野外地震数据监控系统使用手册1.doc
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1、KLSeis 4.0地震采集工程软件系统野外地震采集数据质量监控操作手册(1.0版本)北京克浪石油技术有限公司声 明未经本公司的书面同意,任何单位或个人不得以任何形式复制或传播手册的任何部分。“地震采集软件工程系统”(KLSEIS) 软件、内容、操作风格及相关文档受专利保护,任何非法模仿、抄袭、拷贝将追究其法律责任。北京克浪石油技术有限公司地址:中国河北省涿州市11号信箱邮编:072751电话:(010)81202964,22964(油网)传真:(010)81202072,24774(油网)E-mail:klseisWebsite: http:/目录软 件 安 装1.1 软件运行条件l 操作系
2、统:中文Windows 98 第二版以上的版本(西文windows外挂中文操作统)。l 硬件配置:Pentium PC机;内存不低于64兆;硬盘空间在500兆以上1.2 注意事项l 软件必须与软件狗配套使用,软件的序号与软件狗的序号必须相同。l 安装时输入的序号为软件编号,在你所购买的软件安装盘上或者软件狗上有软件编号。l 在安装过程中,程序会自动安装Data Access Object(DAO)。如果DAO安装失败,可以试着独立安装Data Access Object(DAO),方法是执行安装盘中DAOSETUP/DISK1/SETUP.EXE。l 为确保软件的正常进行,必须保证计算机系统时
3、间的正确性,否则输入的序列号无效,有时甚至使软件狗无法再使用(其后果由用户自负,因此请不要随意修改计算机的系统时间。)l 运行Klseis软件前要先插入软件狗,完全退出Klseis系统后再拔出软件狗,严禁在Klseis运行过程中插入或拔出软件狗。最好在开机以前插上,关机以后拔掉,避免带电作业,使软件狗损坏。1. 分析原理“野外地震采集数据质量监控系统”是对采集资料的品质进行定量分析监控的一套软件包。长期以来,野外地震采集资料的监控评价主要依靠技术人员的个人经验,在室内手工对监视记录进行评价,这就导致对地震资料评价的精确度随技术人员水平的变化而变化,技术人员的工作强度高、工作量大、工作效率低,而
4、且随着勘探和采集仪器技术的发展,每炮记录的道数激增,每天采集的炮数也大大增加,这就更加加重了技术人员评价的工作量。因此,急需一种快速方便、科学规范的资料监控评价分析系统。为此,东方地球物理公司研究院物探技术研究中心在广泛调研、总结前人成果的基础上,开发研制了这套“野外地震采集数据质量监控系统”,该系统的推出,使人们对野外地震采集资料的监控评价从手工经验性评价转变到客观的定量分析评价,从而可以提高对野外地震采集资料监控评价的精确性,提高野外技术人员的工作效率,减轻人为工作量,从而使得分析评价结果更规范、更科学、更精确。该系统主要用于野外生产,各种评价标准可根据各勘探区域的具体资料品质而确定。该系
5、统主要功能分为三大部分,即质量监控、交互分析和记录评价。其中,质量监控部分的具体功能为:单道监控(最大振幅、平均振幅、均方根振幅、振幅衰减因子)、初至前时窗监控(随机干扰、低频干扰、高频干扰、工业干扰)、道尾部时窗监控(随机干扰、低频干扰、高频干扰、工业干扰)、初至区时窗监控(最大振幅、平均振幅、均方根振幅、最大振幅时间、初至起跳清晰度、初至区优势频率)、反射区时窗监控(信号能量、低频干扰、高频干扰、谐振干扰、优势频率、信噪比)、面波区时窗监控;交互分析的具体功能有:能量分析、频率分析、时频域分析、频时域分析、分频扫描、自相关分析、线性动校正和频率波数域分析等;记录评价的具体功能有:设置评价标
6、准(地震道评价、记录评价)、对地震记录进行等级评价。通过质量监控评价分析可以迅速地、定量地评价出激发、反射区、干扰波的能量和频率变化,确定记录的品级,通过交互分析可以对资料品质变化较大的资料进行详细的分析,从而确定新的评价标准。该系统使用方便,系统设计秉承了KLSeis的设计风格。该系统显示方式灵活多样,分析图件美观大方,存取方便,备注齐全,为编写报告、多媒体演示提供了极大的方便。以下将该系统的主要模块的功能及作用分别加以介绍。1.1质量监控 质量监控部分的主要功能是通过选择监控时窗,建立监控项目,对所采集的单炮数据进行激发能量和频率、反射区能量和频率、随机干扰能量、异常道等进行定量分析对比,
7、以达到监控的目的。1.1.1选择监控时窗、建立监控项目要对一个工区的地震数据进行监控,必须首先确定要监控的地震数据的区域,这就要求用户选择监控的时窗,以便系统对时窗内的地震数据进行分析,从而达到监控的目的。系统总共有6个监控时窗,其中初至折射、反射区、面波等3个时窗由用户在地震数据记录上选取,然后系统自动选取单道、记录尾和初至前3个时窗,其中初至前时窗根据初至折射时窗选取。系统可对这6个时窗内的数据进行频率域和振幅域的分析(见图1.1.1-1)。在待监控的地震数据中,系统将分别选取这6个监控时窗进行频率域和振幅域的分析,用户通过监控选件可以设置监控的项目和频段(见图1.1.1-2)。反射区时窗
8、初至折射波时窗面波时窗图1.1.1-1图1.1.1-2在监控选件中,用户可以根据自己需要设置要监控的项目,然后在监控频段中设置有效反射、高频谐振、低频干扰、高频干扰、面波干扰、工业干扰等各种波的频段(见图1.1.1-3)。图1.1.1-31.1.2 单道监控当选定监控选件中单道的所有选项时,系统对标准炮的每道进行振幅(最大振幅、平均振幅、均方根振幅)和振幅衰减因子分析监控(见图1.1.2-1)。振幅衰减因子均方根振幅平均振幅最大振幅图1.1.2-1最大振幅分析监控是计算分析每道中最大的绝对振幅值;平均振幅分析监控是将各采样点的绝对振幅值相加后除以采样点个数以获得平均振幅值;均方根振幅分析监控是
9、将各采样点的振幅平方后除以采样点个数再开平方获得均方根振幅值;振幅衰减因子分析监控是用eat曲线拟合每道的振幅绝对值衰减,提取eat的a值作为本道的衰减因子。1.1.3初至前时窗监控初至前时窗是根据初至时窗的范围推出每道的初至前时窗,然后对时窗中的数据进行分析监控(见图1.1.3-1)。“初至前随机干扰”分析监控是对每道初至前的数据计算出平均振幅进行对比监控;“初至前低频干扰”分析监控是对每道初至前的数据进行低频带(由用户确定低频干扰波的频带范围)的带通滤波,然后计算其平均振幅值用于对比监控; “初至前高频干扰”分析监控是对每道初至前的数据进行高频带(由用户确定高频干扰波的频带范围)的带通滤波
10、,然后计算其平均振幅值用于对比监控;“初至前工业干扰”分析监控是对每道初至前的数据进行工业干扰频带(由用户确定工业干扰波的频带范围)的带通滤波,然后计算其平均振幅值用于对比监控。初至前工业干扰初至前高频干扰初至前低频干扰初至前随机干扰图1.1.3-11.1.4道尾部时窗监控道尾部时窗是系统根据数据的记录长度,自动选取记录尾部500ms时窗内的数据进行分析监控(见图1.1.4-1)。“道尾随机干扰”分析监控是对每道道尾部时窗内的数据计算出平均振幅进行对比监控;“道尾低频干扰”分析监控是对每道道尾部时窗内的数据进行低频带(由用户确定低频干扰波的频带范围)的带通滤波,然后计算其平均振幅值用于对比监控
11、;“道尾高频干扰”分析监控是对每道道尾部时窗内的数据进行高频带(由用户确定高频干扰波的频带范围)的带通滤波,然后计算其平均振幅值用于对比监控;道尾工业干扰道尾高频干扰道尾低频干扰道尾随机干扰图1.1.4-1“道尾工业干扰”分析监控是对每道道尾部时窗内的数据进行工业干扰频带(由用户确定工业干扰波的频带范围)的带通滤波,然后计算其平均振幅值用于对比监控。1.1.5初至区时窗监控初至区时窗监控是系统根据用户在标准炮中选取的初至波时窗,对新采集的数据进行振幅和频率分析监控(见图1.1.5-1)。“初至区最大振幅”分析监控是对每道初至时窗内的数据进行分析,寻找时窗内的最大绝对振幅值;“初至区平均振幅”分
12、析监控是将每道初至时窗内各采样点的绝对振幅值相加后除以采样点个数以获得平均振幅值;“初至均方根振幅”分析监控是将各采样点的振幅平方后除以采样点个数再开平方获得均方根振幅值;“最大振幅时间”分析监控是分析寻找每道初至时窗内最大振幅对应的时间值;“初至起跳清晰度”分析监控是每道初至时窗的平均振幅与初至前相同长度时窗内平均振幅的比值;“初至区优势频率”分析监控是对每道初至时窗内的数据进行频谱分析,并寻找到最大振幅值对应的频率,将其确定为初至区优势频率。初至区最大振幅初至区平均振幅初至区均方根振幅最大振幅时间初至起跳清晰度初至区优势频率图1.1.5-11.1.6反射区时窗监控反射区时窗监控是系统根据用
13、户在标准炮中选取的反射区时窗,对新采集的数据进行振幅和频率分析监控(见图1.1.6-1)。“反射区信号能量”分析监控是系统根据用户定义的信号的频带范围,对反射区时窗内的数据进行带通滤波,然后计算其平均振幅值,作为反射区的信号能量标志;“反射区低频干扰”分析监控是系统根据用户定义的低频干扰波的频带范围,对反射区时窗内的数据进行带通滤波,然后计算其平均振幅值,进行反射区低频干扰的监控;“反射区高频干扰”分析监控是系统根据用户定义的高频干扰波的频带范围,对反射区时窗内的数据进行带通滤波,然后计算其平均振幅值,进行反射区高频干扰的监控;“反射区谐振干扰”分析监控是系统根据用户定义的谐振干扰波的频带范围
14、,对反射区时窗内的数据进行带通滤波,然后计算其平均振幅值,进行反射区谐振干扰的监控;“反射区优势频率”分析监控是系统对反射区时窗内的数据进行频谱分析,并寻找到最大振幅值对应的频率,将其确定为反射区优势频率。“信噪比”分析监控是系统将反射区的信号平均振幅值与初至前随机干扰的平均振幅值相除,所得的值作为反射区的信噪比。反射区信号能量反射区低频干扰反射区高频干扰反射区谐振干扰反射区优势频率信噪比图1.1.6-11.1.7面波区时窗监控面波干扰图1.1.7-1面波区时窗监控是系统根据用户在标准炮中选取的面波区时窗,对新采集的数据进行滤波和振幅分析,该项只监控面波的振幅强度(见图1.1.7-1)。“面波
15、干扰能量”分析监控是系统对每道面波时窗中的数据进行带通滤波,滤波频段采用用户输入的面波频带,然后计算平均振幅值,以此作为监控面波干扰能量的标志。1.2交互分析交互分析部分的功能主要是进一步对采集的数据进行更全面的分析,以提高对复杂地区低信噪比单炮记录的认识,制定或调整监控评价的标准,指导野外施工的实施。1.2.1能量分析能量分析功能主要分析标准炮或监控炮的能量变化规律,通过两者的对比分析对监控炮进行评价。用户可以设置多个分析时窗,时窗的设置通过炮检距范围和起止时间确定。能量的计算方法有3种,即:均方根振幅、最大振幅和平均振幅。用户也可以单独显示标准炮或监控炮的能量分析图件。图1.2.1-11.
16、2.2频率分析频率分析功能主要分析标准炮或监控炮的频率变化规律,通过两者的对比分析对监控炮进行评价(见图1.2.2-1)。用户可以设置多个分析时窗,时窗的设置通过炮检距范围和起止时间确定。系统根据用户定义的分析时窗计算标准炮和监控炮道集的统计振幅谱曲线,并将计算出的振幅谱曲线绘制在同一窗口中,以便于进行对比分析。用户也可以单独显示标准炮或监控炮的频率分析图件。图1.2.2-11.2.3频时分析图1.2.3-1频时分析功能主要对标准炮或监控炮在不同的时窗内进行统计频谱分析,具体方法是根据用户定义的分析时窗个数、时窗的炮检距范围和起止时间,程序自动计算各个分析时窗的统计频谱曲线,用以分析对比标准炮
17、与监控炮道集相同时窗的信号随频率变化的规律,通过两者的对比分析对监控炮进行评价(见图1.2.3-1)。用户也可以单独显示标准炮或监控炮的频时分析图件。1.2.4时频分析时频分析功能主要对标准炮或监控炮在相同炮检距范围内进行不同频段的振幅随时间变化的统计分析,具体方法是根据用户定义的分析时窗个数和分析频段个数,程序自动计算各个分析时窗中各分析频段的振幅随时间变化统计曲线,用以分析对比标准炮与监控炮道集相同时窗的各频段信号随时间变化的规律,通过两者的对比分析对监控炮进行评价(见图1.2.4-1)。用户也可以单独显示标准炮或监控炮的时频分析图件。图1.2.4-11.2.5分频扫描图1.2.5-1分频
18、扫描的功能主要是对标准炮或监控炮道集进行分频扫描分析,用以分析道集在不同频段内的信号和噪声分布情况。系统根据用户定义的分频滤波器参数自动生成一系列带通滤波器,对分析数据进行滤波,将同一频段的滤波结果显示在同一窗口中,也可以将不同频段的滤波结果显示在同一窗口中(见图1.2.5-1)。1.2.6自相关分析自相关分析的功能是对标准炮或监控炮道集的初至波进行自相关分析。具体方法是系统根据用户设置的零炮检距初至时间、初至波速度和炮检距范围自动选取进行分析的数据道和时窗长度进行自相关计算分析,然后显示出每道的自相关子波(见图1.2.6-1)。图1.2.6-11.2.7线性动校正线性动校正的主要功能是对标准
19、炮或监控炮道集的初至波进行线性动校正。具体方法是系统根据用户设置的零炮检距初至时间和初至波速度自动计算各道的动校正值,然后显示线性动校正后的道集记录(见图1.2.7-1)。图1.2.7-11.2.8 频率波数域分析频率波数域分析的主要功能是对标准炮或监控炮道集进行频率域和波数域谱分析。具体方法是系统根据SPS数据自动选择离激发点最近的排列进行分析,用户需要设置道距、零炮检距初至时间和分析时窗长度,选择矩形时窗或双曲线时窗进行分析,如果选择双曲线时窗,还要设置双曲线的视速度。系统计算分析后显示该时窗内数据的F-K谱(见图1.2.8-1),以便用户对数据进行分析研究。图1.2.8-12. 软件操作
20、方法介绍野外地震采集数据质量监控系统是地震采集工程系统KLSeis V4.0的重要组成部分,在运行该系统前首先要运行KLSeis 。2.1 启动资料品质定量分析步骤1:安装地震采集系统KLSeis V2.0,插入正确的加密狗,运行KLSeis,出现以下系统主界面。图21步骤2:鼠标单击菜单工具,弹出下拉菜单。鼠标单击下拉菜单试验资料分析,启动资料品质定量分析系统,出现资料品质定量分析系统主界面。图222.2 主界面介绍主界面主要包括“菜单条”、“工具条”、“数据树窗口”和“工作窗口”等部分(见图2.2-1)。当首次启动野外地震采集数据质量监控系统时,数据树窗口是空的,工具条上的许多按纽处于灰色
21、禁用状态。菜单栏工具栏数据树窗口工作窗口图2.2-1图2.2-12.2.1数据树窗口该窗口显示数据树。通过该窗口可以进行新项目的建立、删除,在项目下可打开SPS平面图、炮检点QC平面图,新建立测线、加载标准炮。通过鼠标右键菜单可以进行功能操作。2.2.2工作窗口该窗口为交互工作窗口。在该窗口可以显示地震记录、标准炮记录、观测系统、质量监控的结果和记录评价报表等。2.2.3菜单栏主菜单包括文件、编辑、查看、窗口、帮助,这些菜单大部分为Windows标准菜单。文件菜单为Windows标准菜单,下一级菜单如图2.2.3-1所示:图2.2.3-1图2.2.3-2编辑菜单的下一级菜单如图2.2.3-2所
22、示为:数据加载、删除、属性等,其中数据加载的下一级菜单为:新建项目、新建测线、加载标准炮、加载SPS数据、加载地震数据。 查看菜单的下一级菜单如图2.2.3-3所示为:工具栏、状态栏、浏览树、炮检点SPS数据表、炮检点SPS平面图、炮检点QC平面图、地震数据信息表、共激发点道集记录、共激发点道集平面图、共接收点道集记录、共接收点道集平面图、辅助道记录、炮点信息柱状图、检点信息柱状图、记录评价报表等。图2.2.3-3图2.2.3-4窗口菜单的下一级菜单如图2.2.3-4所示为Windows标准菜单。帮助菜单目前只有版本说明。2.2.4工具栏系统的工具栏主要分为两种,即工具栏和辅助工具栏。启动系统
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