ProMAX 处理软件观测系统定义流程常见问题分析与探讨

晋为真，宣向阳，代伟明，张绍峰，石一青

（中国石化石油工程地球物理公司华东分公司，江苏 扬州 225007）

ProMAX 处理软件是一套比较常用的数据处理系统，它具备从二维到三维、从时间域到深度域的功能完备的数据处理能力。ProMAX 处理软件具有良好的交互性，使用起来比较灵活方便，尤其在野外的现场质量监控中使用更为广泛。数据库管理是ProMAX 处理软件的一个特色，它将所有数据，包括地震道数据、观测系统、参数表（如速度、切除、时窗等参数等）纳入统一的数据库，实现了模块间的数据实时交换［1］。

正确定义观测系统是数据处理的必要准备，在输入地震数据之后要先定义观测系统、写数据库，再给数据加载道头之后才能进行数据处理。观测系统定义主要是要输入三组参数：炮点、检波点的线号、站号、坐标及每一炮对应的接收排列参数，然后再进行面元分配与计算，生成观测系统数据库。由于野外地震采集的放炮方式多种多样，对应的观测系统也是千变万化，因此观测系统定义也要面对各种采集方式，适应各种复杂的采集参数的变化，这对软件本身和软件的使用者都是一种挑战。

目前，ProMAX 处理软件依然是野外现场处理主力软件，在ProMAX 处理软件的观测系统定义过程中，经常会遇到一些错误和问题，而对这些错误现象进行研究和分析，找出其产生的原因和解决的办法，有助于提高软件的应用水平。

1 ProMAX系统的数据库管理结构

ProMAX 软件系统的数据按工区组织，每个工区包含一条或多条地震测线，每条测线对应一个目录，测线目录下有以下文件或目录：处理流程、地震数据、OPF文件、参数表。

（1）处理流程：对地震数据进行处理的模块序列及参数的集合，其包含的信息存放在流程子目录下的packet.job 文件中。流程的执行由超级执行程序（Super_exec.exe）执行，它读入packet.job 文件，检查流程中的模块并联合执行，完成处理任务。

（2）地震数据：一个ProMAX 地震数据文件在数据管理上对应于一个8 位数字的UNIX 名称，由CIND、CMAP、HDR、TRC 四种文件类型组成。TRC文件是地震道的采样数据；HDR 文件是地震道对应的道头；CMAP 文件是数据的映像文件，保存着地震道的存放位置，给定地震道，就可从数据中找出并访问该道；CIND 文件则包含了一些如采样间隔、每道样点数、处理历史、道头字名称等数据信息。HDR、TRC 文件可能有一系列的连续文件，HDR1，HDR2，…HDRx，TRC1，TRC2，…TRCx，数量由文件大小及分块大小决定。

（3）OPF 文件（Ordered Parameter Files）：称为“有序参数文件”，是一组包含了与测线地震道信息有关的文件，利用这些文件可以对任意排序的地震道快速定位。“有序参数文件”以数据库的形式存储了观测系统、静校正量、地表一致性信息及炮点、检波点、CDP域之间的指针，主要用于获取要处理的地震道的列表，给地震数据映像文件（CMAP文件）中的实际数据和道头的索引定位，获取道头数据。图1所示的观测系统数据库也是OPF文件的直观显示和查看模式，二者是同一个内容的两种表达方式。

图1 ProMAX系统的观测系统数据库

观测系统表格是ProMAX 的一个数据库编辑器，在表格编辑器中修改及保存内容都将自动修改数据库。

（4）参数表：交互拾取的参数，如切除、时窗、速度等一般作为参数表存放，参数表可以从许多模块输出，或从其他ASCII码文件输入时建立。

2 ProMAX 处理软件观测系统定义流程常见问题及分析

2.1 现场处理中观测系统的改变对地震数据及资料处理的影响

地震资料现场处理和室内处理在观测系统定义上略有不同：室内处理时定义观测系统文件所需要的炮、检点和关系文件（SPS文件）基本准备就绪，可以一次性全部输入，且不需要经常改动。而在现场处理时，数据和观测系统是每天不断加入的，而且经常会有修改，比如对与以前重复的炮点进行删除、对以前已删除的炮点进行恢复、补测的检波点文件进行追加输入等，导致观测系统数据库每天都在改动。ProMAX 处理软件要求观测系统数据库与地震数据必须是完全对应的，观测系统数据库的改变会导致之前的处理数据与新的观测系统数据库有可能不再完全对应，在数据输入时会发生错乱，影响到数据的处理。

2.1.1 炮点文件的改变对观测系统数据库和地震数据对应关系的影响

在完成观测系统定义流程后，炮点、检波点和关系文件以及生成的观测系统信息内容保存在数据库内，InLine Geom Header Load 模块根据数据库内容对地震数据加载道头信息之后，地震数据和数据库之间也形成了一种对应关系，并通过数据的索引来查找地震数据。

图2 是观测系统的炮点表格编辑器，第一列Mark Block 为计数行，是有序参数文件中SIN 顺序参数文件对应的参数，与地震数据炮点文件的内部顺序号相对应。从表中可见文件号100与有序参数文件中SIN序号为100相对应的。

图2 原始观测系统炮点文件

图3 所示的炮点表格编辑器中删除了文件号100 这个文件，重新生成观测系统并写入数据库，则文件号101 与有序参数文件中SIN 序号为100 相对应。如果以前写过道头的数据没有重新写道头，则和新的数据库会存在对应错误，从这个数据中输入文件号1-99 之间的数据，是没有问题的，但如果要输入文件号100 的数据，得到的却是文件号101 的数据，依次类推，即在文件号100之后的数据和数据库的对应关系错位了，导致读取数据的索引也错位了。

图3 删除了文件号100的观测系统炮点文件

图4 是正常叠加的一条线号ILine_No 为20 的测线，图5 是炮点表文件中删除文件号100 并重新生成观测系统数据库之后再叠加所得到的剖面，不仅剖面的覆盖次数缺少很多，剖面也有数据缺失。图6 是抽取了该线一个Xline_No 为100 的道集显示，ILine_No和Xline_No道头字显示都是正常的，图7 是删除文件号100 并重新生成观测系统数据库之后再次显示这个道集，道集中从文件号100 之后ILine_No 和Xline_No 道头字都是乱的，也不是属于该条线号的数据，这些数据在叠加过程中被舍弃，导致叠加剖面有数据缺失，所以在处理过程中必须要保证地震数据和观测系统数据库的完全对应。

图4 原始的ILine_No20叠加剖面

图5 删除文件号100并重新生成观测系统数据库之后ILine_No20叠加剖面

图6 原始的ILine_No20线Xline_No100道集

图7 删除文件号100并重新生成观测系统数据库之后的ILine_No20线Xline_No100道集

2.1.2 检波点文件的改变对观测系统数据库和地震数据对应关系的影响

同样，对于检波点文件也存在和炮点文件类似的情况。图8所示为一个三维工区的检波点的编辑表格，有一条挂线的短排列5909排列线由于前期未来得及测量，没能及时加到检波点文件中，这样5909 排列线接收道的信息在观测系统数据库都是没有的。后来该排列线测量完毕后被追加在6049线后面输入了，这样在新的观测系统数据库中又出现了5909 排列线接收道的信息，原来的写过道头的数据因为5909 排列线的原因，从5909 排列线开始出现的位置，和新的数据库不对应，数据在叠加时出现类似的错乱情况。图9是原来正常叠加的一段剖面，图10 是追加了5909 排列线重新生成观测系统数据库之后原来数据的叠加剖面，其剖面的反射层能量明显比图9剖面弱，覆盖次数也少很多，究其原因也是原来的地震数据与新的数据库对应错乱之后，输入了不正确的数据在叠加过程中被丢弃了。

图8 追加了5909排列线的观测系统检波点文件

图9 原始的ILine_No331叠加剖面

图10 观测系统中追加了5909排列线的ILine_No331叠加剖面

另外，如果地震数据与数据库不对应，也会导致一些处理流程不能进行。检波点数据库不对应会引起静校正量应用错误，炮点数据库不对应也会导致地表一致性反褶积错误。在ProMAX 处理系统中，如果观测系统信息发生改变，比如增加或删除炮检点，使观测系统数据库发生变化时，则要求用于进一步处理的以前所有的地震数据必须要使用InLine Geom Header Load 模块，用新的观测系统重新加载道头信息，否则可能会因为原来的数据和新的观测系统数据库不再对应，而导致数据读取错乱。但对于野外现场处理来说，经常需要追加新的数据及更新观测系统的炮点和排列文件，生成新的数据库，如果每次都要对以前的数据重新加载道头，工作量还是很大的，也会影响到处理的工作效率。如果我们在更新观测系统的时候，能确保以前的数据和新的观测系统数据库继续对应，则可以在不重新写道头的情况下继续使用以前的数据。为了避免新的观测系统数据库与以前的数据不一致，平常做观测系统时应该注意以下几点：

（1）尽量不要增加或删除炮点文件中以前的文件号。在处理过程中有时候会发现之前的炮点表中有重复炮点或废弃的文件号，可仍然保留在文件表中，在后续处理中剔除不需要的文件号的数据就行了。如果需要增加或恢复以前的炮点文件号，不要插到以前的位置，而是直接在炮点文件表当天的位置去追加就可以了，这样就不会改变以前的数据的内部顺序号与新的观测系统数据库的对应关系，以前的数据不需要重新写道头依然是可以用的。

（2）不要改变已经存在排列文件表格中的检波点的排列顺序。在检波点文件表中新增加排列用Append的方式添加进去，不要改动之前已经输入的排列，也不要插在以前排列之中的检波点，确保之前已经在数据库中的排列顺序不会发生变化。另外也要避免用新的检波点测量成果文件全部更新排列文件表格，那样很容易导致以前的数据和新的数据库不对应。

（3）对地震数据要合理分段。对于一个三维工区来说，全工区生产炮数经常都会达到几万炮左右。不要把所有的炮放在工区的一个测线下面，这样在生产后期，随着观测系统中总炮数的增加，每次观测系统作业都要较长的时间。可以对数据进行合理分段，分多条测线分段处理，这样前面的每段数据处理完成之后可以基本保持稳定，数据和观测系统数据库保持对应，后面数据段再出现数据和数据库对应错乱的问题，也不会影响到其他的数据段。数据分段处理后，每段的数据总量相对较少，可以缩短每次观测系统流程的作业时间，当出现数据和观测系统数据库不对应的问题，或必须要添加一些会导致两者不对应的炮、检点时，解决起来也会容易得多。对数据分段，每段数据的观测系统定义要采用相同的工区原点坐标，这样从每段数据里面抽取数据合并处理时会简单很多。

炮点和检波点的表格编辑器中第一列Mark Block 计数行是炮点和检波点在数据库中的排序顺序编号，观测系统TraceQC 表格里面的信息包含了观测系统数据库中所有道所对应的炮检点的顺序号及在数据库中的位置信息，当地震数据和数据库对应错乱的时候，可以根据数据错乱的位置和炮点、检点的表格编辑器信息以及TraceQC 表格里面的信息，检查数据错乱的原因并加以解决。

2.2 小宽线观测系统存在的问题

小宽线是野外地震采集中经常采用的一种观测系统方式，观测系统定义是采用三维观测系统的方式来完成的，但在实际资料地震处理中发现ProMAX 处理软件在处理小宽线的观测系统时存在写数据库不完整的问题。

正常情况下，在做完三维观测系统之后，TraceQC 表格里面除了FB Pick 一栏都是有内容的，数据库中偏移距面元（OFB）也是有覆盖次数显示的，但ProMAX 处理软件在处理小宽线的观测系统时，在最终写数据库的时候经常不能完整写入，TraceQC 表 格 里 面 的CHN_LTBL*、ILN_LTBL*、XLN_LTBL*、OFB_LTBL*几列的内容是空白（图11），数据库中偏移距面元覆盖次数显示也是空值。地表一致性振幅补偿和地表一致性反褶积模块运行时需要从数据库中读取偏移距面元覆盖次数，如果偏移距面元覆盖次数是空值就会报错退出。在分析过程中发现，当重复运行观测系统流程时，有时会在最终写数据库时完整写入所有内容，TraceQC表格内容显示都是齐全的，这样就可以继续后面的处理流程了。这个错误具有不稳定性，经常出现但有时候又不出现，在多种版本的ProMAX 软件上都存在，目前尚不明原因，也无法判断是ProMAX 处理软件自身的问题还是软件与操作系统的兼容性问题，解决的办法是重复运行观测系统流程，查看TraceQC表格内容，直到完整写入数据库为止。

图11 写数据库不完全的小宽线三维观测系统TraceQC表格内容（红框部分内容缺失）

2.3 节点仪采集半道加密时观测系统定义问题

节点地震仪集检波器、采集站、电池、GPS 于一体，自主供电与定位、GPS 授时，按设定采集参数持续记录并存储地震数据，相对于传统的有线采集系统，它简化了野外的施工难度，有着独特的施工优势，在野外地震数据采集中得到越来越广泛的应用［2-3］。在野外采集时，有时候为了弥补覆盖次数，节点仪的设置会采用排列半点加密，即在原来的每道之间插入一道节点仪，这样会导致排列中存在两种道距，SPS 检波点文件中存在两种排列站号增量（图12），图13 所示的SPS 关系文件中，每条排列也包含了两种排列站号增量，但处理软件往往不能对照图12 所示的排列文件来推算出每道对应的站号位置，这也给资料处理带来了一定的困难。

图12 包含不同排列道距的检波点文件

针对这个问题可以编写小程序，将SPS 关系文件拆分成图14 所示的具有相同站号增量的多个分段（对应与图13 中的红框标记的第一行内容，图14红框内的数字表示排列站号增量），这样就可以在ProMAX 处理软件中进行观测系统定义，再进行后续资料处理。如果不编写小程序来拆分SPS文件的关系文件，也可以通过ProMAX 软件自身的模块来完成观测系统的定义。在解编节点仪数据时，得到数据的炮、检点的线号、站号和坐标，再使用Extract Database Files 模块来提取这些信息生成观测系统数据库，如果实际线号、站号相对于原始解编信息有改动，可以在观测系统的炮点文件中进行修改，并将正确的坐标匹配输入，就可以进行观测系统定义了。

图13 SPS关系文件

图14 拆分成具有相同站号增量的多个分段的关系文件

3 结论与认识

在现场使用ProMAX 处理软件需要不断地追加地震数据并更新观测系统，如果要经常对之前的数据重新写道头，将会带来很大的重复工作量。通过对地震数据和观测系统数据库的对应关系进行分析研究，采用一些对应措施，避免了地震数据和观测系统数据库不一致的现象，从而不需要对之前的地震数据重新写道头，提高了处理效率。

针对ProMAX 处理软件定义小宽线观测系统时写数据库不完整，以及节点仪施工中道距加密时SPS 文件不能正常使用的情况，分析了问题的具体表现形式及对后续处理工作的影响，并提出了解决方法，保证了处理工作的顺利进行。ProMAX 处理软件的观测系统、地震数据和数据库存在密切的联系，我们在分析问题、解决问题的时候要了解它们之间的互相依存又互相影响的关系，把三者作为一个统一的整体，这样会有利于我们开拓研究问题的思路并找到解决问题的方法。

每种处理软件都有不同的结构方式和自身的特色，这也要求我们在使用过程中要对软件的运行机理有较深入的理解，了解不同的模块参数对应的物理意义，对使用过程中出现的各种反馈信息要认真分析研究，不断地积累使用经验，提高软件应用水平。