428XL儀器放炮常見錯誤的解決辦法

代偉明，朱 峰，晉為真，石一青

(中石化地球物理公司華東分公司 江蘇 揚州 225007)

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·經驗交流·

428XL儀器放炮常見錯誤的解決辦法

代偉明，朱 峰，晉為真，石一青

(中石化地球物理公司華東分公司 江蘇 揚州 225007)

428XL采集系統采用SEG-D格式存儲地震數據。探討了野外地震勘探過程中，通過數據處理解決以下三個常見錯誤：因生產原因導致的文件號及放炮時間錯誤；炮點線號及樁號錯誤；地震道數據極性反向。實踐證明，采用該方法可以保證采集數據質量，提高生產效率，避免重新打井放炮，節省成本。

428XL采集系統；SEG-D數據格式；頭段；文件號；極性；反向

0 引 言

428XL采集系統是法國SERCEL公司為了應對地球物理行業對更多地震道數、更高精度數字檢波器以及觀測系統更大靈活性的需求而推出的新一代地震數據采集系統[1]。428XL儀器所采集到的地震數據主要是按SEG-D格式編排，以地震數據文件形式存儲于網絡存儲器(NAS)中。與傳統的磁帶記錄模式相比，NAS數據讀寫速度更快，實現了數據存儲零等待。儀器性能的改進，使得每天完成的放炮數量激增，在作業中難免會出現誤操作，按照傳統的流程，這些地震記錄只能作廢，甚至要求重新打井補炮。通過對SEG-D格式的分析，筆者發現通過對數據進行處理，可以解決不少常見問題，提高生產效率，節省成本。

1 SEG-D格式簡介

SEG-D格式最早是由SEG協會在1975年頒布的，該協會后來又分別于1994年和1996年頒布了兩個更新的SEG-D格式標準(版本1和版本2)[2]。428XL地震儀器支持這兩種版本，但實際生產中，所有用戶基本都采用版本1。本文主要探討428XL儀器SEG-D 文件版本1數據格式。

1.1 SEG-D數據文件格式編排

428XL儀器所采用的SEG-D格式版本1的數據格式編排示意圖如圖1所示[3]。可見，單個數據文件包含一個文件頭段數據塊，按順序編排的若干個獨立的記錄道數據塊，每個數據塊之間由數據塊間隔(IBG)分隔，直到最后以EOF結束單個文件。

圖1 SEG-D數據文件格式編排示意圖

1.1.1 文件頭段

SEG-D數據文件頭段格式如圖2所示。其中，頭段包含3個常規頭段，16個地震道組，1個擴展頭段和1個外部頭段。其中，常規頭段數據塊#1包含文件號、施工年份、日期、時間等；常規頭段數據塊#2包含擴展文件號、擴展記錄長度等；常規頭段數據塊#3包含擴展文件號、震源測線號、震源點號等；擴展頭段包含記錄長度、采樣率、排列記錄道數、輔助道數、地震記錄總道數、炮號、作業線束名等；外部頭段主要用于注釋。

常規頭段數據塊#1常規頭段數據塊#2常規頭段數據塊#3地震道組#1…………地震道組#16擴展頭段外部頭段32bvtes32bvtes32bvtes32bvtes32bvtes1024bvtes1024bvtes

圖2 SEG-D數據文件頭段格式編排示意圖

1.1.2 記錄道數據塊

記錄道數據塊格式編排如圖3所示。每一個按順序編排的獨立的記錄道數據塊均包括道頭、7個道頭擴展數據和記錄道數據。其中道頭20字節，道頭擴展數據塊均為32字節。

圖3 SEG-D數據文件記錄道數據塊格式編排示意圖

2 放炮中的常見錯誤及解決辦法

2.1 放炮順序及文件號錯誤

在實際生產中，多種原因會導致文件號重復或者顛倒。比如，在井深和能量試驗中，施工組下達的任務書會明確要求放炮順序，要求野外在施工時嚴格遵守。但是野外環境多變，有時候條件不允許，只能臨時變通，否則生產無法完成。此時，就需要人工修改文件號及放炮時間，滿足甲方的試驗要求。

下面舉例說明：將文件號3194的SEG-D文件修改成文件號3317，并將生產日期改為2014年1月6日，放炮時間改為23:36:42，炮序號改為513。

這里實際上需要修改三項內容：修改日期和時間；修改文件號；修改炮序號(Shot Id)。

1)修改日期和時間

查閱手冊[3]可知，生產日期和時間存儲在文件頭段的常規頭段數據塊#1中，如圖2所示。其中第11字節(BCD格式)表示施工年份的最后兩位數(0～99)，第12～13字節(BCD格式)以省略日表示施工的日期(1～366)，第14～16字節(BCD格式)表示放炮時間(時：分：秒)。用UltraEdit超級編輯器軟件以16進制格式打開3194文件，找到第1行，可以看到其值為十六進制數13 23 58 00 04 12，表示為2013年第358天(2013年12月24日)生產的，放炮時間為00:04:12。直接將其改為14 20 06 23 36 42即可，如圖4所示。

圖4 UltraEdit軟件打開SEG-D數據文件示意圖

2)修改文件號

文件號的存放位置較多。首先，文件號存儲在文件頭段的常規頭段數據塊#1中的第1～2字節(BCD格式)，字節內的值是四位數(0～9 999)，如果文件號大于9 999，則設置為FFFF并使用擴展文件號。其次，常規頭段數據塊#2和3中的第1～3字節(bin無符號二進制格式，下同)也存儲了擴展文件號。其三，每一個記錄道數據塊中的道頭部分的第1～2字節也用于記錄文件號(0～9 999)，如果大于9 999，則設置為FFFF，并使用擴展文件號；第4字節表示地震道組號，取值為01，表示為輔助道，取值為02，則表示地震道；第18～20字節(bin格式)表示擴展文件編號。

本例中，將3 194改為3 317，均小于9 999，故用不到擴展文件號。具體的修改方法如下：

(1)修改常規頭段數據

用UltraEdit軟件打開3 194文件，直接修改第1行(常規頭段數據塊#1)1～2字節，將3 194改為3 317；分別將第3行(常規頭段數據塊#2)和第5行(常規頭段數據塊#3)的第1～3字節內容由00 0C 7A 改為00 0C F5。注意，C7A對應的十進制數為3 194，CF5對應的十進制數為3 317。

(2)修改記錄道數據塊

由于每一個記錄道(含輔助道和地震道)均包含有道頭數據，每一個道頭中均存儲了文件號，因此需要對所有記錄道進行修改[4]。對于動輒數千乃至上萬道生產的記錄，手工逐道修改費時費力。可以參考以下步驟批量修改。

首先檢查記錄中包含輔助道和地震道的確切數量。用UltraEdit軟件打開3 194文件，分別查看其中第7行(地震道組#1)和第9行(地震道組#2)的第9～10字節，如圖4所示，分別為00 03和44 80，表明該炮輔助道有3道，地震道有4 480道。

查閱記錄道數據塊的道頭定義可知，第3字節為01，第4字節為01或02。其中，第4字節為01，表示輔助道，02則表示地震道。如果將這兩個字節與前面的第1～2字節連到一起，就可作為一個特征編碼，便于批量查詢和替換。將光標定位到文件頭位置，從菜單選擇“替換”，輸入31940101，點擊“全部替換”，批量替換成“33170101”，替換時，會提示總共有3個項目完成替換。再次將光標定位到文件頭位置，從菜單選擇“替換”，輸入“31940102”，批量替換成“33170102”，替換時，會提示總共有4 480個項目完成替換，如圖5所示。表明整個數據文件的4 483道(含輔助道)道頭數據修改無誤。將修改過的文件換名成“3317.segd”保存，至此，文件號的修改完畢。

圖5 利用批量替換修改各道頭文件號示意圖

(3)修改炮序號

文件頭段數據塊的擴展頭段中，第37～40字節，用于存儲炮序號(Shot Id)。擴展頭段之前有3個常規頭段，16個地震道組，總計19×32=608個字節，再加上32個字節，為640，轉換成十六進制則為280 h。打開該數據文件，找到位于十六進制第0280 h行第5字節，相當于擴展頭段的第37字節，讀取到該值為00 00 02 02，轉換到十進制為514。現欲改為513，則將該值改為00 00 02 01并存儲。修改過的該字段數據如圖4所示。

必須指出，如果僅僅修改常規頭段數據，該文件在428XL儀器中回放會顯示文件號已經更改，但如果采用PROMAX現場處理系統進行單炮顯示，文件號仍然為修改前的。因此，文件號的修改必須徹底。此外，由于本例中文件號小于9 999，并未用到記錄道數據塊中道頭的第18～20字節，該字節為擴展文件編號，所以不用修改。如果實際文件號大于9 999，則該字節必須修改。

2.2 炮線號及炮點號錯誤

在野外施工中，難免偶爾放錯炮。以三維束狀生產時，同一排炮點很容易放錯炮。這時，無論是炮點錯報樁號還是儀器誤操作，都必須加以補救。如果是炮點線名錯誤、炮點樁號正確，可在儀器班報上備注清楚，或者補炮。不管是哪種方法，都是不得已而為之[5]。實際上，通過修改數據文件相應頭段字節，可以加以彌補。

下面舉例說明：將3317文件的炮點號、炮線號由2060.5、1804改為2064.5、1802。

查閱手冊可知，常規頭段數據塊#3中第4～8字節(bin格式)表示炮線號；第9～13字節(bin格式)表示炮點號。用UltraEdit軟件打開3 317文件，讀取該文件第5行第4～8字節，其值為00 07 0C，轉換為十進制為1804，將其改為00 07 0A(十進制為1802)。如圖4所示。讀取第9～13字節，其值為00 08 0C 80 00。前三個字節為炮點的整數位，轉換到十進制為2060，后兩個字節為小數位。將80 00轉換到十進制的小數位，正好是0.5。因此將該字段修改為00 08 10 80 00，轉換成十進制數為2 064.5。修改后存盤，通過儀器主機或現場處理機讀取顯示，數據文件正常。

2.3 某道極性反向錯誤

物探儀器及相關技術發展的今天，在野外采用428XL儀器放炮已經很難見到一次某道極性反向的問題。盡管目前的處理技術可以很方便的將極性反向的地震道反轉過來，但出于對原始記錄的保護，在儀器上不允許進行修改。因此，一旦遇到野外某道極性反向，施工中又沒有及時發現，往往影響到資料評價。如圖6所示。

圖6 利用程序實現道極性反轉

428XL儀器每個記錄道的數據采用32位浮點IEEE多路解編格式，按照每一個樣本存儲到文件的順序，其中第1位為符號，第2～9位為指數，第10～32位為底數。可見，每個數據樣本的最高位是該數據的符號位。只要將符號位數據反向，就可實現該道的極性反轉。筆者利用C++編程實現了該功能[6]。具體的程序不再羅列。經過測試，反向后的數據讀取和顯示正常。

3 結 語

上述三個問題都是施工過程中比較常見典型問題，如果沒有切實可行的辦法解決，只能采取補炮或空炮方式來彌補。本文通過對SEG-D格式的深入研究和對地震道數據的精確定位讀取與修正，并結合野外生產實踐，編寫一些實用的程序探討，可以解決上述常見施工錯誤，在一定程度上現場控制野外采集數據質量，提高生產效率，節省成本。該方法筆者已在野外使用多年，切實可行，僅供同行參考。

[1] Sercel. 428XL V5.0 installation manual [EB/OL]. ftp://ftp.sercel.com/land /user_manuals/428XL/English/version5.0/ 428XL_v5_Installation_0311428.pdf，2015-02-01.

[2] 晉為真. SEG-D格式磁帶解編簡介[J]. 物探裝備, 2003, 13(4): 274-277,279.

[3] Sercel. 428XL V5. 0 user’s manual vol. 1 [EB/OL]. ftp://ftp.sercel.com/land /user_manuals/428XL/English/version5.0/ 428XL_v5_User1_0311430.pdf，2015-02-01.

[4] 吳莉莉,劉益成. 408UL的SEGD格式及其用法實例[J]. 物探裝備,2003,13(2):77-80，142.

[5] 孫華東,劉衛平,夏 穎,等. SEG-D文件在野外大規模排列工作中的應用探討[J]. 物探裝備,2013,23(6):390-392，402.

[6] 吳莉莉, 劉益成. 在VC++6. 0下讀取408UL 的SEG-D format 4.0[J]. 石油儀器, 2003,17(2): 37-39.

Solution of the Common Mistakes in the Blasting of the 428XL Instrument

DAI Weiming, ZHU Feng, JIN Weizhen, SHI Yiqing

(SinopecGeophysicalCorporationJiangsuBranch,Yangzhou,Jiangsu225007,China)

The 428XL acquisition system adopts SEG-D format to store seismic data. This article probes into the field in the process of seismic exploration, through data processing to solve the following three common problems: the file number and shooting time error; source point and source line number errors; the seismic trace data polarity error. Practice has proved that this method can ensure the quality of collected data, improve the production efficiency, avoid re-drilling and re-shooting, and saves cost.

428XL instrument; SEG-D data format; file header block; file number; polarity; reverse

代偉明，男，1972年生，高級工程師，1993年畢業于江漢石油學院電子儀器及測量技術專業，現從事地震勘探儀器現場技術支持與管理工作。E-mail: daiwim@qq.com

P631.4

A

2096-0077(2016)05-0080-03

2015-11-25 編輯：韓德林)