Sercel 508XT采集系统在物探领域中的应用

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(1.中国石油东方地球物理公司 河北 涿州 072750；2.河北赛舍尔俊峰物探装备有限公司 河北 涿州 072750)

Sercel 508XT采集系统在物探领域中的应用

张贝贝1，齐永飞1，鄂殿梁1，张建军1，陈新阳1，刘鹏飞1，康艺2

(1.中国石油东方地球物理公司 河北 涿州 072750；2.河北赛舍尔俊峰物探装备有限公司 河北 涿州 072750)

随着油气田的开采和勘探难度的加大，为了能获得更深和更为复杂的储层，地震勘探技术已逐渐向着高密度、大道数发展，地震采集道数需要由原来的几千道扩展到几万道，甚至几十万道，延长了采集周期并加剧了采集成本的上升。508XT是Sercel最新设计的新一代高级陆地地震数据采集系统，旨在提高生产率、操作灵活性与数据品质，理论上能够实时记录百万道地震信号，并将地震成像的分辨率提高到更高的水平。

508XT系统；地震仪器；高效采集；冗余技术

0 引 言

随着地震勘探领域逐渐向人口密集的城区、人口稀少的丛林和复杂山地转移，各种障碍物如居民小区、工厂设施、河流、山涧等地形障碍造成的常规地震采集问题：电台通讯不畅、排列中断、数据传输困难和质量控制困难等，严重影响着地震数据的质量和作业效率。2013年Sercel公司发布了508XT地震采集系统，根据设计理念，这套系统将克服现有系统的限制，最大化提高采集效率，同时能够保证数据的完整性。2015年508XT系统首次在某石油公司所部署的大道数可控震源高效采集项目得以应用，这也是目前石油物探行业商业化使用该系统为数不多的典型项目，本文将以S项目为背景，讲述508XT系统在实际生产中应用的优势和不足，同时也根据该系统的设计理念，展望系统未来进一步优化和完善后的表现前景。

1 项目介绍

S项目位于沙漠腹地，主要地貌为小沙丘，地表昼夜温差在70℃之间，影响施工障碍较少，以碎石路和少数当地牧民帐篷为主，如图1所示和表1。项目使用的采集系统是Sercel 508XT，地面电子接收设备是集数器CX-508、采集站FDU-508和检波器SG-10，激发设备是大吨位可控震源。项目采用超大道数WAS-1宽方位 (Wide Azimuth Swath)和DS4(Distance Separated Slip-Sweep) 采集技术，2台震源组合激发。项目在物探业界首次使用新一代508XT仪器系统，与以往成熟的采集系统相比，508XT系统的采集理念和模式都有了重大革新，对野外超级排列管理和室内质量控制来说，都是全新的挑战。

图1 现场施工模型及施工参数

表1 施工参数

2 508XT系统的设计理念及设备功能

2.1 508XT系统的设计理念

508XT系统是基于X-Tech新一代交叉技术架构为基础，利用有线和无线系统的成熟技术，将其结合在一起，并增加新的技术，包括分布式存储和新的通讯协议，该系统可以适应所有地形、气候和环境，其采集的灵活性与操作的可靠性提高到新的水平[1]。508XT系统结构设计灵活，可以连接多种类型采集设备，可管理多达百万道采集站并能保证地震数据的完整性，避免以往的采集脚印，其实时质控与自主采集功能和野外采集设备功耗低等特点，为野外地震数据安全采集提供了有力保障，如图2所示。508XT系统具有快速数据交付、本地数据储存和多任务操作等特点，如果在野外采集设备数量充足的条件下，根据其最初设计构架，会将野外采集额外耗费时间降为零，508XT系统的成功应用必将给石油物探的生产效率和数据资料品质带入新的跨越。

2.2 508XT系统设备及功能

图2 508XT采集模式与设备配置

508XT系统通过网络技术分别把野外采集单元、仪器控制单元及处理单元和客户端输出单元有序的连接在一起。在数据控制单元中的SCI-508(SYS-TEM CONTROL INTERFACE)是安装在仪器车内部，与交换器相连，同时也是野外排列和508XT系统控制器的一个连接接口，它管理着CX-508(CONCENTRATER)网络，有辅助道记录功能，因为地震数据不通过SCI-508，所以，无论配置大小，野外采集系统只需要一个SCI-508，这就是她能带动百万道采集设备的基础[2]。根据项目规模大小，项目可以对仪器控制单元中的系统配置进行最优化选择，从而能够达到最大化节约设备资源，降低生产成本的目的。508XT系统采用计算机网格化设计，为每个集数器CX-508都配置一个IP地址，该集数器相当于地震采集网络中的一个节点，具有排列管理和交叉线管理功能，有很强的自适应网络技术特征，通过专用光缆最终连接到仪器控制单元，从而实现508XT系统对野外地面采集设备的控制[3]。FDU-508具有循环缓冲内存功能，其内置芯片可以快速排列部署和数据存储管理特点为野外数据安全性提供了保障，如图3所示。

3 508XT系统的项目应用

3.1 系统硬件表现

施工项目采用24 h作业模式，系统管理采集道数达20 000道以上，项目根据实际需求对采集数据控制单元中的接收与处理部分进行了合理配置，节约了成本；集数器CX-508的冗余技术是一大亮点:第一，它具有供电完全冗余，只要在一定数量的排列之间连接有集数器CX-508，就可同时向连接两端的每个FDU-508供电(根据道距测算，CX-508的最大带道能力可达80道)；第二，它具有同步排列冗余技术，可以对野外采集电子设备有测试、唤醒、采集等功能，同时承担着地震数据同步起跳、采集和回收任务，如果一个或多个集数器在特定条件下无法接收GPS信号，排列仍可保持同步；第三，它具有数传冗余技术，因为集数器CX-508内置有循环内存，当出现电缆断裂等无法通过光缆传输数据时，理论上排列数据可存储长达数天，当相邻集数器发生故障时，也可实现对采集数据进行起跳同步和数据备份功能，与428XT系统下数据传输方式不同的是，508XT系统管理的地震数据可以实现交叉线数据绕传和传输，在二级交叉线热连接条件下，可以实现额外数据传输冗余，增加了数据回收的通道，避免以往数据丢失的现象[4]。FDU-508内置有芯片，可以快速排列部署与库存管理，正常生产条件下，地震数据首先会存储到FDU-508中，该设备有长达5 s的记忆内存，数据经过模数信号转换后传输到集数器CX-508中，为保证数据的正确性和完整性，集数器CX-508在收到FDU-508的数据后反馈一个确认信号，如果FDU-508没有收到该确认信号，就会重新传送直到收到确认信号为止，如图4所示。

图3 集数器CX-508和FDU-508

图4 CX-508冗余技术

3.2 系统软件表现

基于新的X-TECH智能网络，508XT具有多任务功能，即系统能够在采集生产的同时进行野外排列检查和测试，从而最小化等待时间，节约生产时间，进而提高生产效率，如图5所示，在不影响正常生产的情况下，可以为震源做有线一致性测试，节约了生产时间。508XT仪器室内的质量控制软件比较齐全，因为有自带VE464接口，可完全实现数据QC功能，保证了野外数据的完整性。与以往其他仪器相比，508XT系统有新的自适应界面，可实现单窗口多任务功能，减轻了仪器操作员的视觉疲劳[5]。

图5 多任务采集模式与现场指控

3.3 508XT系统不足

由于是首次商业化使用508XT系统，自项目启动开始，该系统一直处于不稳定状态，在之后的一系列系统补丁的改善下，系统运行逐步得到完善，生产效率也趋于稳定，主要问题有：第一，由于系统不是太稳定，因为采集排列一直处于滚动状态，当接入新排列后，客户机容易与服务器连接断开，只能通过重启服务器才能解决连接问题，另外，长时间使用也会出现死机或者运行缓慢现象，只能通过重新启动系统解决，影响生产效率；第二，本地数据储存功能还没有完全实现，数据不能按照设计目标那样可以对采集数据进行长时间储存，当遇到采集测线挂断等影响时，目前系统版本下最多可以存储20多炮的数据量，如果不能及时修复或更换大线，只能停止生产，因此它的自主采集功能也无法实现；第三，当遇到刮风等外在条件时，由于采集设备会产生静电，使得FDU-508会自动变成测试模式，采集无法进行，影响生产。此外，在数据传输等方面偶尔也会遇到问题，对生产造成了一定的影响。(在这里需要说明的是，因为甲方合同要求，采集排列做做日检必须要求所有排列都参与测试，不能利用508XT系统的多任务功能，产生停工时间)本文统计了S项目开工以后部分生产数据，如图6所示。

图6 生产停工时间统计及分布

4 结 论

尽管508XT系统目前还有一些有待完善的部分，但其超大记录能力和采集模式特点已经是目前行业内所独有的，新技术可以在提高地震采集施工效率和采集质量的同时并且能够为后续的处理提供高信噪比、高分辨率、高保真度数据，同时，它也可在实现宽频、高密度、宽方位采集中发挥关键作用，能够用于优化油田开发方案，提高采收率。随着系统的不断完善，508XT系统将来的灵活性必将完全实现无障碍、零耗时三维地震采集，相信她将成为推动物探行业革命性进展的助推器。

[1] Sercel 公司.508XT宣传资料.2016.

[2] Sercel 公司.508XT 用户手册.

[3] 王文良.428XL系统的软件功能和地震区域网络系统[J].物探装备，2008.18(5):289-295.

[4] 杨继春.508XT地震数据采集系统简介[J].物探装备，2015，25(1):66-69.

[5] Sercel 公司.428XL 用户手册.

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

张贝贝，男，1985年生，工程师，2009年毕业于西安石油大学勘查技术与工程专业，现主要从事地震勘探采集技术。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编辑韩德林)