地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)

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(zé)任公司采集技術(shù)中心 河北 涿州 072751)

0 引 言

隨著高密度高效/超高效采集技術(shù)以及節(jié)點(diǎn)采集技術(shù)的快速發(fā)展，野外采集的地震數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)增長(zhǎng)。每天的數(shù)據(jù)量可達(dá)幾TB甚至幾十TB，面對(duì)如此海量數(shù)據(jù)，地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)控工作任務(wù)繁重。目前現(xiàn)場(chǎng)一般都是采用NAS盤記錄地震數(shù)據(jù)，然后再在室內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份、磁帶拷貝、質(zhì)控、現(xiàn)場(chǎng)處理等工作[1-2]。這就需要一套單獨(dú)的軟件把地震數(shù)據(jù)從NAS盤轉(zhuǎn)儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)在NAS盤和磁帶間的轉(zhuǎn)換[3]。該軟件是一款付費(fèi)軟件，僅支持Sercel儀器數(shù)據(jù)，適用性較窄，能夠拷貝磁帶但速度較低。對(duì)原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制一般都是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)處理軟件完成的，這就需要先解編再質(zhì)控?？梢姡瑐鹘y(tǒng)方法基本都是通過(guò)串行方式實(shí)現(xiàn)上述工作的，速度慢、效率低，無(wú)法滿足海量數(shù)據(jù)快速高效轉(zhuǎn)儲(chǔ)的需求。

為解決此問題，通過(guò)研究形成了海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)量監(jiān) 控技術(shù)，并開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)量監(jiān)控軟件[4-5]。

1 地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)

地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)的關(guān)鍵就是把傳統(tǒng)串行工作方式改為并行方式，減少數(shù)據(jù)輸入輸出次數(shù)，提高現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)控效率，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)強(qiáng)大的適用性

支持SEGY、SEGD(包括SEGD Rev1.0、Rev 2.1、Rev 3.0)以及相關(guān)變種數(shù)據(jù)，適用于Sercel428/508、Zland/Z700、Hawk、Aries、RT System2、G3I以及GSR等多種儀器記錄數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)界面如圖1所示，只需讀取一次原始地震數(shù)據(jù)便可同時(shí)完成數(shù)據(jù)的拷貝、格式轉(zhuǎn)換和質(zhì)量控制工作。

圖1 SEGD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)界面

3)地震數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與模板

野外采集最終上交給甲方的地震數(shù)據(jù)一般就是原始數(shù)據(jù)，但有的甲方要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，經(jīng)常是把SEGD轉(zhuǎn)換為SEGY。軟件支持SEGD->SEGY功能，模板可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出數(shù)據(jù)文件頭和道頭信息的修改，可以滿足不同用戶的個(gè)性化需求。還支持SEGD/SEGY->GeoEast,節(jié)省了GeoEast處理系統(tǒng)再次解編的時(shí)間，提高了現(xiàn)場(chǎng)處理效率。

4)輸出格式靈活、轉(zhuǎn)儲(chǔ)速度快

有2個(gè)方面的寫帶方式對(duì)寫帶速度影響很大：

第一是EOF(end of file)，文件結(jié)束標(biāo)志。常規(guī)寫帶時(shí)每個(gè)文件后面會(huì)寫一個(gè)EOF，磁帶機(jī)就會(huì)需要一段時(shí)間做緩沖，這樣就降低了寫帶速度，而不寫EOF則會(huì)極大的提高寫帶速度?？偞笮∠嗤臄?shù)據(jù)，選擇寫EOF時(shí)文件個(gè)數(shù)據(jù)越多寫帶速度越低。

第二是Blocking，即每個(gè)磁帶塊寫入數(shù)據(jù)的字節(jié)大小，一般都是道長(zhǎng)的整數(shù)倍。塊的大小取決于磁帶機(jī)本身的性能，如IBM3592磁帶機(jī)每塊最大是2 MB。常規(guī)寫帶時(shí)，每個(gè)磁帶塊都是寫一個(gè)地震道，SEG規(guī)定可以寫多個(gè)地震道，這樣就會(huì)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(jù)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(shí)，實(shí)際寫帶速度能接近磁帶機(jī)理論寫帶速度，最高可達(dá)200 MB/s以上。

需要注意是由于不同處理系統(tǒng)解編模塊的適用性不同，選擇的寫帶方式可能會(huì)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(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控

可在拷貝數(shù)據(jù)的同時(shí)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，也可只進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。可對(duì)總壞道、死道、排列異常、炮能量等情況進(jìn)行監(jiān)控，自動(dòng)判斷出可疑炮，放在列表中，供用戶進(jìn)一步確定，可大大減輕海量數(shù)據(jù)人工監(jiān)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(shí)也可對(duì)指定的地震數(shù)據(jù)文件頭、道頭參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)完整。

圖2 自動(dòng)挑選出的可疑炮

6)完善的輔助功能

磁帶檢查功能可對(duì)磁帶數(shù)據(jù)和磁盤數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，保證磁帶拷貝的準(zhǔn)確性。提供了磁盤數(shù)據(jù)地震數(shù)據(jù)顯示功能，并可查看文件頭、道頭信息。數(shù)據(jù)解析功能可對(duì)磁盤或磁帶數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用來(lái)檢查數(shù)據(jù)是否存在問題。

除此之外，每個(gè)功能都提供了豐富的日志文件，對(duì)數(shù)據(jù)道數(shù)、道長(zhǎng)、采樣率等重要信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)輸出，方便用戶檢查質(zhì)控。

2 實(shí)際應(yīng)用效果

地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)量監(jiān)控軟件已在國(guó)內(nèi)外幾十個(gè)生產(chǎn)項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用，性能穩(wěn)定，效率高，能夠有效解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題，得到了各項(xiàng)目使用人員的認(rèn)可。以下面2個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明應(yīng)用效果。

國(guó)外采集項(xiàng)目一

采用節(jié)點(diǎn)儀器施工，配備高速盤陣、光纖卡、3592-E07磁帶機(jī)等高性能設(shè)備。每天原始連續(xù)記錄的SEGD數(shù)據(jù)量為5-6T，儀器記錄2份帶。軟件負(fù)責(zé)把兩盤磁帶數(shù)據(jù)拷貝到磁盤，并在解編的同時(shí)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，速度約為200 MB/s。由于原始SEGD數(shù)據(jù)的文件頭大于2MB，需占用多個(gè)磁帶塊(SEGD文件頭一般都是一個(gè)磁帶塊)，儀器自定義了文件頭的寫帶方式，導(dǎo)致常規(guī)拷貝軟件或處理系統(tǒng)不能支持，難以解編。

軟件的SEGD磁帶解編方法可自動(dòng)分析SEGD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，適用性強(qiáng)，很好地解決了該問題。

項(xiàng)目每天切分產(chǎn)生的檢波點(diǎn)道集數(shù)據(jù)量為5-6T，軟件實(shí)現(xiàn)把數(shù)據(jù)從盤陣拷貝到磁帶，雙份輸出的平均速度可達(dá)229 MB/s。軟件還實(shí)現(xiàn)了再把2份磁帶數(shù)據(jù)拷貝到磁盤，然后與原始數(shù)據(jù)對(duì)比檢查工作。

檢波點(diǎn)道集磁帶輸出(2盤帶)如圖3所示。

國(guó)外采集項(xiàng)目二

圖3 檢波點(diǎn)道集磁帶輸出 (2盤帶)

使用的是Sercel428儀器，采集生成的是SEGD數(shù)據(jù)，但甲方要求上交SEGY數(shù)據(jù)，且要求把SEGD數(shù)據(jù)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(xiàn)場(chǎng)處理系統(tǒng)也是很難實(shí)現(xiàn)的，使用本軟件的SEGD->SEGY和模板功能經(jīng)過(guò)一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)便可同時(shí)生成一份SEGD和2份SEGY磁帶(1盤備份)，操作簡(jiǎn)單、速度快，很好的完成了任務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)在越來(lái)越多的生產(chǎn)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，取得了很好的效果，滿足了每天海量數(shù)據(jù)(16T)快速轉(zhuǎn)儲(chǔ)與質(zhì)控的需求。需要說(shuō)明的是高速轉(zhuǎn)儲(chǔ)是建立在高性能的網(wǎng)絡(luò)和硬件環(huán)境基礎(chǔ)上的。