基于gsr節(jié)點(diǎn)儀器+dss數(shù)字化系統(tǒng)的地震勘探采集技術(shù)

0高效采集參數(shù)、觀測系統(tǒng)條件的應(yīng)用,進(jìn)行了針對土地國外的沙漠勘探區(qū)已經(jīng)有近10年的歷史了。2013年為滿足甲方勘探的需求,針對該區(qū)地下復(fù)雜地質(zhì)條件和沙漠地表環(huán)境狀況,同時(shí)綜合我們在該地區(qū)多年的采集技術(shù)攻關(guān)的成果,對采集參數(shù)、觀測系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,提高炮檢點(diǎn)的采集密度,降低震源組合臺(tái)數(shù)。為了提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,項(xiàng)目引入GSR節(jié)點(diǎn)儀器和DSS數(shù)字化系統(tǒng)。經(jīng)過本次項(xiàng)目的成功運(yùn)作,形成了GSR節(jié)點(diǎn)儀器+DSS數(shù)字化系統(tǒng)的系列采集技術(shù)。1dss系統(tǒng)介紹本項(xiàng)目采用數(shù)字化地震隊(duì)系統(tǒng)(DSS)實(shí)現(xiàn)高效采集作業(yè)。DSS(DigitalSeismicSystem)數(shù)字地震勘探系統(tǒng)是由DSC(Digital-SeismicCommand)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)和DSG(Digital-SeisGuidence)震源導(dǎo)航系統(tǒng)兩部分組成,DSS系統(tǒng)示意圖如圖1所示。1.1震源作業(yè)任務(wù)分配和監(jiān)控GSR節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)是依靠GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間得到相關(guān)數(shù)據(jù),震源激發(fā)比較獨(dú)立。我們采用428XL儀器來同步兩臺(tái)震源激發(fā),并使用滑動(dòng)掃描施工的方式進(jìn)行作業(yè)生產(chǎn),同時(shí)采用DSC生產(chǎn)指揮系統(tǒng)進(jìn)行震源作業(yè)任務(wù)分配和震源監(jiān)控。使用DSC系統(tǒng)可以在生產(chǎn)中及時(shí)調(diào)整各組震源作業(yè)任務(wù),使震源分布更加合理,在確保采集資料品質(zhì)的同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率。各組震源采用數(shù)字化地震隊(duì)系統(tǒng)(DSG),同時(shí)給震源配備具有OmniStar星基差分技術(shù)的DGPS,實(shí)時(shí)控制組內(nèi)多臺(tái)震源實(shí)時(shí)導(dǎo)航作業(yè)。震源操作手可以通過導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)看到自己與其它震源的位置信息,平板電腦上還同時(shí)顯示出震源距離目標(biāo)點(diǎn)位的距離和本組震源組合中心距離下個(gè)炮點(diǎn)的距離,極大地方便了震源操作手到達(dá)指定位置,降低了震源組合中心的誤差,大幅提高了作業(yè)效率。1.2dsg/ohnistarps/gps信號(hào)分析推土機(jī)和震源安裝的DSG導(dǎo)航系統(tǒng)和高精度OmnistarGPS接收機(jī),是為DSS系統(tǒng)提供高精度炮點(diǎn)成果的基礎(chǔ)。用OmniStar成果替代物探測量RTK放樣激發(fā)點(diǎn)成果。推土機(jī)安裝DSG導(dǎo)航系統(tǒng),清線過程中直接對無法到位的炮點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。室內(nèi)優(yōu)化推土機(jī)航跡,作為震源施工過程中的導(dǎo)航線,減少震源繞路時(shí)間,提高震源施工效率。用GlobalMapper進(jìn)行航跡優(yōu)化;根據(jù)甲方炮點(diǎn)偏移原則進(jìn)行室內(nèi)炮點(diǎn)優(yōu)化;將整理后推土機(jī)航跡和優(yōu)化好的炮點(diǎn)上傳至震源DSG導(dǎo)航系統(tǒng)。每臺(tái)震源安裝一臺(tái)DSG和OmniStarGPS接收機(jī),震源操作手按照DSG內(nèi)的炮點(diǎn)和推土機(jī)航跡進(jìn)行施工作業(yè)。GPS接收機(jī)天線安裝在震源平板的正上方,在震源啟振的同時(shí)獲得震源平板中心對應(yīng)的坐標(biāo)和高程,并記錄在DSG平板電腦內(nèi)。每天下載成果后經(jīng)室內(nèi)質(zhì)控整理,得到并輸出炮點(diǎn)成果。2gsr節(jié)點(diǎn)質(zhì)量控制節(jié)點(diǎn)滑動(dòng)掃描高效采集,不同于常規(guī)采集方法。GSR系統(tǒng)的野外數(shù)據(jù)采集部分由采集站、電池和檢波器串三部分組成。GSR采集站功能齊全,每站可以接收1~4道;裝有24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、高靈敏度內(nèi)置GPS接收器、內(nèi)置測試信號(hào)發(fā)生器、內(nèi)置4GB/8GB存儲(chǔ)卡,具有連續(xù)30天的采集能力和高速數(shù)據(jù)出口。GSR節(jié)點(diǎn)既具備常規(guī)儀器采集站的性能,又具有連續(xù)采集的特點(diǎn),還避免了大線、交叉線傳輸數(shù)據(jù)時(shí)帶來的數(shù)傳問題(數(shù)據(jù)阻塞、斷排列、系統(tǒng)變慢),非常有利于多組震源的高效采集。對于GSR我們采用精細(xì)的管理模式,考慮到施工效率和其本身的采集特點(diǎn),在野外加強(qiáng)監(jiān)控手段,在室內(nèi)提高優(yōu)化質(zhì)控手段,這樣最大化地保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。形成了一套成熟的從野外到室內(nèi)的GSR節(jié)點(diǎn)儀器數(shù)據(jù)采集流程。2.1u3000生產(chǎn)穩(wěn)定后的gsr排列網(wǎng)查線是在野外監(jiān)控中最為關(guān)鍵的質(zhì)控措施,對于發(fā)現(xiàn)非正常工作狀態(tài)的GSR,現(xiàn)場立即更換。(1)2013年高密度三維采取24線采集、每道1串檢波器、2臺(tái)震源一組、4組震源沿檢波線方向采集、炮距25m,生產(chǎn)穩(wěn)定后平均日效3000炮左右,每天收線4~6條共約1500個(gè)GSR。2014年常規(guī)三維采取19線接收、5臺(tái)震源一組、單組垂直檢波線方向采集、炮距25m,日效1200炮左右,每天收線2~3條共約700個(gè)GSR。(2)有專門的收放GSR小組,可保證電瓶在使用前接好待查。為了保證GSR的狀態(tài)正常還專門制定了相關(guān)的排列復(fù)查流程,規(guī)定超過7天的排列需要復(fù)查。在2014年常規(guī)三維采集時(shí),由于日效較低,造成排列較長時(shí)間不能收回,給電瓶供電造成很大壓力,我們將排列復(fù)查時(shí)間減少到每兩天進(jìn)行一次。2.2gsr數(shù)據(jù)下載針對GSR的采集數(shù)據(jù)的特點(diǎn),我們采取精細(xì)的GSR收放管理模式,確保采集數(shù)據(jù)的正確,形成了一套規(guī)范的作業(yè)程序和質(zhì)控流程。(1)儀器人員確認(rèn)一條排列的GSR完成任務(wù)采集后,將GSR和小線收回到營地,同時(shí)清點(diǎn)數(shù)目,核對站號(hào)。(2)將GSR擺放置下載架上,利用GSR廠家為該節(jié)點(diǎn)配備的GeoReaper軟件設(shè)置采集參數(shù),并從GSR內(nèi)部下載數(shù)據(jù)到儀器的盤陣上。下載完成后對GSR進(jìn)行測試,確認(rèn)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)正常,以便投入到新一輪的采集生產(chǎn)中。(3)原始下載的Raw格式數(shù)據(jù)通過自身軟件匹配輸出格式為原始連續(xù)道集記錄。生成的記錄是從該GSR上線采集到被收回的這段工作時(shí)間的記錄。例如一個(gè)GSR在線時(shí)間為6天,則生成6個(gè)1440道乘以60s的SGD數(shù)據(jù)。生成數(shù)據(jù)將一天的連續(xù)記錄劃分成以60s一道的連續(xù)記錄。2.3ps文件和dms文件分析室內(nèi)質(zhì)控主要是利用自主研發(fā)的Vibnode軟件對下載數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的GPS文件和RMS文件進(jìn)行分析,對節(jié)點(diǎn)的位置、電瓶電量以及所處的環(huán)境噪音進(jìn)行很好的監(jiān)控和管理。可以對野外放線質(zhì)量和GPS質(zhì)量進(jìn)行檢查,能夠快速發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn),以便通知野外班組及時(shí)更換GSR或者電瓶。2.4gsr節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)控由于GSR節(jié)點(diǎn)是從電瓶連接后開始記錄檢波器接收到的一切振動(dòng)信息,無論震源是否在施工。本項(xiàng)目每天從野外返回1500個(gè)GSR,數(shù)據(jù)量在2TB左右,每天海量數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理速度提出了很大的挑戰(zhàn)。我們配備了充足的現(xiàn)場處理設(shè)備和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間,并在下載單元與處理單元之間采用傳輸率為100Mb/s的光纖進(jìn)行連接,確保數(shù)據(jù)處理及質(zhì)控的時(shí)效性。GSR節(jié)點(diǎn)儀器采集產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與以往常規(guī)儀器放炮產(chǎn)生的炮集數(shù)據(jù)不同,首先該數(shù)據(jù)是連續(xù)的未相關(guān)數(shù)據(jù),然后還是共檢波點(diǎn)道集數(shù)據(jù),并且沒有匹配的SPS關(guān)系文件。為了得到每個(gè)震次的相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別共檢波點(diǎn)道集數(shù)據(jù),需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控,對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行定觀。我們開發(fā)完善了SeisPro軟件和GeoEast處理軟件的模塊功能,形成了自有的軟件技術(shù)。SeisPro軟件界面如圖2所示。SeisPro軟件可以完成數(shù)據(jù)的坐標(biāo)匹配、數(shù)據(jù)切分、道頭替換、數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)質(zhì)控、相關(guān)處理等功能。把GSR產(chǎn)生的連續(xù)道集數(shù)據(jù)輸出為相關(guān)后的共檢波點(diǎn)道集或炮集的數(shù)據(jù)。GSR節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)是以共檢波點(diǎn)道集數(shù)據(jù)上交的。項(xiàng)目采用GeoEast處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的現(xiàn)場質(zhì)控,這是首次使用GeoEast對共檢波點(diǎn)道集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并且是在沒有與之對應(yīng)的SPS文件的情況下進(jìn)行的,處理流程如下:(1)首先使用SeisPro軟件在數(shù)據(jù)切分過程中將炮檢點(diǎn)樁號(hào)、坐標(biāo)及高程信息寫入SEG-D數(shù)據(jù)道頭里。(2)然后使用GeoEast軟件新開發(fā)的GeoMetry2DB模塊,從切分?jǐn)?shù)據(jù)文件中提取出炮點(diǎn)、接收點(diǎn)的各類屬性(道頭字),并計(jì)算出網(wǎng)格定義信息,然后記錄到數(shù)據(jù)庫中。3剖面成像質(zhì)量顯著提高項(xiàng)目共281536炮,項(xiàng)目采集歷時(shí)100天,平均日效2816炮,最高日效3992炮,每天14.02kmGSR節(jié)點(diǎn)+DSS高效采集項(xiàng)目剖面成像質(zhì)量較以往剖面有了較大幅度的提高。就二維與三維對比來說,三維的構(gòu)造和斷層位置更加準(zhǔn)確可信。二維與三維剖面對比圖如圖3所示。4gsr節(jié)點(diǎn)施工趨勢通過GSR無線節(jié)點(diǎn)采集設(shè)備在本項(xiàng)目的應(yīng)用,我們獲得以下認(rèn)識(shí):(1)GSR節(jié)點(diǎn)儀器的投入使得地面采集設(shè)備大幅減少,野外施工人員和運(yùn)載車輛也相應(yīng)減少;在特殊地表,減少了傳統(tǒng)有線跨越公路、溝渠、河流等困難,對于大道數(shù)高效采集和特殊地形施工來說,節(jié)點(diǎn)施工將會(huì)成為一種趨勢。(2)室內(nèi)處理時(shí),由于GSR接收的是連續(xù)數(shù)據(jù),包括了更多炮的信息,可以根據(jù)需要來抽取不同的觀測系統(tǒng)進(jìn)行處理分析。(3)GSR節(jié)點(diǎn)儀器采集數(shù)據(jù)不受大線傳輸速度的影響,在排列足夠大的情況下可以實(shí)現(xiàn)超大道數(shù)全三維采集,生產(chǎn)效率可以得到更大的提高。(4)數(shù)字化地