Pusher端震源管理系统在超高效混叠采集模式下的应用*

严 皓，翟金浩，焦保森，武永生，张 迪

(中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 河北 涿州 072750)

0 引 言

伴随着国内外油公司对石油勘探精度要求的逐年提高，为了满足国内外油公司对地震资料的高质量需求和低勘探成本的要求，中国石油集团提出了“两宽一高”(宽方位观测、宽频激发、高密度采集)的地震采集技术[1]。作为提高油气勘探精度，提升油气勘探采集效率的有效手段，超高效混叠采集技术(英文简写UHP)获得了重视和应用，并在海外项目应用中实现了平均日产2～3万炮。

作为超高效混叠采集技术的配套设备，Pusher端震源管理系统突破了以往震源车带点人员通过Pusher车载通话电台指引震源通过复杂地区的劣势，实现了对震源位置、震源任务、生产进度等有效信息的全面监控。震源带点人员在车内，通过Pusher震源管理系统即可完成对多组震源的指引管理和信息监控，节省了震源在油区、城区等复杂地区施工时的绕路时间，极大的提高了震源车的放炮效率，并在一定程度上保证了震源通过复杂地区时的交通安全。

1 超高效混叠采集技术和Pusher震源带点工具

超高效混叠采集技术(Ultra High Productivity，简称UHP)最早由中东某石油公司提出，是一种利用采集仪器对地震数据进行连续记录，多台组可控震源独立完成扫描的高效采集技术。

在实施UHP技术作业时，为了提高采集效率，多台组震源必须平均散布在整条线束上进行施工，以保证震源间的作业距离，减少其受时间距离规则的影响[2]。UHP采集模式下的DSS系统(数字化地震队Digital-Seis System，缩写为DSS系统)，实现了监控震源位置和生产进度，具备发布和查看震源生产任务，及时调整震源任务和炮点位置等功能[3]。但是在复杂地表区域，可控震源车仍需要绕行障碍物，才可抵达指定炮点，这就需要配备机动灵活的小型车辆，提前对复杂区域进行勘察，指引震源车直达目标炮点，以节省绕路时间，提高生产效率。

为可控震源带点引路的工具车辆被称为Pusher车，通常Pusher车选择小型皮卡车，它驾乘简便、操作灵活、复杂路段通过性能强，还便于维修，非常适合作为引领震源车直达目标炮点的工具。Pusher车早期用于DSSS勘探采集模式下，在该采集模式下，两组震源集中在炮线大号和小号位置集中放炮，多线束中齐头并进，由于震源集中，且放炮的推进方向一致，Pusher车上的震源管理员看见震源就知道震源任务什么进度，该往哪儿走，一两辆Pusher就可以管理一个震源组[4]。

2 超高效混叠采集模式下对Pusher端震源管理上的新要求

在UHP勘探模式下，地形复杂，地面管线或者建筑造成震源车绕路较多，在复杂地区有时测线覆盖距离超过10 km，在复杂作业区可能需要投入最多时多达10台组震源，这样Pusher震源管理上面临了新挑战：

在UHP勘探采集模式下，震源任务平均分配在整个线束范围内，多台组震源之间距离较远，Pusher车只能监控引导与其最近的震源基本上看不到其他震源，只靠车载通话电台无法实现Pusher对更多震源的管理作用，特别是在油区或者城区施工时，地面建筑复杂、通讯线路密集、油电管线繁多，这种情况尤其突出[5]。

Pusher车获取不到其他震源的实时位置信息，因此在复杂地区，无法主动获取震源绕行信息，以实现帮助震源绕路和引导震源导航到下一炮点的作用。多数震源在行进至下一炮点时，需要司机自己使用震源DSG导航迂回穿梭绕线，因为绕路白白浪费时间，降低了单位时间内的有效放炮时间。特别是在生产施工中，经常出现复杂地区的炮点进度慢，导致后排压线，甚至还出现部分地形好的震源等排列的情况，极大的影响了生产效率。

Pusher车获取不到震源的实时任务信息，对于单台震源是否需要进行补炮，单一的通过仪器操作员的电台提醒通知，效率较低，由于UHP这种生产模式对震源的数量要求大(一般在14～18台组次)，增加了人员的日常工作压力。

3 Pusher车上震源管理系统的实现

3.1 Pusher端震源管理系统构成

为了满足UHP模式下的生产要求，Pusher端震源管理系统架设了Pusher平板和Pusher电台服务器两个硬件设备，Pusher平板用来显示震源的可视化监控界面，Pusher电台服务器外接车载电台高增益天线，使用高速数字电台链路来接收震源信息，Pusher服务器可提供22路电台通讯频道，以满足多台震源通讯需求[6]。

Pusher端震源管理系统工作时，Pusher电台服务器与震源车上安装的DSG构成高速电台数据链路，接收震源位置信息、震源放炮报告、震源报警信息；Pusher电台服务器与仪器车安装的DSC服务器构成高速电台数字链路，接收仪器车发给震源车的震源生产任务；Pusher电台服务器外接GPS，可以接收到Pusher车本身的GPS地理位置信息；Pusher平板通过WiFi连接到Pusher电台服务器，接收通过Pusher电台服务器发送的所有信息，包括震源任务信息、震源位置信息、震源放炮报告、震源报警信息以及Pusher车本身的GPS位置信息[7]，并以图形可视化的形式，直观的提供给Pusher车震源管理员使用。系统架构图如图1所示。

图1 Pusher端震源管理系统通信架构图

3.2 Pusher端震源管理系统对不同类型数据叠加的可视化支持

Pusher端震源管理系统将Pusher平板架设在Pusher车驾驶室内，该平板可由车载12 V电瓶供电，为了方便Pusher管理员对震源任务、震源生产进度、震源和仪器车位置等信息进行实时监控，Pusher端震源管理软件启动时，可以导入项目文件夹下的S文件、障碍物Shape文件、地理背景图卫片 .tif文件，并支持这几种类型数据叠加显示。不同类型的Shape障碍物文件类型，在Pusher端震源管理软件上用不同的颜色和线型显示，Pusher管理员可以更便捷的实现对多组震源的指挥和监控。如图2所示为平板软件界面，左侧的功能按钮区，支持点击缩放全图，同时和常规的移动手机软件一样，支持两点缩放、滑动操作、双击放大等触屏操作，上手操作方便，用户操作人性化；底部的设备状态栏，显示Pusher服务器连接状态和Pusher车行驶速度；中央主显示区，显示Pusher车位置及该Pusher车监控管理下的各组震源车的位置等信息。

图2 Pusher端震源管理系统地图界面

3.3 震源生产进度发布、管理和监控

在UHP采集生产模式下，震源的生产任务是由DSS系统中的DSC服务器端发布，仪器操作员作为生产过程中的总指挥，利用DSC系统软件给震源车通过数字链路电台发布生产任务。Pusher车同样是通过数字电台链路得到DSC上发给Pusher车的震源管理任务。

Pusher平板通过WiFi连接到Pusher服务器，实时得到该管理组内的震源生产情况，Pusher震源管理界面如图3所示，界面左下侧的状态栏指示灯显示绿色，表示Pusher平板与Pusher服务器连接正常，Pusher平板得到仪器操作员通过DSC发布的震源生产任务，并可以通过震源复选框对所管辖的震源台组进行选择和管理，对于取消勾选的震源车，不会在顶部的震源信息栏和中央屏幕中上显示。

Pusher平板得到管理任务后，开始对震源生产进度进行监控。在该监控界面中如图4所示，中央显示区显示该地区地图文件、障碍物图、所管理的震源车位置等信息。顶部的震源车管理栏，显示目前Pusher系统所管理的震源车编号、震源任务和已完成的任务，并通过颜色加以区分，如果该台次震源长时间未上线，即显示为红色，并发出报警信息，告知Pusher管理员及时处理。Pusher平板通过Pusher服务器接收震源车DSG上发送来的震源放炮报告，通过解析，将未放炮点红色变成绿色，多次放炮的炮点变成深绿色，Pusher平板通过DSG发送的实时位置信息，还可以得到震源位置信息，并将其显示在屏幕界面中。

由于Pusher震源管理系统得到了与DSC同样的放炮报告，Pusher管理员和仪器操作员可以同时获得震源车的任务量和完成情况。对比以往完全依靠仪器操作员通过车载通话电台，告知Pusher管理员，震源工作状态是什么情况，哪台次震源需要Pusher车引领到下一炮点以避免绕路，现在的Pusher端震源管理系统既可以帮助Pusher管理员，全面、快速的掌握多台次震源的工作状态，还可以发挥出Pusher车灵活的特点，在地面复杂的区域，提前为需要引领的震源车，规划好到达下一炮点的路径，从而节省震源车绕路时间，提高了生产效率，在一定程度上减少了仪器操作员的工作强度。

图3 震源管理选项界面

图4 Pusher端震源管理系统主界面

经过多次在混采生产中的应用，震源在复杂地区施工的效率得到了大幅提高。以2019年该项目在某油区施工为例，原计划2周完成的震源放炮任务，在四台架设有新Pusher震源管理系统的指引带路下，10 d就完成了既定的生产任务，全程安全无事故。

4 结 论

作为数字化地震队DSS系统的一部分，Pusher端震源管理系统在震源放炮现场的管理中起到了不可或缺的作用。特别是在超高效混采(UHP)采集模式下，Pusher端震源管理系统可以直接对多台次的震源车进行生产管理，同时减少了以往复杂区域施工中常出现的个别炮点进度慢压后排列的现象。目前，Pusher端震源管理系统仍在研发完善中，当震源车在地势低洼、距离仪器车较远，无法正常接收DSC发布的震源任务时，如果Pusher车可以转发或者直接发布震源任务，Pusher端震源管理系统将发挥出更大作用。