基于gsr节点仪器+dss数字化系统的地震勘探采集技术

基于gsr节点仪器+dss数字化系统的地震勘探采集技术

0高效采集参数、观测系统条件的应用,进行了针对土地国外的沙漠勘探区已经有近10年的历史了。2013年为满足甲方勘探的需求,针对该区地下复杂地质条件和沙漠地表环境状况,同时综合我们在该地区多年的采集技术攻关的成果,对采集参数、观测系统进行优化,提高炮检点的采集密度,降低震源组合台数。为了提高生产效率和质量,项目引入GSR节点仪器和DSS数字化系统。经过本次项目的成功运作,形成了GSR节点仪器+DSS数字化系统的系列采集技术。1dss系统介绍本项目采用数字化地震队系统(DSS)实现高效采集作业。DSS(DigitalSeismicSystem)数字地震勘探系统是由DSC(Digital-SeismicCommand)生产指挥系统和DSG(Digital-SeisGuidence)震源导航系统两部分组成,DSS系统示意图如图1所示。1.1震源作业任务分配和监控GSR节点采集数据是依靠GPS标准时间得到相关数据,震源激发比较独立。我们采用428XL仪器来同步两台震源激发,并使用滑动扫描施工的方式进行作业生产,同时采用DSC生产指挥系统进行震源作业任务分配和震源监控。使用DSC系统可以在生产中及时调整各组震源作业任务,使震源分布更加合理,在确保采集资料品质的同时也提高了生产效率。各组震源采用数字化地震队系统(DSG),同时给震源配备具有OmniStar星基差分技术的DGPS,实时控制组内多台震源实时导航作业。震源操作手可以通过导航系统实时看到自己与其它震源的位置信息,平板电脑上还同时显示出震源距离目标点位的距离和本组震源组合中心距离下个炮点的距离,极大地方便了震源操作手到达指定位置,降低了震源组合中心的误差,大幅提高了作业效率。1.2dsg/ohnistarps/gps信号分析推土机和震源安装的DSG导航系统和高精度OmnistarGPS接收机,是为DSS系统提供高精度炮点成果的基础。用OmniStar成果替代物探测量RTK放样激发点成果。推土机安装DSG导航系统,清线过程中直接对无法到位的炮点进行优化。室内优化推土机航迹,作为震源施工过程中的导航线,减少震源绕路时间,提高震源施工效率。用GlobalMapper进行航迹优化;根据甲方炮点偏移原则进行室内炮点优化;将整理后推土机航迹和优化好的炮点上传至震源DSG导航系统。每台震源安装一台DSG和OmniStarGPS接收机,震源操作手按照DSG内的炮点和推土机航迹进行施工作业。GPS接收机天线安装在震源平板的正上方,在震源启振的同时获得震源平板中心对应的坐标和高程,并记录在DSG平板电脑内。每天下载成果后经室内质控整理,得到并输出炮点成果。2gsr节点质量控制节点滑动扫描高效采集,不同于常规采集方法。GSR系统的野外数据采集部分由采集站、电池和检波器串三部分组成。GSR采集站功能齐全,每站可以接收1~4道;装有24位模数转换器、高灵敏度内置GPS接收器、内置测试信号发生器、内置4GB/8GB存储卡,具有连续30天的采集能力和高速数据出口。GSR节点既具备常规仪器采集站的性能,又具有连续采集的特点,还避免了大线、交叉线传输数据时带来的数传问题(数据阻塞、断排列、系统变慢),非常有利于多组震源的高效采集。对于GSR我们采用精细的管理模式,考虑到施工效率和其本身的采集特点,在野外加强监控手段,在室内提高优化质控手段,这样最大化地保证了数据的准确性。形成了一套成熟的从野外到室内的GSR节点仪器数据采集流程。2.1u3000生产稳定后的gsr排列网查线是在野外监控中最为关键的质控措施,对于发现非正常工作状态的GSR,现场立即更换。(1)2013年高密度三维采取24线采集、每道1串检波器、2台震源一组、4组震源沿检波线方向采集、炮距25m,生产稳定后平均日效3000炮左右,每天收线4~6条共约1500个GSR。2014年常规三维采取19线接收、5台震源一组、单组垂直检波线方向采集、炮距25m,日效1200炮左右,每天收线2~3条共约700个GSR。(2)有专门的收放GSR小组,可保证电瓶在使用前接好待查。为了保证GSR的状态正常还专门制定了相关的排列复查流程,规定超过7天的排列需要复查。在2014年常规三维采集时,由于日效较低,造成排列较长时间不能收回,给电瓶供电造成很大压力,我们将排列复查时间减少到每两天进行一次。2.2gsr数据下载针对GSR的采集数据的特点,我们采取精细的GSR收放管理模式,确保采集数据的正确,形成了一套规范的作业程序和质控流程。(1)仪器人员确认一条排列的GSR完成任务采集后,将GSR和小线收回到营地,同时清点数目,核对站号。(2)将GSR摆放置下载架上,利用GSR厂家为该节点配备的GeoReaper软件设置采集参数,并从GSR内部下载数据到仪器的盘阵上。下载完成后对GSR进行测试,确认其各项技术指标正常,以便投入到新一轮的采集生产中。(3)原始下载的Raw格式数据通过自身软件匹配输出格式为原始连续道集记录。生成的记录是从该GSR上线采集到被收回的这段工作时间的记录。例如一个GSR在线时间为6天,则生成6个1440道乘以60s的SGD数据。生成数据将一天的连续记录划分成以60s一道的连续记录。2.3ps文件和dms文件分析室内质控主要是利用自主研发的Vibnode软件对下载数据时产生的GPS文件和RMS文件进行分析,对节点的位置、电瓶电量以及所处的环境噪音进行很好的监控和管理。可以对野外放线质量和GPS质量进行检查,能够快速发现异常点,以便通知野外班组及时更换GSR或者电瓶。2.4gsr节点数据质控由于GSR节点是从电瓶连接后开始记录检波器接收到的一切振动信息,无论震源是否在施工。本项目每天从野外返回1500个GSR,数据量在2TB左右,每天海量数据给数据传输和数据处理速度提出了很大的挑战。我们配备了充足的现场处理设备和数据存储空间,并在下载单元与处理单元之间采用传输率为100Mb/s的光纤进行连接,确保数据处理及质控的时效性。GSR节点仪器采集产生的数据与以往常规仪器放炮产生的炮集数据不同,首先该数据是连续的未相关数据,然后还是共检波点道集数据,并且没有匹配的SPS关系文件。为了得到每个震次的相关数据,识别共检波点道集数据,需要对原始数据进行质控,对原始数据进行定观。我们开发完善了SeisPro软件和GeoEast处理软件的模块功能,形成了自有的软件技术。SeisPro软件界面如图2所示。SeisPro软件可以完成数据的坐标匹配、数据切分、道头替换、数据加载、数据质控、相关处理等功能。把GSR产生的连续道集数据输出为相关后的共检波点道集或炮集的数据。GSR节点数据是以共检波点道集数据上交的。项目采用GeoEast处理系统进行数据的现场质控,这是首次使用GeoEast对共检波点道集数据进行处理,并且是在没有与之对应的SPS文件的情况下进行的,处理流程如下:(1)首先使用SeisPro软件在数据切分过程中将炮检点桩号、坐标及高程信息写入SEG-D数据道头里。(2)然后使用GeoEast软件新开发的GeoMetry2DB模块,从切分数据文件中提取出炮点、接收点的各类属性(道头字),并计算出网格定义信息,然后记录到数据库中。3剖面成像质量显著提高项目共281536炮,项目采集历时100天,平均日效2816炮,最高日效3992炮,每天14.02kmGSR节点+DSS高效采集项目剖面成像质量较以往剖面有了较大幅度的提高。就二维与三维对比来说,三维的构造和断层位置更加准确可信。二维与三维剖面对比图如图3所示。4gsr节点施工趋势通过GSR无线节点采集设备在本项目的应用,我们获得以下认识:(1)GSR节点仪器的投入使得地面采集设备大幅减少,野外施工人员和运载车辆也相应减少;在特殊地表,减少了传统有线跨越公路、沟渠、河流等困难,对于大道数高效采集和特殊地形施工来说,节点施工将会成为一种趋势。(2)室内处理时,由于GSR接收的是连续数据,包括了更多炮的信息,可以根据需要来抽取不同的观测系统进行处理分析。(3)GSR节点仪器采集数据不受大线传输速度的影响,在排列足够大的情况下可以实现超大道数全三维采集,生产效率可以得到更大的提高。(4)数字化地