龐長永,賀立永,黃 乾,王建強,廖建國,付金洲

(1.東方地球物理公司裝備服務(wù)處儀器服務(wù)中心 河北 涿州 072750； 2.東方地球物理公司國際部 河北 涿州 072750 )

0 引 言

隨著寬方位、寬頻帶、高密度地震勘探技術(shù)的發(fā)展，超大道數(shù)高效地震數(shù)據(jù)采集項目越來越普及，尤其是中東地區(qū)的勘探項目施工作業(yè)的道數(shù)都在10萬道左右，這就要求配套應(yīng)用的地震儀器具有很強的帶道能力。例如，位于阿聯(lián)酋中南部ON3項目，是阿聯(lián)酋石油公司(ADNOC)授標的東部聯(lián)合區(qū)塊項目。工區(qū)內(nèi)涉及大型沙漠、城鎮(zhèn)、農(nóng)場、保護區(qū)、油田設(shè)施等多種障礙物。按照甲方的要求，項目第一區(qū)塊分7個拉鏈式小區(qū)片，每個區(qū)片寬度設(shè)計為20 km。按照施工設(shè)計的要求，超級排列達到53 600道才能滿足施工要求。然而428XL儀器成功應(yīng)用項目的超級排列都在50 000道以下，即使在沙特、阿曼等平坦地形偶爾嘗試過的超級排列也從不多于52 000道，這就為428XL儀器如何滿足大于53 600道超級排列提出了挑戰(zhàn)。針對ON3項目的技術(shù)需求和428XL系統(tǒng)在施工中出現(xiàn)的具體問題，地震儀器專業(yè)技術(shù)人員通過技術(shù)攻關(guān)和實踐探索，創(chuàng)新了一種428XL操作系統(tǒng)的優(yōu)化方法，進而顯著提高了428XL的帶道能力。為了總結(jié)本項目的地震儀器技術(shù)攻關(guān)成果并為今后超大道數(shù)勘探項目創(chuàng)新應(yīng)用428XL儀器提供參考，現(xiàn)就本次通過創(chuàng)新優(yōu)化428XL操作系統(tǒng)來提高帶道能力的具體方法進行全面介紹。

1 施工中遇到的問題

隨著應(yīng)用軟件的不斷更新，428XL儀器目前行業(yè)中使用的軟件主要是V5.0[1]及V6.0兩個版本。根據(jù)廠家提供的技術(shù)資料，兩個版本在數(shù)據(jù)采集及處理能力上完全一樣，之所以版本不同，主要是為迎合市場上工作站等硬件的更新變化而改變的。東方公司阿布扎比ON3項目所用的428XL儀器，是V6.0版本，配有77 544道地面設(shè)備，以及相應(yīng)的LAUXG，TFOIG及LCIG等G型設(shè)備；客戶機是兩臺HP Z440電腦(安裝Window10操作系統(tǒng))，主服務(wù)器是一臺HP Z840工作站，且主服務(wù)器工作站配置如下：型號為HP Z840；內(nèi)存為128 GB；硬盤為5×600 GB；CPU為2× E5-2640 V3 (8c) 2.60 GHz；顯卡為K2200；集成網(wǎng)卡為Intel Dual Port 1 Gb；擴展網(wǎng)卡為2x Intel Dual port 10 Gb。

ON3項目于2019年8月25日試生產(chǎn)，9月5日正式24 h施工。項目先從區(qū)片3開始生產(chǎn)，然后轉(zhuǎn)到區(qū)片4。項目采用可控震源滑動掃描生產(chǎn)方式[2]，滑動時間分別為5.5 s(小于8 km)、3 s(8～16 km)、0 s(大于16 km)，參數(shù)設(shè)置如圖1所示，428XL選擇2 ms采樣間隔、18 s掃描長度、6 s記錄長度。

圖1 動態(tài)滑掃T-D規(guī)則參數(shù)設(shè)置窗口

項目施工初期先從區(qū)片3開始，區(qū)片3排列長度是640道，每束線67條排列接收，超級排列為42 880道，生產(chǎn)暫且順利。生產(chǎn)排列轉(zhuǎn)到區(qū)片4時，測線長度改變?yōu)?00道，每束線仍然67條排列接收，因此超級排列增加到53 600道。區(qū)片3和區(qū)片4的排列布設(shè)道數(shù)見表1。開始東段生產(chǎn)暫且順利，當排列滾到區(qū)片4中間時(排列滾動方向和順序如圖2所示)，隨著新排列的不斷滾進，儀器就逐步出現(xiàn)RTV數(shù)據(jù)堵死的現(xiàn)象，如圖3所示。每次出現(xiàn)RTV數(shù)據(jù)堵死的時候，系統(tǒng)就無法正常運行，只能重新聯(lián)機。每次重新聯(lián)機后，第一炮能正常采集，第二炮就又出現(xiàn)RTV堵死現(xiàn)象，數(shù)據(jù)不能回傳導致無法生產(chǎn)。為降低超級排列容量，項目只好臨時借用節(jié)點儀器(WTU)來滿足應(yīng)急生產(chǎn)，致使當時的生產(chǎn)效率一落千丈。為了查找原因，找出解決問題辦法，采取邊生產(chǎn)邊測試驗證方式，力求盡快恢復(fù)高效生產(chǎn)。

表1 ON3項目超級排列道數(shù)變化表

圖2 野外施工排列滾動方向和順序示意

圖3 RTV出現(xiàn)堵死故障的局部窗口顯示

2 原理分析及誘因排查

G型428XL儀器的帶道能力與諸多因素密切相關(guān)[3]，概括起來主要有四個方面：一是外部設(shè)備技術(shù)性能和布設(shè)關(guān)系；二是主機系統(tǒng)技術(shù)性能；三是外部環(huán)境條件；四是操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件技術(shù)性能。外部設(shè)備主要是采集鏈、光纜交叉線、電源站及交叉站等，主要看有無壞線、壞站，以及二級排列或者蛇形排列等。主機系統(tǒng)，主要取決于主機工作站的狀態(tài)，LCIG狀態(tài)及各種連線、附件性能等。外部環(huán)境條件主要看有無高壓線、微波塔、雷達站以及惡劣天氣等。操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件是廠家提供的Linux RH V6.6平臺下安裝的428XL V6.0版本，主要看二者的匹配程度。

為尋求問題原因，有關(guān)技術(shù)人員做了大量的測試工作，428XL帶道能力問題測試統(tǒng)計情況見表2。

表2 428XL帶道能力問題測試統(tǒng)計

當428XL-G系統(tǒng)的超級排列道數(shù)達到或者接近極限值時，每一種相關(guān)因素的細微變化都可能引起帶道能力的上下波動。通過對外部設(shè)備的優(yōu)化、更換、重置等，超級排列容量偶爾有所改善，但不能解決根本問題，說明外部設(shè)備不是降低系統(tǒng)帶道能力的主要因素。通過更換服務(wù)器、LCIG、各種連接線及附件等全部的主機設(shè)備，問題仍不能解決，說明主機也不是影響系統(tǒng)帶道能力的因素。在主體觀測方式不變前提下，適當改變系統(tǒng)的工作方式和參數(shù)，在一定程度上可以改變系統(tǒng)的帶道能力，但能起的作用較小(增減在千道以內(nèi))。外部環(huán)境影響在任何工區(qū)都是存在的，這里也不例外，因為在區(qū)片4施工時，東部正常，隨著排列往西部滾動，就逐漸出現(xiàn)RTV堵死現(xiàn)象，但環(huán)境對系統(tǒng)帶道能力影響是局部的也是非本質(zhì)的。

通過以上各種因素分析排查，唯一能根本解決問題的方法就是操作系統(tǒng)的優(yōu)化。對于操作系統(tǒng)優(yōu)化，常規(guī)做法都是按照廠家提供的方案進行，因為廠家在推出軟件及配置方案時已經(jīng)做了大量的測試，其中包括軟件安裝、內(nèi)存分配以及428XL擴容性設(shè)置等等。但是，在阿布扎比ON3項目按照常規(guī)系統(tǒng)優(yōu)化做法不能實質(zhì)性解決問題。為此，現(xiàn)場技術(shù)人員通過種種嘗試，廣泛探索，多方論證，創(chuàng)新地采用廠家從未提出過的系統(tǒng)優(yōu)化方法，即用較低版本操作系統(tǒng)軟件平臺安裝較高版本的應(yīng)用軟件，也就是用Linux RH V5.8操作平臺，安裝428XL V6.0版本軟件，最后成功地實現(xiàn)了428XL超級排列的容量擴展，大幅度提高了428XL儀器系統(tǒng)的帶道能力。

3 操作系統(tǒng)優(yōu)化方案

用Linux RH V5.8平臺[4]，安裝428XL V6.0版本，不僅成功實現(xiàn)了428XL超級排列的容量大幅度擴展，也是428XL儀器應(yīng)用技術(shù)的一大突破。采用428XL V6.0版本在Linux RH V5.8平臺下的安裝及配置方法，不同于Sercel廠家推薦的方法，手冊沒有安裝步驟，沒有廠家的優(yōu)化測試結(jié)果，只能自己摸索、嘗試、總結(jié)。其中最主要，最關(guān)鍵，也是最容易出錯的環(huán)節(jié)就是網(wǎng)卡驅(qū)動安裝及配置。

東方公司阿布扎比428XL項目所用的服務(wù)器是HP Z840，配置有3對網(wǎng)口，其中1對1 Gb網(wǎng)口是主板集成網(wǎng)口，2對10 Gb網(wǎng)口是擴展網(wǎng)口。在安裝Linux RH V5.8系統(tǒng)時，系統(tǒng)不能自動識別網(wǎng)口，所以需要從公網(wǎng)下載網(wǎng)口驅(qū)動，手動安裝驅(qū)動并分配網(wǎng)址。

HP Z840服務(wù)器系統(tǒng)安裝步驟如下：

第一步，打開服務(wù)器機箱，安裝擴展網(wǎng)卡。這里所說的安裝網(wǎng)卡主要是兩個10 Gb的擴展網(wǎng)卡，一定要提前裝入擴展槽內(nèi)。同時從公網(wǎng)下載(常用的互聯(lián)網(wǎng)上都能夠下載)網(wǎng)卡驅(qū)動，分別是e1000e-3.4.0.2.tar.gz及igb-5.3.5.18.tar.gz兩個驅(qū)動。

第二步，安裝Linux RH V5.8系統(tǒng)軟件[5]。按照Sercel公司提供的《428XL V5.0.25 Installation Manual》手冊中10萬道的安裝步驟進行安裝。其中需要注意的是在安裝時與手冊的第3項有區(qū)別，安裝時要選擇啟動菜單里的第二項即“Legacy-TSSTcorp DVD+/-RW SU-208CB”，其他安裝步驟按照手冊執(zhí)行即可。

第三步，安裝網(wǎng)卡驅(qū)動程序。在root用戶下，將e1000e-3.4.0.2.tar.gz及igb-5.3.5.18.tar.gz兩個驅(qū)動程序拷貝到系統(tǒng)的tmp文件夾里。先安裝e1000e-3.4.0.2.tar.gz驅(qū)動，打開terminal終端，執(zhí)行如下命令[6]：

[root@localhost ～]# cd /tmp (切換目錄)

[root@localhost tmp]# ls (顯示當前目錄下文件及文件夾)

[root@localhost tmp]# chmod 777 e1000e-3.4.0.2.tar.gz (更改文件權(quán)限)

[root@localhost tmp]# tar zxvf e1000e-3.4.0.2.tar.gz (解壓文件)

[root@localhost tmp]# cd e1000e-3.4.0.2 (切換目錄)

[root@localhost e1000e-3.4.0.2]# cd src (切換目錄)

[root@localhost src]# make (編譯)

[root@localhost src]# make install (驅(qū)動安裝)

[root@localhost src]# modprobe e1000e (加載驅(qū)動程序)

這樣，e1000e-3.4.0.2.tar.gz驅(qū)動就安裝完畢。

同樣的方法安裝igb-5.3.5.18.tar.gz驅(qū)動。網(wǎng)卡驅(qū)動安裝完成之后，不要重啟系統(tǒng)，否則系統(tǒng)就不再識別網(wǎng)口，應(yīng)該在安裝428XL軟件，配置網(wǎng)卡之后再重啟系統(tǒng)。

第四步，安裝428XL V6.0軟件及補丁[7]，按照Sercel公司提供的《428XL V6.0 Installation Manual》手冊進行安裝。

第五步，配置網(wǎng)卡。通常Sercel推薦的Linux版本安裝時，系統(tǒng)會自動把集成網(wǎng)卡的1 Gb網(wǎng)口分配給eth0及eth1，這樣軟件就會自動把用戶口令綁定在依賴于eth0網(wǎng)口Mac而生成的serverID上。換種說法就是eth0的Mac地址是不能隨便改變的，否則用戶口令就失效了。然而在安裝Linux Redhad V5.8系統(tǒng)時，系統(tǒng)默認的網(wǎng)口順序是不對的。系統(tǒng)默認的eth0不是集成的1 Gb網(wǎng)口，而是擴展的10 Gb網(wǎng)口，所以我們要重新配置網(wǎng)卡，手動更改網(wǎng)口的eth順序。

配置網(wǎng)卡前，先執(zhí)行下列命令：

[root@svr428 ～]# cd /etc/sysconfig/network-scripts (切換目錄)

[root@svr428 network-scripts]# service network stop(停止網(wǎng)卡工作)

[root@svr428 network-scripts]#ifconfig -a (顯示網(wǎng)口信息)

首先把所有網(wǎng)卡都停止工作，然后根據(jù)執(zhí)行ifconfig -a命令時顯示的Mac地址信息，手動復(fù)制把Mac地址重新分配給/etc/sysconfig/network-scripts目錄下對應(yīng)的網(wǎng)口配置文件中。配置網(wǎng)卡時，Mac地址10打頭的網(wǎng)口是服務(wù)器主板集成的1 Gb網(wǎng)卡，應(yīng)分配給eth0和eth1，其中尾數(shù)小的分配給eth0，尾數(shù)大的分配給eth1。Mac地址90打頭的網(wǎng)口是擴展高速10 Gb網(wǎng)卡，應(yīng)分配給eth2及eth3或eth4及eth5，尾數(shù)相鄰的地址分配在同一個網(wǎng)卡上，具體操作效果如圖4、圖5所示。

圖4 網(wǎng)卡配置文件圖

圖5 網(wǎng)卡配置參考圖

網(wǎng)卡配置之后，重啟系統(tǒng)，用ping命令檢查所有網(wǎng)口，然后聯(lián)機測試，這樣系統(tǒng)安裝就全部完成。

這里需要注意的是，用Linux RH V5.8平臺安裝428XL V6.0版本方案在操作時一定要對系統(tǒng)有個全面的了解，安裝步驟不能安全照搬428XL手冊的安裝步驟，尤其是網(wǎng)口配置，一定要分清哪些網(wǎng)口是1 Gb的網(wǎng)口，哪些網(wǎng)口是10 Gb的網(wǎng)口，認清他們的Mac地址。由于安裝時系統(tǒng)不能自動識別，自動配置，只能手動更改，手動配置。在安裝系統(tǒng)時一定要格外小心確保操作正確。

通過野外生產(chǎn)驗證，采用Linux RH V5.8平臺安裝428XL V6.0版本的優(yōu)化方案大幅度提高了428XL儀器的帶道能力，也大幅度提高了生產(chǎn)效率。在這之前受困于428XL儀器超級排列50 000道以內(nèi)帶道能力，每天只能采用半排列采集接收生產(chǎn)日效不到5 000炮，采用這種創(chuàng)新優(yōu)化方案之后，超級排列可超過60 000道，最高日效達到21 000多炮，平均日效也超過了16 000炮。可見采用Linux RH V5.8平臺安裝428XL V6.0版本的優(yōu)化方案是一種提高428XL系統(tǒng)帶道能力和野外生產(chǎn)效率的極好方法。

4 結(jié)束語

通過對428XL儀器在阿布扎比ON3項目中遇到的帯道能力不足問題的探索和實踐，我們深刻地體會到可能影響地震儀器應(yīng)用效果的因素是多樣的、復(fù)雜的，地震儀器出現(xiàn)問題的原因也是多方面的。在野外解決問題時要保持思路清晰，方法正確有效，有條不紊地逐項排查誘因。特別重要的是在形成解決方案時要與時俱進、放開思路、敢于創(chuàng)新。通過這次對428XL儀器操作系統(tǒng)的優(yōu)化，也給業(yè)界一個啟示，那就是打破常規(guī)思維模式，也是提高地震儀器應(yīng)用水平和效果的重要創(chuàng)新。

隨著大道數(shù)勘探技術(shù)的發(fā)展，428XL會越來越難滿足物探市場的需求。如何優(yōu)化系統(tǒng)，擴大428XL的帶道能力，使得428XL設(shè)備最大化地發(fā)揮效能，是擺在我們面前的一個永恒課題。所以，圍繞提高地震儀器應(yīng)用效果這一目標，不斷研究探索全新的技術(shù)就永無止境。