煤田地震勘探野外數據質量監控及分析

王 輝，汶小崗,2，羅任植，李 亮

（1.陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安 710005；2.自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點實驗室，陜西 西安 710026）

0 引 言

隨著地震勘探技術的日趨成熟，煤田地震勘探已經發展到高密度、大道數采集的階段。隨著越來越多的采集道被用于地震勘探，采集的速度也越來越快，并且對采集資料的質量要求也越來越高。高品質的野外單炮資料是后續處理及解釋的前提，傳統的靠肉眼對野外采集單炮數據進行監控的方法已經無法滿足實際生產需求，因此需要使用專業的采集監控軟件用于現場質量監控[1-2]。采集實時監控軟件通過網絡與采集主機連接，可對采集數據的能量、頻率、信噪比、環境噪音、采集參數、異常道等進行實時地分析，對有異常的單炮及時進行報警提示，達到實時監控的目的。

國外對于數據采集監控軟件的研發比較早，應用最多的是法國SERCEL公司研發的Esqc-pro軟件,該軟件可搭配Sercel公司的408XL及428XL采集系統使用，通過網絡連接可以實現對現場地震數據的采集進行實時監控。國內中國石油勘探開發研究院西北分院研發了“地震野外采集質量監控軟件系統”GeoSeisQC，中國石油東方地球物理公司研發了KLSeisⅡ軟件，中國石油川慶鉆探工程公司地球物理勘探公司研發了GeoMountain采集子系統單炮實時監控軟件[3]。目前國產地震采集實時監控軟件已經能和大多數的采集儀器進行聯機使用，如Sercel公司的408XL與428XL儀器以及東方公司G3i儀器等。不同監控軟件系統之間功能大致相同，同時也各具特點。

1 地震數據采集實時監控

1.1 儀器聯機方式

由于目前大多數監控軟件都是在Windows平臺中運行的，而地震采集系統則大都在Linux系統下運行，因此對采集數據進行監控，首先需要建立Windows系統與Linux系統的連接[4]。為了確定監控軟件與采集主機的聯機方式，項目組對多種方法進行了測試，最終確定使用FTP方式與428主機進行連接[5-6]。本文使用Second Copy軟件進行FTP連接。監控軟件與采集儀器主機建立連接時，需設置好數據在主機上的存儲路徑，同時選擇目標文件夾存放路徑[7]。Second Copy軟件可實現將采集主機中的文件復制到監控主機中，同時保留采集主機中數據，這樣可以保證主機中的數據不受影響，同時備份一份文件到監控系統所在電腦中，增加了數據的安全性。

1.2 實時監控

對于野外采集數據實時監控，屬性分析參數設置是設置各種分析參數和報警門檻關鍵所在，因此設置好屬性分析參數，會提高屬性分析結果的可靠性[8-9]。分析屬性常常包括能量、頻率、信噪比、環境噪音、采集參數、異常道、掉排列、炮偏、輔助道等[10]。選擇某一個或多個屬性參數進行該屬性統計分析。

2 實例應用

2.1 數據傳輸

使用Second Copy，新建FTP配置文件，設置FTP連接參數，將采集主機中數據實時傳輸到監控主機中，如圖1所示。

圖1 FTP傳輸測試Fig.1 FTP transmission test

2.2 實時監控應用

本文以平煤長安能源開發有限公司楊家坪礦井首采盤區三維地震勘探項目為依托，進行實例應用。此次三維地震項目采用Sercel 428XL儀器進行野外數據采集，數據監控主要使用的分析屬性包括能量、頻率、信噪比、環境噪音、采集參數、異常道、掉排列等，實時監測如圖2所示。

圖2 采集實時監測Fig.2 Acquisition of real-time monitoring

從監測畫面中可以看到，部分文件存在環境噪聲、掉排列及頻率異常告警，對異常文件號的單炮記錄進行分析發現，環境噪音異常炮的背景噪音同正常炮相比較大，如圖3（a）所示，故軟件進行環境噪音異常報警，警示野外數據采集人員在后續生產中注意環境噪音變化。對掉排列異常炮進行分析，發現該單炮部分道數據異常，如圖3（b）所示，及時對該段排列重新檢查，排除故障之后繼續生產，保證后續采集數據的質量。對頻率異常炮進行分析，發現該單炮與正常單炮相比，頻率偏低，如圖3（c）所示。

圖3 異常數據分析Fig.3 Analysis of abnormal data

3 數據分析

野外資料采集結束后，對工區的單炮資料進行統計分析，本文中數據分析通過Python語言實現，對于那些存在環境噪聲干擾大、異常道、掉排列、能量若或頻率低等的異常單炮，在圖4中用深色點表示，其余正常單炮用淺色表示，異常單炮分布圖中，橫坐標表示炮點的點號，縱坐標表示炮點的線號，每一個圓點代表該相對坐標位置的炮點。

圖4 異常單炮分布圖Fig.4 Distribution of abnormal single shot

統計完異常單炮后，本文對工區所有炮點的各屬性也進行了統計分析，屬性統計平面圖中（圖5），橫坐標同樣表示炮點的點號，縱坐標表示炮點的線號，每一個圓點代表該相對坐標位置的炮點，該點的顏色代表炮點的屬性值，淺色表示屬性值較小，深色表示屬性值較大。

圖5 屬性平面圖Fig.5 Plane of attribute

4 結 論

本文測試了采集系統同監控主機通過FTP方法的聯機方式。通過對煤田三維地震勘探項目野外數據采集進行了現場實時監控。對野外進行實時監控，能夠及時的發現生產過程中的各種問題，保證了野外生產資料的品質。同時在實時監控結束后，對整束或工區所有數據進行統計分析，查看異常炮分布情況及工區資料的整體質量，對數據采集質量的提高以及后續資料的處理解釋提供參考依據。