428XL仪器放炮常见错误的解决办法

代伟明，朱 峰，晋为真，石一青

(中石化地球物理公司华东分公司 江苏 扬州 225007)



·经验交流·

428XL仪器放炮常见错误的解决办法

代伟明，朱 峰，晋为真，石一青

(中石化地球物理公司华东分公司 江苏 扬州 225007)

428XL采集系统采用SEG-D格式存储地震数据。探讨了野外地震勘探过程中，通过数据处理解决以下三个常见错误：因生产原因导致的文件号及放炮时间错误；炮点线号及桩号错误；地震道数据极性反向。实践证明，采用该方法可以保证采集数据质量，提高生产效率，避免重新打井放炮，节省成本。

428XL采集系统；SEG-D数据格式；头段；文件号；极性；反向

0 引 言

428XL采集系统是法国SERCEL公司为了应对地球物理行业对更多地震道数、更高精度数字检波器以及观测系统更大灵活性的需求而推出的新一代地震数据采集系统[1]。428XL仪器所采集到的地震数据主要是按SEG-D格式编排，以地震数据文件形式存储于网络存储器(NAS)中。与传统的磁带记录模式相比，NAS数据读写速度更快，实现了数据存储零等待。仪器性能的改进，使得每天完成的放炮数量激增，在作业中难免会出现误操作，按照传统的流程，这些地震记录只能作废，甚至要求重新打井补炮。通过对SEG-D格式的分析，笔者发现通过对数据进行处理，可以解决不少常见问题，提高生产效率，节省成本。

1 SEG-D格式简介

SEG-D格式最早是由SEG协会在1975年颁布的，该协会后来又分别于1994年和1996年颁布了两个更新的SEG-D格式标准(版本1和版本2)[2]。428XL地震仪器支持这两种版本，但实际生产中，所有用户基本都采用版本1。本文主要探讨428XL仪器SEG-D 文件版本1数据格式。

1.1 SEG-D数据文件格式编排

428XL仪器所采用的SEG-D格式版本1的数据格式编排示意图如图1所示[3]。可见，单个数据文件包含一个文件头段数据块，按顺序编排的若干个独立的记录道数据块，每个数据块之间由数据块间隔(IBG)分隔，直到最后以EOF结束单个文件。

图1 SEG-D数据文件格式编排示意图

1.1.1 文件头段

SEG-D数据文件头段格式如图2所示。其中，头段包含3个常规头段，16个地震道组，1个扩展头段和1个外部头段。其中，常规头段数据块#1包含文件号、施工年份、日期、时间等；常规头段数据块#2包含扩展文件号、扩展记录长度等；常规头段数据块#3包含扩展文件号、震源测线号、震源点号等；扩展头段包含记录长度、采样率、排列记录道数、辅助道数、地震记录总道数、炮号、作业线束名等；外部头段主要用于注释。

常规头段数据块#1常规头段数据块#2常规头段数据块#3地震道组#1…………地震道组#16扩展头段外部头段32bvtes32bvtes32bvtes32bvtes32bvtes1024bvtes1024bvtes

图2 SEG-D数据文件头段格式编排示意图

1.1.2 记录道数据块

记录道数据块格式编排如图3所示。每一个按顺序编排的独立的记录道数据块均包括道头、7个道头扩展数据和记录道数据。其中道头20字节，道头扩展数据块均为32字节。

图3 SEG-D数据文件记录道数据块格式编排示意图

2 放炮中的常见错误及解决办法

2.1 放炮顺序及文件号错误

在实际生产中，多种原因会导致文件号重复或者颠倒。比如，在井深和能量试验中，施工组下达的任务书会明确要求放炮顺序，要求野外在施工时严格遵守。但是野外环境多变，有时候条件不允许，只能临时变通，否则生产无法完成。此时，就需要人工修改文件号及放炮时间，满足甲方的试验要求。

下面举例说明：将文件号3194的SEG-D文件修改成文件号3317，并将生产日期改为2014年1月6日，放炮时间改为23:36:42，炮序号改为513。

这里实际上需要修改三项内容：修改日期和时间；修改文件号；修改炮序号(Shot Id)。

1)修改日期和时间

查阅手册[3]可知，生产日期和时间存储在文件头段的常规头段数据块#1中，如图2所示。其中第11字节(BCD格式)表示施工年份的最后两位数(0～99)，第12～13字节(BCD格式)以省略日表示施工的日期(1～366)，第14～16字节(BCD格式)表示放炮时间(时：分：秒)。用UltraEdit超级编辑器软件以16进制格式打开3194文件，找到第1行，可以看到其值为十六进制数13 23 58 00 04 12，表示为2013年第358天(2013年12月24日)生产的，放炮时间为00:04:12。直接将其改为14 20 06 23 36 42即可，如图4所示。

图4 UltraEdit软件打开SEG-D数据文件示意图

2)修改文件号

文件号的存放位置较多。首先，文件号存储在文件头段的常规头段数据块#1中的第1～2字节(BCD格式)，字节内的值是四位数(0～9 999)，如果文件号大于9 999，则设置为FFFF并使用扩展文件号。其次，常规头段数据块#2和3中的第1～3字节(bin无符号二进制格式，下同)也存储了扩展文件号。其三，每一个记录道数据块中的道头部分的第1～2字节也用于记录文件号(0～9 999)，如果大于9 999，则设置为FFFF，并使用扩展文件号；第4字节表示地震道组号，取值为01，表示为辅助道，取值为02，则表示地震道；第18～20字节(bin格式)表示扩展文件编号。

本例中，将3 194改为3 317，均小于9 999，故用不到扩展文件号。具体的修改方法如下：

(1)修改常规头段数据

用UltraEdit软件打开3 194文件，直接修改第1行(常规头段数据块#1)1～2字节，将3 194改为3 317；分别将第3行(常规头段数据块#2)和第5行(常规头段数据块#3)的第1～3字节内容由00 0C 7A 改为00 0C F5。注意，C7A对应的十进制数为3 194，CF5对应的十进制数为3 317。

(2)修改记录道数据块

由于每一个记录道(含辅助道和地震道)均包含有道头数据，每一个道头中均存储了文件号，因此需要对所有记录道进行修改[4]。对于动辄数千乃至上万道生产的记录，手工逐道修改费时费力。可以参考以下步骤批量修改。

首先检查记录中包含辅助道和地震道的确切数量。用UltraEdit软件打开3 194文件，分别查看其中第7行(地震道组#1)和第9行(地震道组#2)的第9～10字节，如图4所示，分别为00 03和44 80，表明该炮辅助道有3道，地震道有4 480道。

查阅记录道数据块的道头定义可知，第3字节为01，第4字节为01或02。其中，第4字节为01，表示辅助道，02则表示地震道。如果将这两个字节与前面的第1～2字节连到一起，就可作为一个特征编码，便于批量查询和替换。将光标定位到文件头位置，从菜单选择“替换”，输入31940101，点击“全部替换”，批量替换成“33170101”，替换时，会提示总共有3个项目完成替换。再次将光标定位到文件头位置，从菜单选择“替换”，输入“31940102”，批量替换成“33170102”，替换时，会提示总共有4 480个项目完成替换，如图5所示。表明整个数据文件的4 483道(含辅助道)道头数据修改无误。将修改过的文件换名成“3317.segd”保存，至此，文件号的修改完毕。

图5 利用批量替换修改各道头文件号示意图

(3)修改炮序号

文件头段数据块的扩展头段中，第37～40字节，用于存储炮序号(Shot Id)。扩展头段之前有3个常规头段，16个地震道组，总计19×32=608个字节，再加上32个字节，为640，转换成十六进制则为280 h。打开该数据文件，找到位于十六进制第0280 h行第5字节，相当于扩展头段的第37字节，读取到该值为00 00 02 02，转换到十进制为514。现欲改为513，则将该值改为00 00 02 01并存储。修改过的该字段数据如图4所示。

必须指出，如果仅仅修改常规头段数据，该文件在428XL仪器中回放会显示文件号已经更改，但如果采用PROMAX现场处理系统进行单炮显示，文件号仍然为修改前的。因此，文件号的修改必须彻底。此外，由于本例中文件号小于9 999，并未用到记录道数据块中道头的第18～20字节，该字节为扩展文件编号，所以不用修改。如果实际文件号大于9 999，则该字节必须修改。

2.2 炮线号及炮点号错误

在野外施工中，难免偶尔放错炮。以三维束状生产时，同一排炮点很容易放错炮。这时，无论是炮点错报桩号还是仪器误操作，都必须加以补救。如果是炮点线名错误、炮点桩号正确，可在仪器班报上备注清楚，或者补炮。不管是哪种方法，都是不得已而为之[5]。实际上，通过修改数据文件相应头段字节，可以加以弥补。

下面举例说明：将3317文件的炮点号、炮线号由2060.5、1804改为2064.5、1802。

查阅手册可知，常规头段数据块#3中第4～8字节(bin格式)表示炮线号；第9～13字节(bin格式)表示炮点号。用UltraEdit软件打开3 317文件，读取该文件第5行第4～8字节，其值为00 07 0C，转换为十进制为1804，将其改为00 07 0A(十进制为1802)。如图4所示。读取第9～13字节，其值为00 08 0C 80 00。前三个字节为炮点的整数位，转换到十进制为2060，后两个字节为小数位。将80 00转换到十进制的小数位，正好是0.5。因此将该字段修改为00 08 10 80 00，转换成十进制数为2 064.5。修改后存盘，通过仪器主机或现场处理机读取显示，数据文件正常。

2.3 某道极性反向错误

物探仪器及相关技术发展的今天，在野外采用428XL仪器放炮已经很难见到一次某道极性反向的问题。尽管目前的处理技术可以很方便的将极性反向的地震道反转过来，但出于对原始记录的保护，在仪器上不允许进行修改。因此，一旦遇到野外某道极性反向，施工中又没有及时发现，往往影响到资料评价。如图6所示。

图6 利用程序实现道极性反转

428XL仪器每个记录道的数据采用32位浮点IEEE多路解编格式，按照每一个样本存储到文件的顺序，其中第1位为符号，第2～9位为指数，第10～32位为底数。可见，每个数据样本的最高位是该数据的符号位。只要将符号位数据反向，就可实现该道的极性反转。笔者利用C++编程实现了该功能[6]。具体的程序不再罗列。经过测试，反向后的数据读取和显示正常。

3 结 语

上述三个问题都是施工过程中比较常见典型问题，如果没有切实可行的办法解决，只能采取补炮或空炮方式来弥补。本文通过对SEG-D格式的深入研究和对地震道数据的精确定位读取与修正，并结合野外生产实践，编写一些实用的程序探讨，可以解决上述常见施工错误，在一定程度上现场控制野外采集数据质量，提高生产效率，节省成本。该方法笔者已在野外使用多年，切实可行，仅供同行参考。

[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] 晋为真. SEG-D格式磁带解编简介[J]. 物探装备, 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] 吴莉莉,刘益成. 408UL的SEGD格式及其用法实例[J]. 物探装备,2003,13(2):77-80，142.

[5] 孙华东,刘卫平,夏 颖,等. SEG-D文件在野外大规模排列工作中的应用探讨[J]. 物探装备,2013,23(6):390-392，402.

[6] 吴莉莉, 刘益成. 在VC++6. 0下读取408UL 的SEG-D format 4.0[J]. 石油仪器, 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

代伟明，男，1972年生，高级工程师，1993年毕业于江汉石油学院电子仪器及测量技术专业，现从事地震勘探仪器现场技术支持与管理工作。E-mail: daiwim@qq.com

P631.4

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2096-0077(2016)05-0080-03

2015-11-25 编辑：韩德林)