基于gsr節(jié)點儀器+dss數(shù)字化系統(tǒng)的地震勘探采集技術(shù)

0高效采集參數(shù)、觀測系統(tǒng)條件的應(yīng)用,進行了針對土地國外的沙漠勘探區(qū)已經(jīng)有近10年的歷史了。2013年為滿足甲方勘探的需求,針對該區(qū)地下復(fù)雜地質(zhì)條件和沙漠地表環(huán)境狀況,同時綜合我們在該地區(qū)多年的采集技術(shù)攻關(guān)的成果,對采集參數(shù)、觀測系統(tǒng)進行優(yōu)化,提高炮檢點的采集密度,降低震源組合臺數(shù)。為了提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,項目引入GSR節(jié)點儀器和DSS數(shù)字化系統(tǒng)。經(jīng)過本次項目的成功運作,形成了GSR節(jié)點儀器+DSS數(shù)字化系統(tǒng)的系列采集技術(shù)。1dss系統(tǒng)介紹本項目采用數(shù)字化地震隊系統(tǒng)(DSS)實現(xiàn)高效采集作業(yè)。DSS(DigitalSeismicSystem)數(shù)字地震勘探系統(tǒng)是由DSC(Digital-SeismicCommand)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)和DSG(Digital-SeisGuidence)震源導航系統(tǒng)兩部分組成,DSS系統(tǒng)示意圖如圖1所示。1.1震源作業(yè)任務(wù)分配和監(jiān)控GSR節(jié)點采集數(shù)據(jù)是依靠GPS標準時間得到相關(guān)數(shù)據(jù),震源激發(fā)比較獨立。我們采用428XL儀器來同步兩臺震源激發(fā),并使用滑動掃描施工的方式進行作業(yè)生產(chǎn),同時采用DSC生產(chǎn)指揮系統(tǒng)進行震源作業(yè)任務(wù)分配和震源監(jiān)控。使用DSC系統(tǒng)可以在生產(chǎn)中及時調(diào)整各組震源作業(yè)任務(wù),使震源分布更加合理,在確保采集資料品質(zhì)的同時也提高了生產(chǎn)效率。各組震源采用數(shù)字化地震隊系統(tǒng)(DSG),同時給震源配備具有OmniStar星基差分技術(shù)的DGPS,實時控制組內(nèi)多臺震源實時導航作業(yè)。震源操作手可以通過導航系統(tǒng)實時看到自己與其它震源的位置信息,平板電腦上還同時顯示出震源距離目標點位的距離和本組震源組合中心距離下個炮點的距離,極大地方便了震源操作手到達指定位置,降低了震源組合中心的誤差,大幅提高了作業(yè)效率。1.2dsg/ohnistarps/gps信號分析推土機和震源安裝的DSG導航系統(tǒng)和高精度OmnistarGPS接收機,是為DSS系統(tǒng)提供高精度炮點成果的基礎(chǔ)。用OmniStar成果替代物探測量RTK放樣激發(fā)點成果。推土機安裝DSG導航系統(tǒng),清線過程中直接對無法到位的炮點進行優(yōu)化。室內(nèi)優(yōu)化推土機航跡,作為震源施工過程中的導航線,減少震源繞路時間,提高震源施工效率。用GlobalMapper進行航跡優(yōu)化;根據(jù)甲方炮點偏移原則進行室內(nèi)炮點優(yōu)化;將整理后推土機航跡和優(yōu)化好的炮點上傳至震源DSG導航系統(tǒng)。每臺震源安裝一臺DSG和OmniStarGPS接收機,震源操作手按照DSG內(nèi)的炮點和推土機航跡進行施工作業(yè)。GPS接收機天線安裝在震源平板的正上方,在震源啟振的同時獲得震源平板中心對應(yīng)的坐標和高程,并記錄在DSG平板電腦內(nèi)。每天下載成果后經(jīng)室內(nèi)質(zhì)控整理,得到并輸出炮點成果。2gsr節(jié)點質(zhì)量控制節(jié)點滑動掃描高效采集,不同于常規(guī)采集方法。GSR系統(tǒng)的野外數(shù)據(jù)采集部分由采集站、電池和檢波器串三部分組成。GSR采集站功能齊全,每站可以接收1~4道;裝有24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、高靈敏度內(nèi)置GPS接收器、內(nèi)置測試信號發(fā)生器、內(nèi)置4GB/8GB存儲卡,具有連續(xù)30天的采集能力和高速數(shù)據(jù)出口。GSR節(jié)點既具備常規(guī)儀器采集站的性能,又具有連續(xù)采集的特點,還避免了大線、交叉線傳輸數(shù)據(jù)時帶來的數(shù)傳問題(數(shù)據(jù)阻塞、斷排列、系統(tǒng)變慢),非常有利于多組震源的高效采集。對于GSR我們采用精細的管理模式,考慮到施工效率和其本身的采集特點,在野外加強監(jiān)控手段,在室內(nèi)提高優(yōu)化質(zhì)控手段,這樣最大化地保證了數(shù)據(jù)的準確性。形成了一套成熟的從野外到室內(nèi)的GSR節(jié)點儀器數(shù)據(jù)采集流程。2.1u3000生產(chǎn)穩(wěn)定后的gsr排列網(wǎng)查線是在野外監(jiān)控中最為關(guān)鍵的質(zhì)控措施,對于發(fā)現(xiàn)非正常工作狀態(tài)的GSR,現(xiàn)場立即更換。(1)2013年高密度三維采取24線采集、每道1串檢波器、2臺震源一組、4組震源沿檢波線方向采集、炮距25m,生產(chǎn)穩(wěn)定后平均日效3000炮左右,每天收線4~6條共約1500個GSR。2014年常規(guī)三維采取19線接收、5臺震源一組、單組垂直檢波線方向采集、炮距25m,日效1200炮左右,每天收線2~3條共約700個GSR。(2)有專門的收放GSR小組,可保證電瓶在使用前接好待查。為了保證GSR的狀態(tài)正常還專門制定了相關(guān)的排列復(fù)查流程,規(guī)定超過7天的排列需要復(fù)查。在2014年常規(guī)三維采集時,由于日效較低,造成排列較長時間不能收回,給電瓶供電造成很大壓力,我們將排列復(fù)查時間減少到每兩天進行一次。2.2gsr數(shù)據(jù)下載針對GSR的采集數(shù)據(jù)的特點,我們采取精細的GSR收放管理模式,確保采集數(shù)據(jù)的正確,形成了一套規(guī)范的作業(yè)程序和質(zhì)控流程。(1)儀器人員確認一條排列的GSR完成任務(wù)采集后,將GSR和小線收回到營地,同時清點數(shù)目,核對站號。(2)將GSR擺放置下載架上,利用GSR廠家為該節(jié)點配備的GeoReaper軟件設(shè)置采集參數(shù),并從GSR內(nèi)部下載數(shù)據(jù)到儀器的盤陣上。下載完成后對GSR進行測試,確認其各項技術(shù)指標正常,以便投入到新一輪的采集生產(chǎn)中。(3)原始下載的Raw格式數(shù)據(jù)通過自身軟件匹配輸出格式為原始連續(xù)道集記錄。生成的記錄是從該GSR上線采集到被收回的這段工作時間的記錄。例如一個GSR在線時間為6天,則生成6個1440道乘以60s的SGD數(shù)據(jù)。生成數(shù)據(jù)將一天的連續(xù)記錄劃分成以60s一道的連續(xù)記錄。2.3ps文件和dms文件分析室內(nèi)質(zhì)控主要是利用自主研發(fā)的Vibnode軟件對下載數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的GPS文件和RMS文件進行分析,對節(jié)點的位置、電瓶電量以及所處的環(huán)境噪音進行很好的監(jiān)控和管理。可以對野外放線質(zhì)量和GPS質(zhì)量進行檢查,能夠快速發(fā)現(xiàn)異常點,以便通知野外班組及時更換GSR或者電瓶。2.4gsr節(jié)點數(shù)據(jù)質(zhì)控由于GSR節(jié)點是從電瓶連接后開始記錄檢波器接收到的一切振動信息,無論震源是否在施工。本項目每天從野外返回1500個GSR,數(shù)據(jù)量在2TB左右,每天海量數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理速度提出了很大的挑戰(zhàn)。我們配備了充足的現(xiàn)場處理設(shè)備和數(shù)據(jù)存儲空間,并在下載單元與處理單元之間采用傳輸率為100Mb/s的光纖進行連接,確保數(shù)據(jù)處理及質(zhì)控的時效性。GSR節(jié)點儀器采集產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與以往常規(guī)儀器放炮產(chǎn)生的炮集數(shù)據(jù)不同,首先該數(shù)據(jù)是連續(xù)的未相關(guān)數(shù)據(jù),然后還是共檢波點道集數(shù)據(jù),并且沒有匹配的SPS關(guān)系文件。為了得到每個震次的相關(guān)數(shù)據(jù),識別共檢波點道集數(shù)據(jù),需要對原始數(shù)據(jù)進行質(zhì)控,對原始數(shù)據(jù)進行定觀。我們開發(fā)完善了SeisPro軟件和GeoEast處理軟件的模塊功能,形成了自有的軟件技術(shù)。SeisPro軟件界面如圖2所示。SeisPro軟件可以完成數(shù)據(jù)的坐標匹配、數(shù)據(jù)切分、道頭替換、數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)質(zhì)控、相關(guān)處理等功能。把GSR產(chǎn)生的連續(xù)道集數(shù)據(jù)輸出為相關(guān)后的共檢波點道集或炮集的數(shù)據(jù)。GSR節(jié)點數(shù)據(jù)是以共檢波點道集數(shù)據(jù)上交的。項目采用GeoEast處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的現(xiàn)場質(zhì)控,這是首次使用GeoEast對共檢波點道集數(shù)據(jù)進行處理,并且是在沒有與之對應(yīng)的SPS文件的情況下進行的,處理流程如下:(1)首先使用SeisPro軟件在數(shù)據(jù)切分過程中將炮檢點樁號、坐標及高程信息寫入SEG-D數(shù)據(jù)道頭里。(2)然后使用GeoEast軟件新開發(fā)的GeoMetry2DB模塊,從切分數(shù)據(jù)文件中提取出炮點、接收點的各類屬性(道頭字),并計算出網(wǎng)格定義信息,然后記錄到數(shù)據(jù)庫中。3剖面成像質(zhì)量顯著提高項目共281536炮,項目采集歷時100天,平均日效2816炮,最高日效3992炮,每天14.02kmGSR節(jié)點+DSS高效采集項目剖面成像質(zhì)量較以往剖面有了較大幅度的提高。就二維與三維對比來說,三維的構(gòu)造和斷層位置更加準確可信。二維與三維剖面對比圖如圖3所示。4gsr節(jié)點施工趨勢通過GSR無線節(jié)點采集設(shè)備在本項目的應(yīng)用,我們獲得以下認識:(1)GSR節(jié)點儀器的投入使得地面采集設(shè)備大幅減少,野外施工人員和運載車輛也相應(yīng)減少;在特殊地表,減少了傳統(tǒng)有線跨越公路、溝渠、河流等困難,對于大道數(shù)高效采集和特殊地形施工來說,節(jié)點施工將會成為一種趨勢。(2)室內(nèi)處理時,由于GSR接收的是連續(xù)數(shù)據(jù),包括了更多炮的信息,可以根據(jù)需要來抽取不同的觀測系統(tǒng)進行處理分析。(3)GSR節(jié)點儀器采集數(shù)據(jù)不受大線傳輸速度的影響,在排列足夠大的情況下可以實現(xiàn)超大道數(shù)全三維采集,生產(chǎn)效率可以得到更大的提高。(4)數(shù)字化地