Краткое описание сейсмического формата SEG-Y.

В формате SEG-Y (SEG – Society of Exploration Geophysicists – Общество геофизиков-разведчиков, Y – порядковое обозначение формата, есть еще A, B, C, и D) сейсмические данные записываются в демультиплексированной форме, то есть потрассно - сначала идут все отсчеты 1-го канала, потом все отсчеты 2-го канала и т.д. В противоположность этому, при мультиплексной форме записи, например в формате SEG-B, сначала идут первые отсчеты всех каналов подряд, потом вторые отсчеты и т.д. При мультиплексной форме записи, прежде чем начать обработку данных их нужно демультиплексировать. Поэтому демультиплексный формат SEG-Y более удобен для обработки данных и обмена информацией, для чего он собственно и был разработан. Но с разработкой компьютеризованных сейсмостанций стало возможным уже в поле писать данные в демультиплексированном формате SEG-Y. Сейсмические форматы разрабатывались еще тогда, когда цифровые данные писались прямо на магнитную ленту, но при записи и считывании данных в оперативную память или любой носитель информации в виде файла эти правила сохраняются.

Вначале файла располагаются два заголовка с общей для всех записанных трасс информацией:

Первый – массив длиной 3200 байт должен быть записан в символьном коде EBCDIC. Но в последнее время код EBCDIC почти не употребляется, поэтому этот заголовок имеет чисто номинальное значение, его часто игнорируют. Можно этот массив заполнить простой текстовой информацией в коде ASCII, тогда он будет читаем любым текстовым редактором.

Второй заголовок файла – массив длиной 400 байт в двоичном коде, из которых 60 байт жестко распределены, а оставшиеся 340 выделены в резерв для будущего расширения. Этот заголовок должен быть заполнен без ошибок, так как обрабатывающая система при считывании данных будет ориентироваться именно на эту информацию.

 

typedef struct SEGYBIN {

int Job; // байты 1-4, номер работы

int Line; // 5-8, номер профиля

int Reel; // 9-12, номер ленты

short int Traces_Rec; // 13-14, число трасс в сейсмограмме

short int Traces_Auxs; // 15-16, число дополнительных трасс

short int SR_Reel; // 17-18, шаг дискретизации (мкс) в файле

short int SR_Field; // 19-20, шаг дискретизации в поле

short int Samples_Reel; // 21-22, длина трассы в дискретах, в файле

short int Samples_Field; // 23-24, длина трассы в полевой записи

short int Format_Code; // 25-26, код формата данных: 1 - R*4, 2 - I*4

3 - I*2, 4 - I*4h

short int CDP_Fold; // 27-28, кратность ОГТ

short int Sorting_Code; // 29-30, код сортировки: 1 - ОТВ, 2 – ОГТ,

3 - L=const, 4 – Сумма

short int Sum_Code; // 31-32, накапливание: 1 - нет, 2,....N

short int Sweep_Start; // 33-34, начало свип-сигнала (мс)

short int Sweep_End; // 35-36, конец свип-сигнала

short int Sweep_Length; // 37-38, длина свип-сигнала

short int Sweep_Code; // 39-40, тип свип-сигнала

short int Sweep_Channel; // 41-42, номер канала свип-сигнала

short int Sweep_TR_Taper; // 43-44, длина конуса

short int Sweep_TR_Length; // 45-46, длина трассы свип-сигнала

short int Taper_Type; // 47-48, тип конуса

short int Correlated; // 49-50, корреляция: есть – 1, нет - 2

short int Binary_Gain; // 51-52, двоичный код усиления:

восстановлен – 2, нет – 1

short int Method; // 53-54, метод восстановления усиления

short int Measurement; // 55-56, един. измерения: 1 - метp, 2 – фут

short int Polarity; // 57-58, полярность свип-сигнала

short int Vibratory_Code; // 59-60, код полярности сигнала вибратора

short int Unassigned[170]; // 61-400, резерв

} SEGYBIN1; // 400 byte

 

Далее идут блоки данных – собственно сейсмические трассы. Впереди каждого блока записывается заголовок блока из 240 байт, содержащий в основном уникальную именно для данной трассы информацию:

 

typedef struct SEGYTRACEHEADER {

int Trace_Line; // 1-4, номер тpассы на профиле

int Trace_Reel; // 5-8, номер тpассы на ленте

int Original_Field; // 9-12, физ. номер полевой магнитограммы

int Original_Record; // 13-16, номер трассы в полевой МГ

int Source_Pnt; // 17-20, номер ПВ

int CDP; // 21-24, номер выборки ОГТ

int Trace_CDP; // 25-28, номер трассы в выборке ОГТ

short int ID_code; // 29-30, код трассы: 1 - сейсмическая,

2 - обнуленная, 3 - фиктивная,

4 - отметки взрыва, 5 – верт. времени,

6 - свип, 7 - временные марки,

8 - водная запись, 9 - другие

short int Vert_Sum; // 31-31, число накоплений

short int Horiz_Sum; // 33-34, кратность суммирования

short int Data_Use; // 35-36, хаpактеp данных: 1 - рабочие, 2 – тест

int Offset; // 37-40, расстояние ПВ-ПП

int Recv_Elev; // 41-44, альтитуда ПП

int Source_Elev; // 45-48, альтитуда ПВ

int Source_Depth; // 49-52, глубина ПВ от поверхности

int Elev_Recv; // 53-56, рельеф в ПП

int Elev_Source; // 57-60, рельеф в ПВ

int W_Source_Depth; // 61-64, уровень грунтовых вод в ПВ

int Recv_Depth; // 65-68, уровень грунтовых вод в ПП

short int Scalar_Depth; // 69-70, масштабный коэф. для 41-68 байтов

+ - умножать, - - делить

short int Scalar_Coords; // 71-72, масштабный коэф. для 73-88 байтов

int Source_X; // 73-76, координаты ПВ: X Y

int Source_Y; // 77-80

int Recv_X; // 81-84, координаты ПП: X Y

int Recv_Y; // 85-88

short int Coord_Units; // 89-90, тип координат: 1 – длина (м,фут)

2 – сферические (сек)

short int Weather_Vel; // 91-92, скорость в ЗМС

short int Sub_Weather_Vel; // 93-94, скорость в коренных поpодах

short int Uphole_Source; // 95-96, верт. время в ПВ

short int Uphole_Recv; // 97-98, верт. время в ПП

short int Static_Source; // 99-100, статическая поправка в ПВ

short int Static_Recv; // 101-102, статическая поправка в ПП

short int Static_Total; // 103-104, суммарная статика, 0 - не вводилась

short int Lag_A; // 105-106, время задержки A(мс) от конца

этикетки до отметки момента взрыва

short int Lag_B; // 107-108, время задержки B(мс) от момента

взрыва

short int Delay_Record; // 109-110, задержка начала записи относительно

момента взрыва

short int Mute_St; // 111-112, начало мьютинга

short int Mute_End; // 113-114, конец мьютинга (114 byte)

short int Samples; // 115-116, число отсчетов в трассе

short int SR; // 117-118, шаг дискретизации (мкс)

short int Gain_Type; // 119-120, формат полевой записи:

1 – целочисленный, 2 – бинарный,

3 – плавающей запятой, 4 - резерв

short int Gain_Const; // 121-122, коэф. усиления сейсмостанции

short int Instrument_Gain; // 123-124, предварительное усиление в дб

short int Correlated; // 125-126, корелограмма: 1 - нет, 2 – да

short int Sweep_Freq_St; // 127-128, начальная частота свип-сигнала

short int Sweep_Freq_End; // 129-130, конечная частота свип-сигнала

short int Sweep_Length; // 131-132, длина свип-сигнала (мс)

short int Sweep_Type; // 133-134, тип свип-сигнала

short int Sweep_Tr_Taper; // 135-136, длина конуса трассы свипа (мс)

short int Sweep_Tr_Length; // 137-138, длина свипа на магнитной ленте

short int Taper_Type; // 139-140, тип конуса свипа

short int Alias_Freq; // 141-142, частота фильтра зеркальных частот

short int Alias_Slope; // 143-144, крутизна фильтра зеркальных частот

 

short int Notch_Freq; // 145-146, частота фильтра-пробки

short int Notch_Slope; // 147-148, крутизна фильтра-пробки

short int Low_Freq; // 149-150, нижняя частота полосового фильтра

short int High_Freq; // 151-152, верхняя частота полосового фильтра

short int Low_Cut; // 153-154, нижняя крутизна среза фильтра

short int High_Cut; // 155-156, верхняя крутизна среза фильтра

short int Year; // 157-158, год записи

short int Day; // 159-160, день года

short int Hour; // 161-162, часы

short int Min; // 163-164, минуты

short int Sec; // 165-166, секунды

short int Time_Code; // 167-168, код времени: 1 - местное, 2 – Гринвич

short int Weight_Factor; // 169-170, весовой коэф.трассы

short int Geophone_Recv; // 171-172, количество сейсмоприемников

short int Recv_one; // 173-174, номер начального приемника

short int Recv_last; // 175-176, номер конечного приемника

short int Gap_size; // 177-178, размер промежутка

short int Overtravel; // 179-180, перебег на конусность

short int Unassigned[30]; // 181-240, резерв

} SEGYTRACEHEADER1; // 240 байт

Сама сейсмическая трасса – это массив данных длиной, равной указанной в двоичном заголовке файла (Samples_Reel). Данные должны быть записаны в формате, указанном в заголовке файла (Format_Code):

 

float xy[L_TRC_SEG]; // если Format_Code=1

int xy[L_TRC_SEG]; // если Format_Code=2

short int xy[L_TRC_SEG]; // если Format_Code=3

 

Таким образом, практически вся информация, необходимая для считывания сейсмических данных программой, их просмотра на экране и обработки, записывается в формате SEG-Y в заголовок файла и заголовки трасс. Правда, необходимо еще учесть, что во времена разработки стандартов на цифровую регистрацию сейсмических данных были широко распространены ЭВМ типа PDP-11 компании DEC, благодаря чему в формате SEG-Y был принят прямой порядок расположения байтов (старший байт впереди). В настоящее время, как для обработки данных, так и в регистрирующих системах, широко используются компьютеры IBM с обратным порядком расположения байтов (младший байт впереди), и при обработке данных, записанных в формате SEG-Y, приходится предварительно переставлять байты. Некоторые разработчики аппаратуры уже предпочитают писать данные без перестановки байтов, тогда нет необходимости переставлять их и при обработке.

 

Контрольные вопросы к главе 2.

1. Какой формы волны в среде можно считать идеальными для целей сейсморазведки?

2. Какие источники позволяют возбуждать в среде сейсмические волны, по форме близкие к идеальной?

3. Какие источники предпочтительны из практических соображений?

4. Как связаны между собой глубинность исследований, энергия источника и частотный состав возбуждаемых колебаний?

5. Какие преимущества и недостатки у метода «Вибросейс»?

6. Перечислите основные характеристики сейсмических волн.

7. Каким требованиям должен удовлетворять сейсморегистрирующий канал?

8. Основные характеристики сейсмоприемников, сейсмических усилителей, регистраторов.

9. Требования к АЦП.

10. Что означает «формат сейсмической записи» (на примере формата SEG-Y)?

11. Принципы построения многоканальных сейсмических станций.

12. Какие преимущества имеют телеметрические сейсмические станции?

13. Как проверить работоспособность сейсмоприемника в поле?

14. Как проверить идентичность сейсмических усилителей? Идентичность сейсмических каналов в целом, включая сейсмоприемники?

15. Нарисуйте функциональную схему 24 канальной сейсмостанции.

16. Нарисуйте функциональную схему многоканальной телеметрической сейсмостанции.