煤田地震勘探野外数据质量监控及分析
2023-03-10汶小岗罗任植
王 辉，汶小岗,2，罗任植，李 亮
（1.陕西省煤田物探测绘有限公司，陕西 西安 710005；2.自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室，陕西 西安 710026）
0 引 言
随着地震勘探技术的日趋成熟，煤田地震勘探已经发展到高密度、大道数采集的阶段。随着越来越多的采集道被用于地震勘探，采集的速度也越来越快，并且对采集资料的质量要求也越来越高。高品质的野外单炮资料是后续处理及解释的前提，传统的靠肉眼对野外采集单炮数据进行监控的方法已经无法满足实际生产需求，因此需要使用专业的采集监控软件用于现场质量监控[1-2]。采集实时监控软件通过网络与采集主机连接，可对采集数据的能量、频率、信噪比、环境噪音、采集参数、异常道等进行实时地分析，对有异常的单炮及时进行报警提示，达到实时监控的目的。
国外对于数据采集监控软件的研发比较早，应用最多的是法国SERCEL公司研发的Esqc-pro软件,该软件可搭配Sercel公司的408XL及428XL采集系统使用，通过网络连接可以实现对现场地震数据的采集进行实时监控。国内中国石油勘探开发研究院西北分院研发了“地震野外采集质量监控软件系统”GeoSeisQC，中国石油东方地球物理公司研发了KLSeisⅡ软件，中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司研发了GeoMountain采集子系统单炮实时监控软件[3]。目前国产地震采集实时监控软件已经能和大多数的采集仪器进行联机使用，如Sercel公司的408XL与428XL仪器以及东方公司G3i仪器等。不同监控软件系统之间功能大致相同，同时也各具特点。
1 地震数据采集实时监控
1.1 仪器联机方式
由于目前大多数监控软件都是在Windows平台中运行的，而地震采集系统则大都在Linux系统下运行，因此对采集数据进行监控，首先需要建立Windows系统与Linux系统的连接[4]。为了确定监控软件与采集主机的联机方式，项目组对多种方法进行了测试，最终确定使用FTP方式与428主机进行连接[5-6]。本文使用Second Copy软件进行FTP连接。监控软件与采集仪器主机建立连接时，需设置好数据在主机上的存储路径，同时选择目标文件夹存放路径[7]。Second Copy软件可实现将采集主机中的文件复制到监控主机中，同时保留采集主机中数据，这样可以保证主机中的数据不受影响，同时备份一份文件到监控系统所在电脑中，增加了数据的安全性。
1.2 实时监控
对于野外采集数据实时监控，属性分析参数设置是设置各种分析参数和报警门槛关键所在，因此设置好属性分析参数，会提高属性分析结果的可靠性[8-9]。分析属性常常包括能量、频率、信噪比、环境噪音、采集参数、异常道、掉排列、炮偏、辅助道等[10]。选择某一个或多个属性参数进行该属性统计分析。
2 实例应用
2.1 数据传输
使用Second Copy，新建FTP配置文件，设置FTP连接参数，将采集主机中数据实时传输到监控主机中，如图1所示。
图1 FTP传输测试Fig.1 FTP transmission test
2.2 实时监控应用
本文以平煤长安能源开发有限公司杨家坪矿井首采盘区三维地震勘探项目为依托，进行实例应用。此次三维地震项目采用Sercel 428XL仪器进行野外数据采集，数据监控主要使用的分析属性包括能量、频率、信噪比、环境噪音、采集参数、异常道、掉排列等，实时监测如图2所示。
图2 采集实时监测Fig.2 Acquisition of real-time monitoring
从监测画面中可以看到，部分文件存在环境噪声、掉排列及频率异常告警，对异常文件号的单炮记录进行分析发现，环境噪音异常炮的背景噪音同正常炮相比较大，如图3（a）所示，故软件进行环境噪音异常报警，警示野外数据采集人员在后续生产中注意环境噪音变化。对掉排列异常炮进行分析，发现该单炮部分道数据异常，如图3（b）所示，及时对该段排列重新检查，排除故障之后继续生产，保证后续采集数据的质量。对频率异常炮进行分析，发现该单炮与正常单炮相比，频率偏低，如图3（c）所示。
图3 异常数据分析Fig.3 Analysis of abnormal data
3 数据分析
野外资料采集结束后，对工区的单炮资料进行统计分析，本文中数据分析通过Python语言实现，对于那些存在环境噪声干扰大、异常道、掉排列、能量若或频率低等的异常单炮，在图4中用深色点表示，其余正常单炮用浅色表示，异常单炮分布图中，横坐标表示炮点的点号，纵坐标表示炮点的线号，每一个圆点代表该相对坐标位置的炮点。
图4 异常单炮分布图Fig.4 Distribution of abnormal single shot
统计完异常单炮后，本文对工区所有炮点的各属性也进行了统计分析，属性统计平面图中（图5），横坐标同样表示炮点的点号，纵坐标表示炮点的线号，每一个圆点代表该相对坐标位置的炮点，该点的颜色代表炮点的属性值，浅色表示属性值较小，深色表示属性值较大。
图5 属性平面图Fig.5 Plane of attribute
4 结 论
本文测试了采集系统同监控主机通过FTP方法的联机方式。通过对煤田三维地震勘探项目野外数据采集进行了现场实时监控。对野外进行实时监控，能够及时的发现生产过程中的各种问题，保证了野外生产资料的品质。同时在实时监控结束后，对整束或工区所有数据进行统计分析，查看异常炮分布情况及工区资料的整体质量，对数据采集质量的提高以及后续资料的处理解释提供参考依据。
