_User1_0311430.pdf，2015-02-01.

[4] 吳莉莉,劉益成. 408UL的SEGD格式及其用法實(shí)例[J]. 物探裝備,2003,13(2):77-80，142.

[5] 孫華東,劉衛(wèi)平,夏 穎,等. SEG-D文件在野外大規(guī)模排列工作中的應(yīng)用探討[J]. 物探裝備,2013,23(6):390-392，402.

[6] 吳莉莉, 劉益成. 在VC++6. 0下讀取408UL 的SEG-D format 4.0[J]. 石油儀器, 2003,17(2): 37-39.

Solution of the Common Mistakes in the Blasting of the 428XL Instrument

DAI Weiming, ZHU Feng, JIN Weizhen, SHI Yiqing

(SinopecGeophysicalCorporationJiangsuBranch,Yangzhou,Jiangsu225007,China)

The 428XL acquisition system adopts SEG-D format to store seismic data. This article probes into the field in the process of seismic exploration, through data processing to solve the following three common problems: the file number and shooting time error; source point and source line number errors; the seismic trace data polarity error. Practice has proved that this method can ensure the quality of collected data, improve the production efficiency, avoid re-drilling and re-shooting, and saves cost.

428XL instrument; SEG-D data format; file header block; file number; polarity; reverse

代偉明，男，1972年生，高級(jí)工程師，1993年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院電子儀器及測(cè)量技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事地震勘探儀器現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持與管理工作。E-mail: daiwim@qq.com

P631.4

A

2096-0077(2016)05-0080-03

2015-11-25 編輯：韓德林)