地震數據轉儲與質量監控技術

王建鋒，郭明杰，孫 哲，魏振輝，趙宇龍，任艷永

(東方地球物理勘探有限責任公司采集技術中心 河北 涿州 072751)

0 引 言

隨著高密度高效/超高效采集技術以及節點采集技術的快速發展，野外采集的地震數據量呈幾何級增長。每天的數據量可達幾TB甚至幾十TB，面對如此海量數據，地震數據轉儲與質控工作任務繁重。目前現場一般都是采用NAS盤記錄地震數據，然后再在室內對數據進行備份、磁帶拷貝、質控、現場處理等工作[1-2]。這就需要一套單獨的軟件把地震數據從NAS盤轉儲到磁帶或磁盤陣列。目前野外常用的是Sercel公司的COPY+軟件，它可實現地震數據在NAS盤和磁帶間的轉換[3]。該軟件是一款付費軟件，僅支持Sercel儀器數據，適用性較窄，能夠拷貝磁帶但速度較低。對原始數據的質量控制一般都是通過現場處理軟件完成的，這就需要先解編再質控。可見，傳統方法基本都是通過串行方式實現上述工作的，速度慢、效率低，無法滿足海量數據快速高效轉儲的需求。

為解決此問題，通過研究形成了海量數據轉儲與質量監 控技術，并開發了具有自主知識產權的地震數據轉儲與質量監控軟件[4-5]。

1 地震數據轉儲與質量監控技術

地震數據轉儲與質量監控技術的關鍵就是把傳統串行工作方式改為并行方式，減少數據輸入輸出次數，提高現場質控效率，主要有以下幾個特點：

1)強大的適用性

支持SEGY、SEGD(包括SEGD Rev1.0、Rev 2.1、Rev 3.0)以及相關變種數據，適用于Sercel428/508、Zland/Z700、Hawk、Aries、RT System2、G3I以及GSR等多種儀器記錄數據格式。

2)多路同步輸出

支持磁盤或磁帶輸入，磁盤與磁帶多份多線程并行輸出。SEGD數據轉儲界面如圖1所示，只需讀取一次原始地震數據便可同時完成數據的拷貝、格式轉換和質量控制工作。

圖1 SEGD數據轉儲界面

3)地震數據格式轉換與模板

野外采集最終上交給甲方的地震數據一般就是原始數據，但有的甲方要求對數據進行格式轉換，經常是把SEGD轉換為SEGY。軟件支持SEGD->SEGY功能，模板可實現對輸出數據文件頭和道頭信息的修改，可以滿足不同用戶的個性化需求。還支持SEGD/SEGY->GeoEast,節省了GeoEast處理系統再次解編的時間，提高了現場處理效率。

4)輸出格式靈活、轉儲速度快

有2個方面的寫帶方式對寫帶速度影響很大：

第一是EOF(end of file)，文件結束標志。常規寫帶時每個文件后面會寫一個EOF，磁帶機就會需要一段時間做緩沖，這樣就降低了寫帶速度，而不寫EOF則會極大的提高寫帶速度。總大小相同的數據，選擇寫EOF時文件個數據越多寫帶速度越低。

第二是Blocking，即每個磁帶塊寫入數據的字節大小，一般都是道長的整數倍。塊的大小取決于磁帶機本身的性能，如IBM3592磁帶機每塊最大是2 MB。常規寫帶時，每個磁帶塊都是寫一個地震道，SEG規定可以寫多個地震道，這樣就會有效提高寫帶速度。

為了提高寫帶速率，軟件支持寫/不寫EOF和Blocking，用戶可根據甲方需求靈活的選擇寫帶方式。在采用不寫EOF和最大塊寫帶時，實際寫帶速度能接近磁帶機理論寫帶速度，最高可達200 MB/s以上。

需要注意是由于不同處理系統解編模塊的適用性不同，選擇的寫帶方式可能會影響磁帶解編，因此一定要與甲方溝通確定寫帶方式。

5)原始數據質量監控

可在拷貝數據的同時對原始數據進行質量控制，也可只進行質量監控。可對總壞道、死道、排列異常、炮能量等情況進行監控，自動判斷出可疑炮，放在列表中，供用戶進一步確定，可大大減輕海量數據人工監控的工作量。圖2是挑選出的壞道和死道類型的可疑炮。同時也可對指定的地震數據文件頭、道頭參數進行監控，確保數據完整。

圖2 自動挑選出的可疑炮

6)完善的輔助功能

磁帶檢查功能可對磁帶數據和磁盤數據進行比較，保證磁帶拷貝的準確性。提供了磁盤數據地震數據顯示功能，并可查看文件頭、道頭信息。數據解析功能可對磁盤或磁帶數據進行分析，用來檢查數據是否存在問題。

除此之外，每個功能都提供了豐富的日志文件，對數據道數、道長、采樣率等重要信息進行統計輸出，方便用戶檢查質控。

2 實際應用效果

地震數據轉儲與質量監控軟件已在國內外幾十個生產項目中得到廣泛應用，性能穩定，效率高，能夠有效解決實際生產中的問題，得到了各項目使用人員的認可。以下面2個實例來說明應用效果。

國外采集項目一

采用節點儀器施工，配備高速盤陣、光纖卡、3592-E07磁帶機等高性能設備。每天原始連續記錄的SEGD數據量為5-6T，儀器記錄2份帶。軟件負責把兩盤磁帶數據拷貝到磁盤，并在解編的同時進行質量監控，速度約為200 MB/s。由于原始SEGD數據的文件頭大于2MB，需占用多個磁帶塊(SEGD文件頭一般都是一個磁帶塊)，儀器自定義了文件頭的寫帶方式，導致常規拷貝軟件或處理系統不能支持，難以解編。

軟件的SEGD磁帶解編方法可自動分析SEGD數據結構，適用性強，很好地解決了該問題。

項目每天切分產生的檢波點道集數據量為5-6T，軟件實現把數據從盤陣拷貝到磁帶，雙份輸出的平均速度可達229 MB/s。軟件還實現了再把2份磁帶數據拷貝到磁盤，然后與原始數據對比檢查工作。

檢波點道集磁帶輸出(2盤帶)如圖3所示。

國外采集項目二

圖3 檢波點道集磁帶輸出 (2盤帶)

使用的是Sercel428儀器，采集生成的是SEGD數據，但甲方要求上交SEGY數據，且要求把SEGD數據和SPS中的某些信息按一定格式輸出到SEGY道頭指定位置。COPY+軟件是不支持的，現場處理系統也是很難實現的，使用本軟件的SEGD->SEGY和模板功能經過一次數據轉儲便可同時生成一份SEGD和2份SEGY磁帶(1盤備份)，操作簡單、速度快，很好的完成了任務。

3 結束語

地震數據轉儲與質量監控技術在越來越多的生產項目中得到了應用，取得了很好的效果，滿足了每天海量數據(16T)快速轉儲與質控的需求。需要說明的是高速轉儲是建立在高性能的網絡和硬件環境基礎上的。