GPS新技術在石油地震勘探測量中的應用

張廷柏

石油是支撐世界經濟發展必不可少的資源,是各國的“工業血液”,它為世界經濟的發展提供了有力的資源支持。隨著我國經濟的高速發展,對于能源的需求也不斷增加。石油作為重要的能源,其勘探與開發對于我國的經濟影響深遠。石油勘探技術的不斷發展,為我國的石油勘探提供良好的技術支持,文章就GPS新技術在石油地震勘探測量中的應用做了簡要論述。

1傳統石油勘探測量存在的問題

1.1 施工方法和設備性能的缺陷

(1)在地形復雜的山區、林地等地區作業時,采用全站儀逐點布設,放樣精度低、效率低,受氣候影響大,成本高。(2)必須建立大量基準站。(3)現有的設備、技術達不到遠海海域石油工程作業的要求。

1.2 技術瓶頸

(1)RTK電臺數據鏈傳輸距離太短。(2)衛星軌道自身存在較大的誤差。(3)RTK系統數據處理的解算方式不可靠。

2GPS技術的特點

隨著經濟社會的不斷發展和科技技術的進步,石油供求矛盾日益突出。近年來,GPS系統在陸地石油地震勘探測量和海洋石油地震勘探測量中被廣泛應用。這主要依賴于GPS系統能夠在各個領域內向用戶提供實時、全天候和全球性的導航服務,通過GPS衛星發送的導航定位信號能夠進行靜態定位、動態定位、速度測量等,促進了陸地石油地震勘探測量和海洋石油地震勘探測量的順利實施。

3GPS測量技術最基本的定位模式

3.1 靜態定位

在石油地震勘探野外生產中,主要用靜態定位的方法來建立工區內的GPS控制網和用GPS快速靜態定位的方法來建立相應的檢查點或者加密、延伸控制點等。

3.2 動態定位

就是在運動載體上安設GPS信號接收機,實時地測得GPS信號接收天線的所在位置。在石油地震勘探測量野外生產中,主要用RTK/RTD技術實時測定流動站GPS信號接收天線的位置,從而把已經設計好的接收點和激發點準確的放樣在野外實地上。主要有GPS RTK技術-即實時動態載波相位差分技術和GPS RTD技術-實時動態偽距差分技術。

4GPS新技術種類

4.1 精密相對定位技術

數據處理的方法是常將精密星歷及IGS站點聯測作為起算數據。IGS免費發布其站點的觀測值數據和精密星歷,并采用ITRF作為精密星歷計算和GPS數據分析的坐標框架基準。通常情況下可使用高精度數據軟件對IGS跟蹤站及所建網點的數據進行基線處理,并且空間衛星應采用精密星歷來進行定軌。

4.2 精密單點定位技術

采用精密單點定位時,首先要根據分布在全球的若干基準站的數據進行精密衛星軌道參數和衛星鐘差的計算,再根據計算結果對單臺接收機采集的非差相位數據進行處理,最終確定測站的精確坐標。

4.3 廣域差分技術

它是在一個廣大的地域范圍內,設立若干GPS跟蹤站構成差分GPS基準網,對GPS觀測量的誤差源進行區分,并將每種誤差源都模型化。再由無線電通信數據鏈將計算出的誤差源數值傳送給用戶,從而可更正用戶GPS觀測量,削弱誤差源,使定位精度得到改善。

4.4 網絡RTK技術

它是利用網絡將計算機中心與基準站相連接,聯合若干基準站數據解算或消除對流層、電離層等影響,從而達到RTK定位精度和可靠性的提高。通過對內部結構的改造,如GPS天線、處理器等,及通訊手段的完善,使得電臺傳輸有限范圍小的限制得到了突破。

4.5 信標差分技術

它是利用已有的海上無線電信標臺,加一個副載波調制在發射信號中,以發射GPS差分修正信號,該技術的定位導航可達到米級精度。

5GPS技術在石油地震勘探中其它領域的使用

5.1 GPS RTK技術進行水深測量

RTK技術在陸地測量和放樣、海洋測量和海洋工程中的應用比較廣泛。在GPS RTK技術出現后,水上測量也可以采用GPS RTK技術和測深儀相結合的工作方式,使得海上無驗潮方式測量工作模式成為可能。目前在海上石油勘探和過渡帶石油勘探等項目中,用GPS RTK技術進行水深測量已經被廣泛使用。

5.2 GPS技術用于車輛監控

社會的不斷進步發展,世界石油勘探市場競爭的日趨激烈,安全管理成為石油勘探必須關注的重大課題。而車輛監控便成了各個公司安全管理的首要問題,近年來基于GPS技術的車輛監控技術VTS在石油勘探中已經被使用并不斷被推廣使用。

6GPS設備在石油物探定位測量中質量控制的要點

(1)注意點位的選定,要按規范要求選在視野開闊,沒有成片障礙物,有電輻射源以及大范圍水面的地方。

(2)野外觀測期間的質量監控,要檢查整個觀測過程是否符合規范要求,尤其是觀測時間是否足夠(達到規范規定時間)。

(3)基線處理結果的檢校和精化技術,定基線處理結果是否合格有兩種方法:一是單條基線的自評;一是非同步圖形坐標閉合差檢查在確認某條基線自動處理結果不合格后,應進行精化處理。

7結語

綜上所述,隨著經濟的不斷發展和科學技術的進步,GPS技術在石油勘探的應用越來越廣泛,在安全管理方面也有著廣闊的發展前景,并且隨著世界石油勘探方向的轉移,GPS技術將在海洋石油勘探中也將發揮其更為重要的作用。

參考文獻

[1] 丁翔宇.實時動態GPS測量技術在石油物探三維地震勘探測量中的應用[J].測繪技術裝備,2003(4).

[2] 關忠義.GPS技術在石油地震勘探中的應用[J].科技創新導報,2009(24).

[3] 徐紹銓,張華海,楊志強.GPS原理及應用[M].武漢:武漢大學出版社,2008.

[4] 喬仰文,趙長勝．GPS衛星定位原理及其在測繪中的應用[M].北京:教育科學出版社,2009．

[5] 李玲.淺談GPS、RTK測量技術的應用[J].西部探礦工程,2010,1:159～160.

[6] 黃丁發,龔濤.動態GPS及其在陸地和飛行器定位中的應用[J].鐵道勘察,1991(4).

[7] 趙百學.GPS測量技術在勘界測繪中的應用[J].測繪與空間地理信息,1994(Z2).

[8] 朱達成.GPS快速靜態定位作業方式的選擇及應用[J].四川測繪,1995(3).