嚴 皓，翟金浩，焦保森，武永生，張 迪

(中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司 河北 涿州 072750)

0 引 言

伴隨著國內(nèi)外油公司對石油勘探精度要求的逐年提高，為了滿足國內(nèi)外油公司對地震資料的高質(zhì)量需求和低勘探成本的要求，中國石油集團提出了“兩寬一高”(寬方位觀測、寬頻激發(fā)、高密度采集)的地震采集技術(shù)[1]。作為提高油氣勘探精度，提升油氣勘探采集效率的有效手段，超高效混疊采集技術(shù)(英文簡寫UHP)獲得了重視和應用，并在海外項目應用中實現(xiàn)了平均日產(chǎn)2～3萬炮。

作為超高效混疊采集技術(shù)的配套設備，Pusher端震源管理系統(tǒng)突破了以往震源車帶點人員通過Pusher車載通話電臺指引震源通過復雜地區(qū)的劣勢，實現(xiàn)了對震源位置、震源任務、生產(chǎn)進度等有效信息的全面監(jiān)控。震源帶點人員在車內(nèi)，通過Pusher震源管理系統(tǒng)即可完成對多組震源的指引管理和信息監(jiān)控，節(jié)省了震源在油區(qū)、城區(qū)等復雜地區(qū)施工時的繞路時間，極大的提高了震源車的放炮效率，并在一定程度上保證了震源通過復雜地區(qū)時的交通安全。

1 超高效混疊采集技術(shù)和Pusher震源帶點工具

超高效混疊采集技術(shù)(Ultra High Productivity，簡稱UHP)最早由中東某石油公司提出，是一種利用采集儀器對地震數(shù)據(jù)進行連續(xù)記錄，多臺組可控震源獨立完成掃描的高效采集技術(shù)。

在實施UHP技術(shù)作業(yè)時，為了提高采集效率，多臺組震源必須平均散布在整條線束上進行施工，以保證震源間的作業(yè)距離，減少其受時間距離規(guī)則的影響[2]。UHP采集模式下的DSS系統(tǒng)(數(shù)字化地震隊Digital-Seis System，縮寫為DSS系統(tǒng))，實現(xiàn)了監(jiān)控震源位置和生產(chǎn)進度，具備發(fā)布和查看震源生產(chǎn)任務，及時調(diào)整震源任務和炮點位置等功能[3]。但是在復雜地表區(qū)域，可控震源車仍需要繞行障礙物，才可抵達指定炮點，這就需要配備機動靈活的小型車輛，提前對復雜區(qū)域進行勘察，指引震源車直達目標炮點，以節(jié)省繞路時間，提高生產(chǎn)效率。

為可控震源帶點引路的工具車輛被稱為Pusher車，通常Pusher車選擇小型皮卡車，它駕乘簡便、操作靈活、復雜路段通過性能強，還便于維修，非常適合作為引領震源車直達目標炮點的工具。Pusher車早期用于DSSS勘探采集模式下，在該采集模式下，兩組震源集中在炮線大號和小號位置集中放炮，多線束中齊頭并進，由于震源集中，且放炮的推進方向一致，Pusher車上的震源管理員看見震源就知道震源任務什么進度，該往哪兒走，一兩輛Pusher就可以管理一個震源組[4]。

2 超高效混疊采集模式下對Pusher端震源管理上的新要求

在UHP勘探模式下，地形復雜，地面管線或者建筑造成震源車繞路較多，在復雜地區(qū)有時測線覆蓋距離超過10 km，在復雜作業(yè)區(qū)可能需要投入最多時多達10臺組震源，這樣Pusher震源管理上面臨了新挑戰(zhàn)：

在UHP勘探采集模式下，震源任務平均分配在整個線束范圍內(nèi)，多臺組震源之間距離較遠，Pusher車只能監(jiān)控引導與其最近的震源基本上看不到其他震源，只靠車載通話電臺無法實現(xiàn)Pusher對更多震源的管理作用，特別是在油區(qū)或者城區(qū)施工時，地面建筑復雜、通訊線路密集、油電管線繁多，這種情況尤其突出[5]。

Pusher車獲取不到其他震源的實時位置信息，因此在復雜地區(qū)，無法主動獲取震源繞行信息，以實現(xiàn)幫助震源繞路和引導震源導航到下一炮點的作用。多數(shù)震源在行進至下一炮點時，需要司機自己使用震源DSG導航迂回穿梭繞線，因為繞路白白浪費時間，降低了單位時間內(nèi)的有效放炮時間。特別是在生產(chǎn)施工中，經(jīng)常出現(xiàn)復雜地區(qū)的炮點進度慢，導致后排壓線，甚至還出現(xiàn)部分地形好的震源等排列的情況，極大的影響了生產(chǎn)效率。

Pusher車獲取不到震源的實時任務信息，對于單臺震源是否需要進行補炮，單一的通過儀器操作員的電臺提醒通知，效率較低，由于UHP這種生產(chǎn)模式對震源的數(shù)量要求大(一般在14～18臺組次)，增加了人員的日常工作壓力。

3 Pusher車上震源管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 Pusher端震源管理系統(tǒng)構(gòu)成

為了滿足UHP模式下的生產(chǎn)要求，Pusher端震源管理系統(tǒng)架設了Pusher平板和Pusher電臺服務器兩個硬件設備，Pusher平板用來顯示震源的可視化監(jiān)控界面，Pusher電臺服務器外接車載電臺高增益天線，使用高速數(shù)字電臺鏈路來接收震源信息，Pusher服務器可提供22路電臺通訊頻道，以滿足多臺震源通訊需求[6]。

Pusher端震源管理系統(tǒng)工作時，Pusher電臺服務器與震源車上安裝的DSG構(gòu)成高速電臺數(shù)據(jù)鏈路，接收震源位置信息、震源放炮報告、震源報警信息；Pusher電臺服務器與儀器車安裝的DSC服務器構(gòu)成高速電臺數(shù)字鏈路，接收儀器車發(fā)給震源車的震源生產(chǎn)任務；Pusher電臺服務器外接GPS，可以接收到Pusher車本身的GPS地理位置信息；Pusher平板通過WiFi連接到Pusher電臺服務器，接收通過Pusher電臺服務器發(fā)送的所有信息，包括震源任務信息、震源位置信息、震源放炮報告、震源報警信息以及Pusher車本身的GPS位置信息[7]，并以圖形可視化的形式，直觀的提供給Pusher車震源管理員使用。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 Pusher端震源管理系統(tǒng)通信架構(gòu)圖

3.2 Pusher端震源管理系統(tǒng)對不同類型數(shù)據(jù)疊加的可視化支持

Pusher端震源管理系統(tǒng)將Pusher平板架設在Pusher車駕駛室內(nèi)，該平板可由車載12 V電瓶供電，為了方便Pusher管理員對震源任務、震源生產(chǎn)進度、震源和儀器車位置等信息進行實時監(jiān)控，Pusher端震源管理軟件啟動時，可以導入項目文件夾下的S文件、障礙物Shape文件、地理背景圖衛(wèi)片 .tif文件，并支持這幾種類型數(shù)據(jù)疊加顯示。不同類型的Shape障礙物文件類型，在Pusher端震源管理軟件上用不同的顏色和線型顯示，Pusher管理員可以更便捷的實現(xiàn)對多組震源的指揮和監(jiān)控。如圖2所示為平板軟件界面，左側(cè)的功能按鈕區(qū)，支持點擊縮放全圖，同時和常規(guī)的移動手機軟件一樣，支持兩點縮放、滑動操作、雙擊放大等觸屏操作，上手操作方便，用戶操作人性化；底部的設備狀態(tài)欄，顯示Pusher服務器連接狀態(tài)和Pusher車行駛速度；中央主顯示區(qū)，顯示Pusher車位置及該Pusher車監(jiān)控管理下的各組震源車的位置等信息。

圖2 Pusher端震源管理系統(tǒng)地圖界面

3.3 震源生產(chǎn)進度發(fā)布、管理和監(jiān)控

在UHP采集生產(chǎn)模式下，震源的生產(chǎn)任務是由DSS系統(tǒng)中的DSC服務器端發(fā)布，儀器操作員作為生產(chǎn)過程中的總指揮，利用DSC系統(tǒng)軟件給震源車通過數(shù)字鏈路電臺發(fā)布生產(chǎn)任務。Pusher車同樣是通過數(shù)字電臺鏈路得到DSC上發(fā)給Pusher車的震源管理任務。

Pusher平板通過WiFi連接到Pusher服務器，實時得到該管理組內(nèi)的震源生產(chǎn)情況，Pusher震源管理界面如圖3所示，界面左下側(cè)的狀態(tài)欄指示燈顯示綠色，表示Pusher平板與Pusher服務器連接正常，Pusher平板得到儀器操作員通過DSC發(fā)布的震源生產(chǎn)任務，并可以通過震源復選框?qū)λ茌牭恼鹪磁_組進行選擇和管理，對于取消勾選的震源車，不會在頂部的震源信息欄和中央屏幕中上顯示。

Pusher平板得到管理任務后，開始對震源生產(chǎn)進度進行監(jiān)控。在該監(jiān)控界面中如圖4所示，中央顯示區(qū)顯示該地區(qū)地圖文件、障礙物圖、所管理的震源車位置等信息。頂部的震源車管理欄，顯示目前Pusher系統(tǒng)所管理的震源車編號、震源任務和已完成的任務，并通過顏色加以區(qū)分，如果該臺次震源長時間未上線，即顯示為紅色，并發(fā)出報警信息，告知Pusher管理員及時處理。Pusher平板通過Pusher服務器接收震源車DSG上發(fā)送來的震源放炮報告，通過解析，將未放炮點紅色變成綠色，多次放炮的炮點變成深綠色，Pusher平板通過DSG發(fā)送的實時位置信息，還可以得到震源位置信息，并將其顯示在屏幕界面中。

由于Pusher震源管理系統(tǒng)得到了與DSC同樣的放炮報告，Pusher管理員和儀器操作員可以同時獲得震源車的任務量和完成情況。對比以往完全依靠儀器操作員通過車載通話電臺，告知Pusher管理員，震源工作狀態(tài)是什么情況，哪臺次震源需要Pusher車引領到下一炮點以避免繞路，現(xiàn)在的Pusher端震源管理系統(tǒng)既可以幫助Pusher管理員，全面、快速的掌握多臺次震源的工作狀態(tài)，還可以發(fā)揮出Pusher車靈活的特點，在地面復雜的區(qū)域，提前為需要引領的震源車，規(guī)劃好到達下一炮點的路徑，從而節(jié)省震源車繞路時間，提高了生產(chǎn)效率，在一定程度上減少了儀器操作員的工作強度。

圖3 震源管理選項界面

圖4 Pusher端震源管理系統(tǒng)主界面

經(jīng)過多次在混采生產(chǎn)中的應用，震源在復雜地區(qū)施工的效率得到了大幅提高。以2019年該項目在某油區(qū)施工為例，原計劃2周完成的震源放炮任務，在四臺架設有新Pusher震源管理系統(tǒng)的指引帶路下，10 d就完成了既定的生產(chǎn)任務，全程安全無事故。

4 結(jié) 論

作為數(shù)字化地震隊DSS系統(tǒng)的一部分，Pusher端震源管理系統(tǒng)在震源放炮現(xiàn)場的管理中起到了不可或缺的作用。特別是在超高效混采(UHP)采集模式下，Pusher端震源管理系統(tǒng)可以直接對多臺次的震源車進行生產(chǎn)管理，同時減少了以往復雜區(qū)域施工中常出現(xiàn)的個別炮點進度慢壓后排列的現(xiàn)象。目前，Pusher端震源管理系統(tǒng)仍在研發(fā)完善中，當震源車在地勢低洼、距離儀器車較遠，無法正常接收DSC發(fā)布的震源任務時，如果Pusher車可以轉(zhuǎn)發(fā)或者直接發(fā)布震源任務，Pusher端震源管理系統(tǒng)將發(fā)揮出更大作用。