Sercel 508XT采集系統在物探領域中的應用

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(1.中國石油東方地球物理公司 河北 涿州 072750；2.河北賽舍爾俊峰物探裝備有限公司 河北 涿州 072750)

Sercel 508XT采集系統在物探領域中的應用

張貝貝1，齊永飛1，鄂殿梁1，張建軍1，陳新陽1，劉鵬飛1，康藝2

(1.中國石油東方地球物理公司 河北 涿州 072750；2.河北賽舍爾俊峰物探裝備有限公司 河北 涿州 072750)

隨著油氣田的開采和勘探難度的加大，為了能獲得更深和更為復雜的儲層，地震勘探技術已逐漸向著高密度、大道數發展，地震采集道數需要由原來的幾千道擴展到幾萬道，甚至幾十萬道，延長了采集周期并加劇了采集成本的上升。508XT是Sercel最新設計的新一代高級陸地地震數據采集系統，旨在提高生產率、操作靈活性與數據品質，理論上能夠實時記錄百萬道地震信號，并將地震成像的分辨率提高到更高的水平。

508XT系統；地震儀器；高效采集；冗余技術

0 引 言

隨著地震勘探領域逐漸向人口密集的城區、人口稀少的叢林和復雜山地轉移，各種障礙物如居民小區、工廠設施、河流、山澗等地形障礙造成的常規地震采集問題：電臺通訊不暢、排列中斷、數據傳輸困難和質量控制困難等，嚴重影響著地震數據的質量和作業效率。2013年Sercel公司發布了508XT地震采集系統，根據設計理念，這套系統將克服現有系統的限制，最大化提高采集效率，同時能夠保證數據的完整性。2015年508XT系統首次在某石油公司所部署的大道數可控震源高效采集項目得以應用，這也是目前石油物探行業商業化使用該系統為數不多的典型項目，本文將以S項目為背景，講述508XT系統在實際生產中應用的優勢和不足，同時也根據該系統的設計理念，展望系統未來進一步優化和完善后的表現前景。

1 項目介紹

S項目位于沙漠腹地，主要地貌為小沙丘，地表晝夜溫差在70℃之間，影響施工障礙較少，以碎石路和少數當地牧民帳篷為主，如圖1所示和表1。項目使用的采集系統是Sercel 508XT，地面電子接收設備是集數器CX-508、采集站FDU-508和檢波器SG-10，激發設備是大噸位可控震源。項目采用超大道數WAS-1寬方位 (Wide Azimuth Swath)和DS4(Distance Separated Slip-Sweep) 采集技術，2臺震源組合激發。項目在物探業界首次使用新一代508XT儀器系統，與以往成熟的采集系統相比，508XT系統的采集理念和模式都有了重大革新，對野外超級排列管理和室內質量控制來說，都是全新的挑戰。

圖1 現場施工模型及施工參數

表1 施工參數

2 508XT系統的設計理念及設備功能

2.1 508XT系統的設計理念

508XT系統是基于X-Tech新一代交叉技術架構為基礎，利用有線和無線系統的成熟技術，將其結合在一起，并增加新的技術，包括分布式存儲和新的通訊協議，該系統可以適應所有地形、氣候和環境，其采集的靈活性與操作的可靠性提高到新的水平[1]。508XT系統結構設計靈活，可以連接多種類型采集設備，可管理多達百萬道采集站并能保證地震數據的完整性，避免以往的采集腳印，其實時質控與自主采集功能和野外采集設備功耗低等特點，為野外地震數據安全采集提供了有力保障，如圖2所示。508XT系統具有快速數據交付、本地數據儲存和多任務操作等特點，如果在野外采集設備數量充足的條件下，根據其最初設計構架，會將野外采集額外耗費時間降為零，508XT系統的成功應用必將給石油物探的生產效率和數據資料品質帶入新的跨越。

2.2 508XT系統設備及功能

圖2 508XT采集模式與設備配置

508XT系統通過網絡技術分別把野外采集單元、儀器控制單元及處理單元和客戶端輸出單元有序的連接在一起。在數據控制單元中的SCI-508(SYS-TEM CONTROL INTERFACE)是安裝在儀器車內部，與交換器相連，同時也是野外排列和508XT系統控制器的一個連接接口，它管理著CX-508(CONCENTRATER)網絡，有輔助道記錄功能，因為地震數據不通過SCI-508，所以，無論配置大小，野外采集系統只需要一個SCI-508，這就是她能帶動百萬道采集設備的基礎[2]。根據項目規模大小，項目可以對儀器控制單元中的系統配置進行最優化選擇，從而能夠達到最大化節約設備資源，降低生產成本的目的。508XT系統采用計算機網格化設計，為每個集數器CX-508都配置一個IP地址，該集數器相當于地震采集網絡中的一個節點，具有排列管理和交叉線管理功能，有很強的自適應網絡技術特征，通過專用光纜最終連接到儀器控制單元，從而實現508XT系統對野外地面采集設備的控制[3]。FDU-508具有循環緩沖內存功能，其內置芯片可以快速排列部署和數據存儲管理特點為野外數據安全性提供了保障，如圖3所示。

3 508XT系統的項目應用

3.1 系統硬件表現

施工項目采用24 h作業模式，系統管理采集道數達20 000道以上，項目根據實際需求對采集數據控制單元中的接收與處理部分進行了合理配置，節約了成本；集數器CX-508的冗余技術是一大亮點:第一，它具有供電完全冗余，只要在一定數量的排列之間連接有集數器CX-508，就可同時向連接兩端的每個FDU-508供電(根據道距測算，CX-508的最大帶道能力可達80道)；第二，它具有同步排列冗余技術，可以對野外采集電子設備有測試、喚醒、采集等功能，同時承擔著地震數據同步起跳、采集和回收任務，如果一個或多個集數器在特定條件下無法接收GPS信號，排列仍可保持同步；第三，它具有數傳冗余技術，因為集數器CX-508內置有循環內存，當出現電纜斷裂等無法通過光纜傳輸數據時，理論上排列數據可存儲長達數天，當相鄰集數器發生故障時，也可實現對采集數據進行起跳同步和數據備份功能，與428XT系統下數據傳輸方式不同的是，508XT系統管理的地震數據可以實現交叉線數據繞傳和傳輸，在二級交叉線熱連接條件下，可以實現額外數據傳輸冗余，增加了數據回收的通道，避免以往數據丟失的現象[4]。FDU-508內置有芯片，可以快速排列部署與庫存管理，正常生產條件下，地震數據首先會存儲到FDU-508中，該設備有長達5 s的記憶內存，數據經過模數信號轉換后傳輸到集數器CX-508中，為保證數據的正確性和完整性，集數器CX-508在收到FDU-508的數據后反饋一個確認信號，如果FDU-508沒有收到該確認信號，就會重新傳送直到收到確認信號為止，如圖4所示。

圖3 集數器CX-508和FDU-508

圖4 CX-508冗余技術

3.2 系統軟件表現

基于新的X-TECH智能網絡，508XT具有多任務功能，即系統能夠在采集生產的同時進行野外排列檢查和測試，從而最小化等待時間，節約生產時間，進而提高生產效率，如圖5所示，在不影響正常生產的情況下，可以為震源做有線一致性測試，節約了生產時間。508XT儀器室內的質量控制軟件比較齊全，因為有自帶VE464接口，可完全實現數據QC功能，保證了野外數據的完整性。與以往其他儀器相比，508XT系統有新的自適應界面，可實現單窗口多任務功能，減輕了儀器操作員的視覺疲勞[5]。

圖5 多任務采集模式與現場指控

3.3 508XT系統不足

由于是首次商業化使用508XT系統，自項目啟動開始，該系統一直處于不穩定狀態，在之后的一系列系統補丁的改善下，系統運行逐步得到完善，生產效率也趨于穩定，主要問題有：第一，由于系統不是太穩定，因為采集排列一直處于滾動狀態，當接入新排列后，客戶機容易與服務器連接斷開，只能通過重啟服務器才能解決連接問題，另外，長時間使用也會出現死機或者運行緩慢現象，只能通過重新啟動系統解決，影響生產效率；第二，本地數據儲存功能還沒有完全實現，數據不能按照設計目標那樣可以對采集數據進行長時間儲存，當遇到采集測線掛斷等影響時，目前系統版本下最多可以存儲20多炮的數據量，如果不能及時修復或更換大線，只能停止生產，因此它的自主采集功能也無法實現；第三，當遇到刮風等外在條件時，由于采集設備會產生靜電，使得FDU-508會自動變成測試模式，采集無法進行，影響生產。此外，在數據傳輸等方面偶爾也會遇到問題，對生產造成了一定的影響。(在這里需要說明的是，因為甲方合同要求，采集排列做做日檢必須要求所有排列都參與測試，不能利用508XT系統的多任務功能，產生停工時間)本文統計了S項目開工以后部分生產數據，如圖6所示。

圖6 生產停工時間統計及分布

4 結 論

盡管508XT系統目前還有一些有待完善的部分，但其超大記錄能力和采集模式特點已經是目前行業內所獨有的，新技術可以在提高地震采集施工效率和采集質量的同時并且能夠為后續的處理提供高信噪比、高分辨率、高保真度數據，同時，它也可在實現寬頻、高密度、寬方位采集中發揮關鍵作用，能夠用于優化油田開發方案，提高采收率。隨著系統的不斷完善，508XT系統將來的靈活性必將完全實現無障礙、零耗時三維地震采集，相信她將成為推動物探行業革命性進展的助推器。

[1] Sercel 公司.508XT宣傳資料.2016.

[2] Sercel 公司.508XT 用戶手冊.

[3] 王文良.428XL系統的軟件功能和地震區域網絡系統[J].物探裝備，2008.18(5):289-295.

[4] 楊繼春.508XT地震數據采集系統簡介[J].物探裝備，2015，25(1):66-69.

[5] Sercel 公司.428XL 用戶手冊.

ApplicationofSercel508XTSysteminSeismicExploration

ZHANGBeibei1,QIYongfei1,EDianliang1,ZHANGJianjun1,CHENXinyang1,LIUPengfei1,KANGYi2

(1.BureauofGeophysicalProspectingINC.,CNPC,Zhuozhou，Hebei072750,China；2.HeBeiSercelJunfengGeophysicalProspectingEquipmentCo.Ltd.,Zhuozhou，Hebei072750,China)

With the increasing mining and exploration difficulty in the oil and gas fields, in order to obtain the deeper and more complex reservoirs, the technology has been gradually expanded toward the high density and large number of channels, the number of seismic acquisition required to extend from several thousands to more then ten thousands even millions which prolong the acquisition cycle but increase the cost of acquisition largely. The Sercel 508XT is the latest designed generation of advanced land seismic data acquisition system aimed at improving the productivity, flexibility of operation and data quality, which is capable of realizing the real-time recording millions of seismic signals, and improving the seismic imaging resolution to a high level.

508XT system; high channels; seismic equipment; redundancy theoretically

張貝貝，男，1985年生，工程師，2009年畢業于西安石油大學勘查技術與工程專業，現主要從事地震勘探采集技術。E-mail:zhangbeibei0628@126.com

P631.4

A

2096-0077(2017)05-0079-04

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.05.020

2017-02-11編輯韓德林)