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(zé)任公司（河北涿州072751）

■質(zhì)量

動(dòng)態(tài)效率統(tǒng)計(jì)分析在地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)中的應(yīng)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(zé)任公司（河北涿州072751）

隨著高效可控震源地震采集技術(shù)的快速發(fā)展，以及油價(jià)持續(xù)低迷導(dǎo)致地震勘探投入持續(xù)減少。因此如何提搞地震數(shù)據(jù)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(dòng)態(tài)的效率統(tǒng)計(jì)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(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析兼具效率分析和質(zhì)量控制的功能，對(duì)于采集成本的控制、投標(biāo)報(bào)價(jià)及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析、生產(chǎn)優(yōu)化組織及提高生產(chǎn)效率等具有重要的意義。

效率統(tǒng)計(jì)；地震數(shù)據(jù)采集；質(zhì)量控制；項(xiàng)目管理；動(dòng)態(tài)滑動(dòng)掃描

在地震數(shù)據(jù)采集中，常規(guī)的生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析主要集中在簡(jiǎn)單的時(shí)效統(tǒng)計(jì)上，這種分析雖然能給生產(chǎn)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(shí)期內(nèi)國際油價(jià)將維持在較低的水平，通過項(xiàng)目先期動(dòng)態(tài)的效率分析，給生產(chǎn)組織者提供影響效率的主要因素及其影響比重，對(duì)于后續(xù)的生產(chǎn)組織優(yōu)化和提高生產(chǎn)效率有著重要的意義。通過對(duì)一些已經(jīng)完成項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析，可以為后續(xù)的項(xiàng)目招投標(biāo)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和提供項(xiàng)目?jī)?yōu)化方案[2]。

1 常規(guī)效率統(tǒng)計(jì)分析

常規(guī)的地震數(shù)據(jù)采集效率統(tǒng)計(jì)分析主要偏重于生產(chǎn)效率的統(tǒng)計(jì)，而不能給出造成生產(chǎn)效率變動(dòng)的具體因素。這個(gè)時(shí)效統(tǒng)計(jì)所呈現(xiàn)出來的就是項(xiàng)目24h生產(chǎn)時(shí)效的統(tǒng)計(jì)，每小時(shí)最高生產(chǎn)炮數(shù)為800炮，當(dāng)天所放總炮數(shù)為12 796炮。這種粗糙的統(tǒng)計(jì)，既不能給出造成低產(chǎn)或高產(chǎn)的原因，也不能提供足夠的詳細(xì)信息讓生產(chǎn)組織者對(duì)生產(chǎn)情況分析，也就無法快速及時(shí)地提出針對(duì)性較強(qiáng)的措施以提高后續(xù)的生產(chǎn)效率。

2 動(dòng)態(tài)效率統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容

隨著高效可控震源地震采集技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用，智能化的生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析軟件越來越重要，利用智能化的生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析軟件，快速實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控和效率分析，從而避免大量廢炮的產(chǎn)生、減少因生產(chǎn)計(jì)劃打亂造成產(chǎn)量降低的幾率；另外，可以根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行生產(chǎn)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(dòng)態(tài)生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析軟件能提供給質(zhì)控人員、管理層直觀的用于了解野外產(chǎn)生廢炮、空炮及生產(chǎn)效率低下的信息，包括成果圖件及文本報(bào)告等，從而使得生產(chǎn)組織、質(zhì)量控制的薄弱環(huán)節(jié)得以暴露，為提高生產(chǎn)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(chǎn)效率動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)分析功能。主要包括：動(dòng)態(tài)滑動(dòng)掃描生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析、震源生產(chǎn)時(shí)效統(tǒng)計(jì)分析、震源效率統(tǒng)計(jì)分析和動(dòng)態(tài)滑動(dòng)掃描T-D檢查統(tǒng)計(jì)。

通過統(tǒng)計(jì)和分析可控震源箱體產(chǎn)生的震源屬性文件（.vaps或者.aps文件）中的時(shí)間信息、距離信息、平均（峰值）畸變、平均（峰值）相位及震源號(hào)等，根據(jù)輸入的震源屬性文件，可提供當(dāng)天或者一段時(shí)期內(nèi)以下幾方面的信息：可以統(tǒng)計(jì)當(dāng)天或一段時(shí)間內(nèi)具體是哪幾臺(tái)震源進(jìn)行采集,各自放了多少炮,且以圖形的形式顯示出來；可以統(tǒng)計(jì)當(dāng)天或一段時(shí)間內(nèi)的采集時(shí)間和停工時(shí)間；可以統(tǒng)計(jì)當(dāng)天或一段時(shí)間內(nèi)的滑掃時(shí)間及滑掃炮數(shù)；可以粗略的根據(jù)畸變和相位閥值及坐標(biāo)信息等統(tǒng)計(jì)當(dāng)天或一段時(shí)間內(nèi)的有效炮、廢炮及廢炮率；可以精確地統(tǒng)計(jì)當(dāng)天或一段時(shí)間內(nèi)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(tǒng)計(jì)每個(gè)小時(shí)的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)及最高時(shí)效；對(duì)不同時(shí)間和距離內(nèi)炮的分布給以詳細(xì)說明；在后臺(tái)輸出統(tǒng)計(jì)報(bào)告,包括廢炮列表,代碼錯(cuò)誤列表,廢炮率,滑掃時(shí)間等及上面所述的各種數(shù)據(jù)；可以統(tǒng)計(jì)幾天或幾十天，甚至整個(gè)項(xiàng)目的上述情況。

通過這些詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析信息，生產(chǎn)組織管理者、質(zhì)控人員可以針對(duì)性地改善和提高生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

圖1是動(dòng)態(tài)滑掃統(tǒng)計(jì)分析圖，藍(lán)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(shù)：從圖中坐標(biāo)的數(shù)據(jù)樹中可以看到統(tǒng)計(jì)的是某年3月1～4日的數(shù)據(jù)。從綠色柱狀圖可以看到，總炮數(shù)為40 617炮，1炮1響的炮數(shù)總計(jì)36 907炮，占90.9%；1炮2響、1炮3響的炮數(shù)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(shí)間間隔集中在6s以上。從圖1可以看到，間隔6s所放的炮數(shù)為12 345炮，占總炮數(shù)的30.4%；大于10s所放的炮數(shù)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(shù)占的比重為52.5%，占總炮數(shù)的一半以上。由于同步的炮數(shù)所占的比重太小。因此需要想方設(shè)法提高同步激發(fā)的炮數(shù)才能有效提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。

圖1 動(dòng)態(tài)滑動(dòng)掃描效率統(tǒng)計(jì)分析

圖2 是同一段時(shí)間生產(chǎn)時(shí)效分析，分兩部分，上部分為每臺(tái)震源每小時(shí)所放炮數(shù)的統(tǒng)計(jì)。從圖2可以看到，30號(hào)震源狀態(tài)較好，生產(chǎn)效率較高，而13、25、27號(hào)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(jì)劃需要更新。下部分為所有震源的時(shí)效統(tǒng)計(jì)，從圖2可以看到11~12時(shí)的時(shí)效最高，而7~8時(shí)及18~19時(shí)所放炮數(shù)較少。這是因?yàn)檫@2段時(shí)間是倒班時(shí)間，因此提高效率的重點(diǎn)是優(yōu)化倒班的計(jì)劃和提高倒班的效率效率，從而提高野外生產(chǎn)的效率。

圖3是震源效率統(tǒng)計(jì)分析圖，是統(tǒng)計(jì)每臺(tái)震源在某段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的炮數(shù)，橫坐標(biāo)為震源號(hào)，縱坐標(biāo)為相應(yīng)的震源在所分析時(shí)期內(nèi)的產(chǎn)量。從圖3可以看到在3月1~4日總共有32臺(tái)震源施工，8、11、17、20、21、27和30號(hào)震源施工效率最高，4天產(chǎn)量都在7 000炮以上，17和21號(hào)震源有些天已經(jīng)達(dá)到8 695炮。28號(hào)震源4天總計(jì)生產(chǎn)3 102炮，說明這臺(tái)震源可能有問題，需要維護(hù)和保養(yǎng)。要想提高效率，需要多針對(duì)這臺(tái)震源進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，并針對(duì)不同震源的狀態(tài)合理安排，優(yōu)化組織。從而提高產(chǎn)量。震源狀態(tài)不好的，要進(jìn)行維護(hù)，震源狀態(tài)較好的，要進(jìn)行保養(yǎng)，從而確保所有震源都具有一個(gè)較好的狀態(tài)，保證每臺(tái)震源在生產(chǎn)期間都能較好地完成生產(chǎn)任務(wù)。

圖2 生產(chǎn)時(shí)效統(tǒng)計(jì)分析圖

圖3 震源效率統(tǒng)計(jì)分析圖

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

圖4 動(dòng)態(tài)滑掃時(shí)間和距離統(tǒng)計(jì)分析圖

3 應(yīng)用實(shí)例

東方公司某海外特大型三維項(xiàng)目，屬于典型的動(dòng)態(tài)滑動(dòng)掃描項(xiàng)目，按照距離和時(shí)間規(guī)則進(jìn)行放炮，涉及交替掃描、滑動(dòng)掃描、同步掃描、距離分離的同步掃描等多種放炮方式，滑動(dòng)掃描時(shí)間為7s。震源臺(tái)數(shù)共30臺(tái)，2臺(tái)1組。優(yōu)化前18天生產(chǎn)動(dòng)態(tài)滑掃統(tǒng)計(jì)分析圖，發(fā)現(xiàn)1炮2響的炮數(shù)為23 978炮，占總炮數(shù)的34.7%，1炮3響和1炮4響的炮數(shù)較少，分別為3.4%和0.2%，大部分炮的時(shí)間相隔大于7s，產(chǎn)量達(dá)不到預(yù)期。通過分析，認(rèn)為主要有2個(gè)方面的原因。首先，震源分組太多，達(dá)16組，沒有足夠的備用震源，造成震源基本處于滿負(fù)荷運(yùn)行，維護(hù)和保養(yǎng)較為緊張，震源狀態(tài)難以得到保障；其次，大號(hào)和小號(hào)邊震源分組平均分配、沒有錯(cuò)落，這嚴(yán)重影響了同步放炮的幾率和項(xiàng)目的整體推進(jìn)。針對(duì)這種情況，項(xiàng)目人員通過合理分配震源分組及按照施工難易程度動(dòng)態(tài)的給震源分配任務(wù)，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(dāng)?shù)膶⒋筇?hào)邊震源（H1、H2、H3、H4、H5）和小號(hào)邊震源（L1、L2、L3、L4、L5）錯(cuò)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(bǔ)炮震源，如有需要可以給以補(bǔ)充，從而減少因少數(shù)炮影響線束的整體推進(jìn)的可能。另外震源組數(shù)的減少，給震源騰出了足夠的維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)間，確保了震源的工作狀態(tài)。生產(chǎn)效率得到了較大的提高。優(yōu)化后18天的數(shù)據(jù)，從結(jié)果中可以看到，優(yōu)化方案后一段時(shí)間內(nèi)震源同步激發(fā)的炮數(shù)得到了較大的提升，從原來的14.6%迅速提升到38.3%，生產(chǎn)效率得以提高，日生產(chǎn)增加近1 000炮。另外，通過甲方給定的時(shí)間距離規(guī)則，實(shí)時(shí)的對(duì)生產(chǎn)的炮進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格的炮，并安排足夠的備用震源進(jìn)行補(bǔ)炮，推進(jìn)了項(xiàng)目的整體進(jìn)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(xiàng)目的運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，東方公司在接下來類似項(xiàng)目的投標(biāo)過程中優(yōu)化了震源的配置、對(duì)于生產(chǎn)效率有了科學(xué)的評(píng)估，從而降低了投標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)、提升了競(jìng)爭(zhēng)力，在目前油價(jià)持續(xù)低迷、甲方減少地震勘探投入的嚴(yán)峻形勢(shì)下，取得了多個(gè)類似的大型三維項(xiàng)目，并且目前已經(jīng)開工。

4 結(jié)論

動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析兼具效率分析和質(zhì)量控制的功能，因此對(duì)于采集成本的控制、投標(biāo)報(bào)價(jià)及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析、生產(chǎn)優(yōu)化組織和提高生產(chǎn)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(shù)據(jù)采集智能化質(zhì)控技術(shù)[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(shù)在利比亞的應(yīng)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(dú)立同步掃描炮集相關(guān)和拆分技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)[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(xué)基金（編號(hào)：41364004）。

石雙虎（1980-），男，博士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事地震勘探數(shù)據(jù)采集和非常規(guī)油氣勘探與開發(fā)方面的研究。