動態(tài)效率統計分析在地震數據采集作業(yè)中的應用

石雙虎，張翊孟，單啟銅，魏 鐵，蔡敏貴，蔣連斌，王 欣

中國石油東方地球物理勘探有限責任公司（河北涿州072751）

■質量

動態(tài)效率統計分析在地震數據采集作業(yè)中的應用

石雙虎，張翊孟，單啟銅，魏 鐵，蔡敏貴，蔣連斌，王 欣

中國石油東方地球物理勘探有限責任公司（河北涿州072751）

隨著高效可控震源地震采集技術的快速發(fā)展，以及油價持續(xù)低迷導致地震勘探投入持續(xù)減少。因此如何提搞地震數據采集作業(yè)效率、降低地震采集的成本顯得越來越重要。通過多方位動態(tài)的效率統計分析，可以有的放矢地優(yōu)化地震采集作業(yè)，提高地震采集生產效率、降低生產成本。動態(tài)的生產效率統計分析兼具效率分析和質量控制的功能，對于采集成本的控制、投標報價及項目經濟分析、生產優(yōu)化組織及提高生產效率等具有重要的意義。

效率統計；地震數據采集；質量控制；項目管理；動態(tài)滑動掃描

在地震數據采集中，常規(guī)的生產效率統計分析主要集中在簡單的時效統計上，這種分析雖然能給生產組織者提供一些較為粗略的信息，但不能提供影響效率的因素和影響比重[1]。目前和將來一段時期內國際油價將維持在較低的水平，通過項目先期動態(tài)的效率分析，給生產組織者提供影響效率的主要因素及其影響比重，對于后續(xù)的生產組織優(yōu)化和提高生產效率有著重要的意義。通過對一些已經完成項目的動態(tài)生產效率統計分析，可以為后續(xù)的項目招投標進行經濟分析和提供項目優(yōu)化方案[2]。

1 常規(guī)效率統計分析

常規(guī)的地震數據采集效率統計分析主要偏重于生產效率的統計，而不能給出造成生產效率變動的具體因素。這個時效統計所呈現出來的就是項目24h生產時效的統計，每小時最高生產炮數為800炮，當天所放總炮數為12 796炮。這種粗糙的統計，既不能給出造成低產或高產的原因，也不能提供足夠的詳細信息讓生產組織者對生產情況分析，也就無法快速及時地提出針對性較強的措施以提高后續(xù)的生產效率。

2 動態(tài)效率統計分析內容

隨著高效可控震源地震采集技術的快速發(fā)展和推廣應用，智能化的生產效率統計分析軟件越來越重要，利用智能化的生產效率統計分析軟件，快速實現質量監(jiān)控和效率分析，從而避免大量廢炮的產生、減少因生產計劃打亂造成產量降低的幾率；另外，可以根據分析結果進行生產組織的優(yōu)化，從而提高野外施工人員的工作效率[1,3,4]。

在可控震源施工中，通過動態(tài)生產效率統計分析軟件能提供給質控人員、管理層直觀的用于了解野外產生廢炮、空炮及生產效率低下的信息，包括成果圖件及文本報告等，從而使得生產組織、質量控制的薄弱環(huán)節(jié)得以暴露，為提高生產效率提供了有力的支持[5]。

自主研發(fā)的KLSeisII軟件具有完善的生產效率動態(tài)統計分析功能。主要包括：動態(tài)滑動掃描生產效率統計分析、震源生產時效統計分析、震源效率統計分析和動態(tài)滑動掃描T-D檢查統計。

通過統計和分析可控震源箱體產生的震源屬性文件（.vaps或者.aps文件）中的時間信息、距離信息、平均（峰值）畸變、平均（峰值）相位及震源號等，根據輸入的震源屬性文件，可提供當天或者一段時期內以下幾方面的信息：可以統計當天或一段時間內具體是哪幾臺震源進行采集,各自放了多少炮,且以圖形的形式顯示出來；可以統計當天或一段時間內的采集時間和停工時間；可以統計當天或一段時間內的滑掃時間及滑掃炮數；可以粗略的根據畸變和相位閥值及坐標信息等統計當天或一段時間內的有效炮、廢炮及廢炮率；可以精確地統計當天或一段時間內的同步放炮情況，即有幾種一炮多響、各自有多少炮、每種情況所占的比重；可以統計每個小時的產量統計及最高時效；對不同時間和距離內炮的分布給以詳細說明；在后臺輸出統計報告,包括廢炮列表,代碼錯誤列表,廢炮率,滑掃時間等及上面所述的各種數據；可以統計幾天或幾十天，甚至整個項目的上述情況。

通過這些詳細的統計分析信息，生產組織管理者、質控人員可以針對性地改善和提高生產的各個環(huán)節(jié)。

圖1是動態(tài)滑掃統計分析圖，藍色的柱狀圖為一炮幾響的情況；紅色的柱狀圖是相隔幾秒放炮情況，綠色的柱狀圖是總炮數：從圖中坐標的數據樹中可以看到統計的是某年3月1～4日的數據。從綠色柱狀圖可以看到，總炮數為40 617炮，1炮1響的炮數總計36 907炮，占90.9%；1炮2響、1炮3響的炮數所占的比例很少，分別為3 590炮（8.8%）和120炮（0.3%）；1炮4響及以上的沒有，也就是同步激發(fā)的炮很少。另外，從紅色的柱狀圖可以看到，大部分炮的時間間隔集中在6s以上。從圖1可以看到，間隔6s所放的炮數為12 345炮，占總炮數的30.4%；大于10s所放的炮數為8 978炮，所占的比重為22.1%，也就是炮間間隔大于6s所放的炮數占的比重為52.5%，占總炮數的一半以上。由于同步的炮數所占的比重太小。因此需要想方設法提高同步激發(fā)的炮數才能有效提高生產效率、降低生產成本。

圖1 動態(tài)滑動掃描效率統計分析

圖2 是同一段時間生產時效分析，分兩部分，上部分為每臺震源每小時所放炮數的統計。從圖2可以看到，30號震源狀態(tài)較好，生產效率較高，而13、25、27號震源所放炮較少，可能存在維修和保養(yǎng)的問題。以前的維修和保養(yǎng)計劃需要更新。下部分為所有震源的時效統計，從圖2可以看到11~12時的時效最高，而7~8時及18~19時所放炮數較少。這是因為這2段時間是倒班時間，因此提高效率的重點是優(yōu)化倒班的計劃和提高倒班的效率效率，從而提高野外生產的效率。

圖3是震源效率統計分析圖，是統計每臺震源在某段時間內生產的炮數，橫坐標為震源號，縱坐標為相應的震源在所分析時期內的產量。從圖3可以看到在3月1~4日總共有32臺震源施工，8、11、17、20、21、27和30號震源施工效率最高，4天產量都在7 000炮以上，17和21號震源有些天已經達到8 695炮。28號震源4天總計生產3 102炮，說明這臺震源可能有問題，需要維護和保養(yǎng)。要想提高效率，需要多針對這臺震源進行維護和保養(yǎng)，并針對不同震源的狀態(tài)合理安排，優(yōu)化組織。從而提高產量。震源狀態(tài)不好的，要進行維護，震源狀態(tài)較好的，要進行保養(yǎng)，從而確保所有震源都具有一個較好的狀態(tài)，保證每臺震源在生產期間都能較好地完成生產任務。

圖2 生產時效統計分析圖

圖3 震源效率統計分析圖

圖4 是動態(tài)滑掃時間和距離統計分析圖。橫坐標為相鄰2炮的距離，縱坐標為相鄰2炮時間間隔。坐標軸與藍線所組成的區(qū)間是根據甲方提供的時間-距離規(guī)則定義的，其內的炮點為有問題的炮，屬于不符合時間距離規(guī)則的炮，包括交替掃描、滑動掃描和同步掃描距離不夠的炮，用紅點表示；藍色的點代表相隔時間大于18s所放的炮，共計6 555炮；粉色的點代表相隔時間大于6s且小于18s、相隔距離在6km以上所放的炮，共計60 912炮；淺綠色的點代表距離大于12km，不受時間約束所放的炮，共計32 347炮。從圖4中的統計和分析可知，這段時間所放的炮主要集中在滑動掃描區(qū)間，同步激發(fā)的炮較少，因此，生產效率提高的空間應該較大。生產有效炮共計99 829炮，無效炮為155炮，占比較小為0.16%，在可接受的范圍內。在動態(tài)滑動掃描中，要想提高生產效率，必須想方設法在規(guī)定的時間距離規(guī)則內，縮短放炮時間、增加同步激發(fā)炮數。

圖4 動態(tài)滑掃時間和距離統計分析圖

3 應用實例

東方公司某海外特大型三維項目，屬于典型的動態(tài)滑動掃描項目，按照距離和時間規(guī)則進行放炮，涉及交替掃描、滑動掃描、同步掃描、距離分離的同步掃描等多種放炮方式，滑動掃描時間為7s。震源臺數共30臺，2臺1組。優(yōu)化前18天生產動態(tài)滑掃統計分析圖，發(fā)現1炮2響的炮數為23 978炮，占總炮數的34.7%，1炮3響和1炮4響的炮數較少，分別為3.4%和0.2%，大部分炮的時間相隔大于7s，產量達不到預期。通過分析，認為主要有2個方面的原因。首先，震源分組太多，達16組，沒有足夠的備用震源，造成震源基本處于滿負荷運行，維護和保養(yǎng)較為緊張，震源狀態(tài)難以得到保障；其次，大號和小號邊震源分組平均分配、沒有錯落，這嚴重影響了同步放炮的幾率和項目的整體推進。針對這種情況，項目人員通過合理分配震源分組及按照施工難易程度動態(tài)的給震源分配任務，從而全力提高同步激發(fā)的幾率。首先將震源分組減少到12組，另外將每組震源之間的距離拉長到同步距離（6km）以上。另外，適當的將大號邊震源（H1、H2、H3、H4、H5）和小號邊震源（L1、L2、L3、L4、L5）錯落開來，保證在縱向方向上各組震源的距離也大于同步距離，如圖5，增加各震源組之間的距離，另外H0作為補炮震源，如有需要可以給以補充，從而減少因少數炮影響線束的整體推進的可能。另外震源組數的減少，給震源騰出了足夠的維護和保養(yǎng)時間，確保了震源的工作狀態(tài)。生產效率得到了較大的提高。優(yōu)化后18天的數據，從結果中可以看到，優(yōu)化方案后一段時間內震源同步激發(fā)的炮數得到了較大的提升，從原來的14.6%迅速提升到38.3%，生產效率得以提高，日生產增加近1 000炮。另外，通過甲方給定的時間距離規(guī)則，實時的對生產的炮進行質量監(jiān)控，及時發(fā)現不合格的炮，并安排足夠的備用震源進行補炮，推進了項目的整體進度，基本沒有不合格炮。

圖5 震源分組優(yōu)化

由于有了這些項目的運作經驗，東方公司在接下來類似項目的投標過程中優(yōu)化了震源的配置、對于生產效率有了科學的評估，從而降低了投標的風險、提升了競爭力，在目前油價持續(xù)低迷、甲方減少地震勘探投入的嚴峻形勢下，取得了多個類似的大型三維項目，并且目前已經開工。

4 結論

動態(tài)的生產效率統計分析兼具效率分析和質量控制的功能，因此對于采集成本的控制、投標報價及項目經濟分析、生產優(yōu)化組織和提高生產效率等具有重要的意義。

[1]石雙虎，鄧志文，段英杰，等．高效地震勘探數據采集智能化質控技術[J]．石油地球物理勘探，2013,48(s1):7-11,46.

[2]汪長輝,周恒,張慕剛,等.可控震源高效采集技術在利比亞的應用[J].石油地球物理勘探,2008,43(s2):94-97.

[3]王增波,黃少卿,王寶彬,等.獨立同步掃描炮集相關和拆分技術及其實現[J].石油地球物理勘探,2014,49(s1):114.

[4]周大同,周恒,張慕剛,等.可控震源施工效率估算方法[J].石油地球物理勘探,2008,43(s2):50-54.

[5]Jack Bouska.Distance separated simultaneous sweeping: Efficient 3D vibroseis acquisition in Oman[Z].SEG Expanded Abstracts 28,2009:1-5.

The rapid development of the vibroseis seismic acquisition technology with high efficiency and the continued low oil price led to seismic exploration investment continued to decline.Therefore,how to improve the efficiency of seismic data acquisition and reduce the cost of seismic acquisition becomes more and more important.It can be achieved to optimize seismic acquisition operation, improve the seismic acquisition production efficiency and reduce the production cost of seismic acquisition through the statistical analysis of dynamic efficiency.The statistical analysis of the dynamic production efficiency can both analyze the production efficiency and control the production quality,which is of important significance to the control of the seismic data acquisition cost,the bidding and project economic analysis,the organization optimization of production and the improvement of production efficiency.

efficiency statistics;seismic data acquisition;quality control;project management;dynamic sliding scan

立崗

2015-10-15

國家自然科學基金（編號：41364004）。

石雙虎（1980-），男，博士，高級工程師，現主要從事地震勘探數據采集和非常規(guī)油氣勘探與開發(fā)方面的研究。