动态效率统计分析在地震数据采集作业中的应用

石双虎，张翊孟，单启铜，魏 铁，蔡敏贵，蒋连斌，王 欣

中国石油东方地球物理勘探有限责任公司（河北涿州072751）

■质量

动态效率统计分析在地震数据采集作业中的应用

石双虎，张翊孟，单启铜，魏 铁，蔡敏贵，蒋连斌，王 欣

中国石油东方地球物理勘探有限责任公司（河北涿州072751）

随着高效可控震源地震采集技术的快速发展，以及油价持续低迷导致地震勘探投入持续减少。因此如何提搞地震数据采集作业效率、降低地震采集的成本显得越来越重要。通过多方位动态的效率统计分析，可以有的放矢地优化地震采集作业，提高地震采集生产效率、降低生产成本。动态的生产效率统计分析兼具效率分析和质量控制的功能，对于采集成本的控制、投标报价及项目经济分析、生产优化组织及提高生产效率等具有重要的意义。

效率统计；地震数据采集；质量控制；项目管理；动态滑动扫描

在地震数据采集中，常规的生产效率统计分析主要集中在简单的时效统计上，这种分析虽然能给生产组织者提供一些较为粗略的信息，但不能提供影响效率的因素和影响比重[1]。目前和将来一段时期内国际油价将维持在较低的水平，通过项目先期动态的效率分析，给生产组织者提供影响效率的主要因素及其影响比重，对于后续的生产组织优化和提高生产效率有着重要的意义。通过对一些已经完成项目的动态生产效率统计分析，可以为后续的项目招投标进行经济分析和提供项目优化方案[2]。

1 常规效率统计分析

常规的地震数据采集效率统计分析主要偏重于生产效率的统计，而不能给出造成生产效率变动的具体因素。这个时效统计所呈现出来的就是项目24h生产时效的统计，每小时最高生产炮数为800炮，当天所放总炮数为12 796炮。这种粗糙的统计，既不能给出造成低产或高产的原因，也不能提供足够的详细信息让生产组织者对生产情况分析，也就无法快速及时地提出针对性较强的措施以提高后续的生产效率。

2 动态效率统计分析内容

随着高效可控震源地震采集技术的快速发展和推广应用，智能化的生产效率统计分析软件越来越重要，利用智能化的生产效率统计分析软件，快速实现质量监控和效率分析，从而避免大量废炮的产生、减少因生产计划打乱造成产量降低的几率；另外，可以根据分析结果进行生产组织的优化，从而提高野外施工人员的工作效率[1,3,4]。

在可控震源施工中，通过动态生产效率统计分析软件能提供给质控人员、管理层直观的用于了解野外产生废炮、空炮及生产效率低下的信息，包括成果图件及文本报告等，从而使得生产组织、质量控制的薄弱环节得以暴露，为提高生产效率提供了有力的支持[5]。

自主研发的KLSeisII软件具有完善的生产效率动态统计分析功能。主要包括：动态滑动扫描生产效率统计分析、震源生产时效统计分析、震源效率统计分析和动态滑动扫描T-D检查统计。

通过统计和分析可控震源箱体产生的震源属性文件（.vaps或者.aps文件）中的时间信息、距离信息、平均（峰值）畸变、平均（峰值）相位及震源号等，根据输入的震源属性文件，可提供当天或者一段时期内以下几方面的信息：可以统计当天或一段时间内具体是哪几台震源进行采集,各自放了多少炮,且以图形的形式显示出来；可以统计当天或一段时间内的采集时间和停工时间；可以统计当天或一段时间内的滑扫时间及滑扫炮数；可以粗略的根据畸变和相位阀值及坐标信息等统计当天或一段时间内的有效炮、废炮及废炮率；可以精确地统计当天或一段时间内的同步放炮情况，即有几种一炮多响、各自有多少炮、每种情况所占的比重；可以统计每个小时的产量统计及最高时效；对不同时间和距离内炮的分布给以详细说明；在后台输出统计报告,包括废炮列表,代码错误列表,废炮率,滑扫时间等及上面所述的各种数据；可以统计几天或几十天，甚至整个项目的上述情况。

通过这些详细的统计分析信息，生产组织管理者、质控人员可以针对性地改善和提高生产的各个环节。

图1是动态滑扫统计分析图，蓝色的柱状图为一炮几响的情况；红色的柱状图是相隔几秒放炮情况，绿色的柱状图是总炮数：从图中坐标的数据树中可以看到统计的是某年3月1～4日的数据。从绿色柱状图可以看到，总炮数为40 617炮，1炮1响的炮数总计36 907炮，占90.9%；1炮2响、1炮3响的炮数所占的比例很少，分别为3 590炮（8.8%）和120炮（0.3%）；1炮4响及以上的没有，也就是同步激发的炮很少。另外，从红色的柱状图可以看到，大部分炮的时间间隔集中在6s以上。从图1可以看到，间隔6s所放的炮数为12 345炮，占总炮数的30.4%；大于10s所放的炮数为8 978炮，所占的比重为22.1%，也就是炮间间隔大于6s所放的炮数占的比重为52.5%，占总炮数的一半以上。由于同步的炮数所占的比重太小。因此需要想方设法提高同步激发的炮数才能有效提高生产效率、降低生产成本。

图1 动态滑动扫描效率统计分析

图2 是同一段时间生产时效分析，分两部分，上部分为每台震源每小时所放炮数的统计。从图2可以看到，30号震源状态较好，生产效率较高，而13、25、27号震源所放炮较少，可能存在维修和保养的问题。以前的维修和保养计划需要更新。下部分为所有震源的时效统计，从图2可以看到11~12时的时效最高，而7~8时及18~19时所放炮数较少。这是因为这2段时间是倒班时间，因此提高效率的重点是优化倒班的计划和提高倒班的效率效率，从而提高野外生产的效率。

图3是震源效率统计分析图，是统计每台震源在某段时间内生产的炮数，横坐标为震源号，纵坐标为相应的震源在所分析时期内的产量。从图3可以看到在3月1~4日总共有32台震源施工，8、11、17、20、21、27和30号震源施工效率最高，4天产量都在7 000炮以上，17和21号震源有些天已经达到8 695炮。28号震源4天总计生产3 102炮，说明这台震源可能有问题，需要维护和保养。要想提高效率，需要多针对这台震源进行维护和保养，并针对不同震源的状态合理安排，优化组织。从而提高产量。震源状态不好的，要进行维护，震源状态较好的，要进行保养，从而确保所有震源都具有一个较好的状态，保证每台震源在生产期间都能较好地完成生产任务。

图2 生产时效统计分析图

图3 震源效率统计分析图

图4 是动态滑扫时间和距离统计分析图。横坐标为相邻2炮的距离，纵坐标为相邻2炮时间间隔。坐标轴与蓝线所组成的区间是根据甲方提供的时间-距离规则定义的，其内的炮点为有问题的炮，属于不符合时间距离规则的炮，包括交替扫描、滑动扫描和同步扫描距离不够的炮，用红点表示；蓝色的点代表相隔时间大于18s所放的炮，共计6 555炮；粉色的点代表相隔时间大于6s且小于18s、相隔距离在6km以上所放的炮，共计60 912炮；浅绿色的点代表距离大于12km，不受时间约束所放的炮，共计32 347炮。从图4中的统计和分析可知，这段时间所放的炮主要集中在滑动扫描区间，同步激发的炮较少，因此，生产效率提高的空间应该较大。生产有效炮共计99 829炮，无效炮为155炮，占比较小为0.16%，在可接受的范围内。在动态滑动扫描中，要想提高生产效率，必须想方设法在规定的时间距离规则内，缩短放炮时间、增加同步激发炮数。

图4 动态滑扫时间和距离统计分析图

3 应用实例

东方公司某海外特大型三维项目，属于典型的动态滑动扫描项目，按照距离和时间规则进行放炮，涉及交替扫描、滑动扫描、同步扫描、距离分离的同步扫描等多种放炮方式，滑动扫描时间为7s。震源台数共30台，2台1组。优化前18天生产动态滑扫统计分析图，发现1炮2响的炮数为23 978炮，占总炮数的34.7%，1炮3响和1炮4响的炮数较少，分别为3.4%和0.2%，大部分炮的时间相隔大于7s，产量达不到预期。通过分析，认为主要有2个方面的原因。首先，震源分组太多，达16组，没有足够的备用震源，造成震源基本处于满负荷运行，维护和保养较为紧张，震源状态难以得到保障；其次，大号和小号边震源分组平均分配、没有错落，这严重影响了同步放炮的几率和项目的整体推进。针对这种情况，项目人员通过合理分配震源分组及按照施工难易程度动态的给震源分配任务，从而全力提高同步激发的几率。首先将震源分组减少到12组，另外将每组震源之间的距离拉长到同步距离（6km）以上。另外，适当的将大号边震源（H1、H2、H3、H4、H5）和小号边震源（L1、L2、L3、L4、L5）错落开来，保证在纵向方向上各组震源的距离也大于同步距离，如图5，增加各震源组之间的距离，另外H0作为补炮震源，如有需要可以给以补充，从而减少因少数炮影响线束的整体推进的可能。另外震源组数的减少，给震源腾出了足够的维护和保养时间，确保了震源的工作状态。生产效率得到了较大的提高。优化后18天的数据，从结果中可以看到，优化方案后一段时间内震源同步激发的炮数得到了较大的提升，从原来的14.6%迅速提升到38.3%，生产效率得以提高，日生产增加近1 000炮。另外，通过甲方给定的时间距离规则，实时的对生产的炮进行质量监控，及时发现不合格的炮，并安排足够的备用震源进行补炮，推进了项目的整体进度，基本没有不合格炮。

图5 震源分组优化

由于有了这些项目的运作经验，东方公司在接下来类似项目的投标过程中优化了震源的配置、对于生产效率有了科学的评估，从而降低了投标的风险、提升了竞争力，在目前油价持续低迷、甲方减少地震勘探投入的严峻形势下，取得了多个类似的大型三维项目，并且目前已经开工。

4 结论

动态的生产效率统计分析兼具效率分析和质量控制的功能，因此对于采集成本的控制、投标报价及项目经济分析、生产优化组织和提高生产效率等具有重要的意义。

[1]石双虎，邓志文，段英杰，等．高效地震勘探数据采集智能化质控技术[J]．石油地球物理勘探，2013,48(s1):7-11,46.

[2]汪长辉,周恒,张慕刚,等.可控震源高效采集技术在利比亚的应用[J].石油地球物理勘探,2008,43(s2):94-97.

[3]王增波,黄少卿,王宝彬,等.独立同步扫描炮集相关和拆分技术及其实现[J].石油地球物理勘探,2014,49(s1):114.

[4]周大同,周恒,张慕刚,等.可控震源施工效率估算方法[J].石油地球物理勘探,2008,43(s2):50-54.

[5]Jack Bouska.Distance separated simultaneous sweeping: Efficient 3D vibroseis acquisition in Oman[Z].SEG Expanded Abstracts 28,2009:1-5.

The rapid development of the vibroseis seismic acquisition technology with high efficiency and the continued low oil price led to seismic exploration investment continued to decline.Therefore,how to improve the efficiency of seismic data acquisition and reduce the cost of seismic acquisition becomes more and more important.It can be achieved to optimize seismic acquisition operation, improve the seismic acquisition production efficiency and reduce the production cost of seismic acquisition through the statistical analysis of dynamic efficiency.The statistical analysis of the dynamic production efficiency can both analyze the production efficiency and control the production quality,which is of important significance to the control of the seismic data acquisition cost,the bidding and project economic analysis,the organization optimization of production and the improvement of production efficiency.

efficiency statistics;seismic data acquisition;quality control;project management;dynamic sliding scan

立岗

2015-10-15

国家自然科学基金（编号：41364004）。

石双虎（1980-），男，博士，高级工程师，现主要从事地震勘探数据采集和非常规油气勘探与开发方面的研究。