(用於石油勘探的)地震波分析軟體是如何處理海量地震數據的？

01-12

曾與某勘探公司的地震波分析系統研發團隊有過一次簡短的交流，可惜未能就技術細節深入探討，好奇心重特提此問，煩請諸位科普一二，感興趣的問題有這些，外行難免抓不住重點，可按您自己的思路答題，謝謝：
地震數據的特點？處理海量地震數據的平台、工具、流程和原理？與科學計算的異同？開發此類系統面臨的最大挑戰？

不限制應用範圍，石油勘探以外的應用領域也可以喲 ^_^

之前做過地震解釋和地震反演的相關工作，對地震資料的處理解釋的流程也大概了解一些。

地震勘探一般通常指的是反射波地震勘探（當然也有折射波勘探，槽波勘探）

地震勘探，是在油田勘探中最重要的勘探手段之一，目前最為常用的是3D地震勘探，其大致原理是，通過人工激發地震波（陸地一般是炸藥，震源車；海上一般是空氣槍），地震波向下傳播時，遇到介質性質差異分界面便會發生髮射和折射，由地面檢波器進行接收地震波信號，得到的地震數據送入數據處理中心進行處理和解釋。這個過程也可行形象的被理解為：在給地球做CT。

地震勘探可以被分為三個主要階段：1.地震資料採集。2.地震資料處理。3.地震資料解釋。

1.地震資料採集

地震資料的採集首先是，在充分分析區塊的勘探地質條件情況下，建立一個觀測系統，以及一些施工方案：檢波器埋深，炸藥量，基準面計算，面元大小，地震記錄覆蓋次數等等。。。

地震信號經過檢波器信號放大、濾波、模數轉換，將震動信號轉換為電信號，再由地震儀進行記錄，採集到的地震數據為最原始的野外地震數據（一般為磁帶格式），包含了各種面波，多次波等干擾需要進行處理。

2.地震資料處理

採集到的地震資料還不能直接用來進行解釋和分析，必須進行處理，一般送入數據中心（或其他第三方地震資料處理機構）根據進行處理和一些精細處理（勘探的目的層不同，處理參數和手段也不同）

地震資料的處理一般有三個階段，簡要介紹一下：

1.預處理：將野外地震數據解編，檢查編輯卷頭、道頭等信息，對一些空炮、廢道、空道進行刪除替換，拾初至，抽道集（有興趣百度：CMP道集，CDP）等等。

2.常規處理：主要的三個技術是：反褶積，疊加，偏移。當然，中間還有一些其他的技術手段進行處理：靜校正、振幅補償、動校正、速度分析等，最終的目的都是要保證處理後的地震數據高信噪比，高解析度，高保真度。

3.目的層段的特殊處理：針對所要處理的區塊層段的特點，利用一些手段諸如：屬性提取，地震反演，時頻分析等，使處理的結果更符合地質規律。

地震資料的處理目前都是一般都是成熟的流程化操作，在軟體處理平台人機互動（所有人的工作量也是很大的）。

一般的數據格式：SEG-D，SEG-Y，SEG-B等等。

處理平台：OMEGA（西方地球物理），CGG（法國CGG公司），和Geoeast（中石油BGP，主要內部使用較多）

3.地震資料解釋

對處理好的數據結合地質測井等資料進行地震資料解釋。

一些常用的地震資料解釋平台（軟體）：主要有哈里伯頓的LandMark，斯倫貝謝的Geoframe，

還有一部分在用帕拉代姆的Epos。

數據的載入，合成地震記錄的製作（井震標定），斷層和層位解釋，屬性提取，地震相分析，等t0構造圖，以及一些岩性物性等精細解釋。有些時候需要用到地震反演進行分析，常用的反演軟體平台：Jason（cgg公司），Strata（cgg公司），EPS reservoir（美國EPTech） 有時間再碼

地震數據的特點

數據量大，之前給老闆做過的一個項目600平方km，好像有50多G，後期的解釋數據一般以SEGY格式為主，一些特別大的數據量，採用多工作站並行處理。

與科學計算差異

鄙人認為：其實就是科學計算在石油勘探中的應用，是商業化的開發，對數據的精度要求也較高，此類系統要有友好的人機交互，因為計算過程中有部分關鍵環節，需要有專業技術背景的人員，對流程以及關鍵參數進行設定。

開發此類系統的挑戰

由於知識儲備，只能略說一二。

目前主流使用的系統都是國外的軟體，全英文界面，想要使用起來已經不容易。做此類軟體系統的開發，是一個很大的軟體工程了，開發人員對專業知識特別是地震勘探的一些理論和知識，如果不了解的話，開發會變的很困難。比如地震反演，常用的幾種反演技術（測井約束反演，AVA反演，全波形反演，地質統計學反演等等）如果不了解反演演算法和流程（一些關鍵參數）的話，軟體開發人員對客戶的需求都不了解，後期的軟體測試更是沒法做。

另一個就是，所使用的軟體平台必須高效和穩定，算到一半，系統崩潰，那真的是很崩潰，這也是LandMark使用Oracle資料庫的原因。所以，要有一個成熟的軟體工程的概念。

本人也正在想這個方向努力，成為一名具有專業技術背景的軟體開發人員。

另外，地震資料和測井資料一般都是保密的。地震勘探確實是一個比較大的題目，涉及到：地震勘探原理，地震資料處理與解釋，地震波動力學，信號處理，石油地質與構造相關，測井解釋，等諸多的相關知識。而且一些細枝末節的知識點太多了，無法詳細陳述，等有時間在補。

回答如有錯誤，歡迎指正，也請多多包涵。

沒有開發過處理系統，主要還是使用相關軟體進行生產。隨著精度要求越來越高，現在地震勘探的數據量越來越大，一個項目一個步驟的數據量10t以上，整個流程下來100多個t很常見。對處理人員而言，首要的問題是數據安全，系統穩定，幹了幾個月，要崩了咋整。其次是速度問題，為了分析數據，需要從各個角度進行觀測，需要從幾十個t的數據迅速找出需要的那部分是要考慮的問題。還有各個流程中處理模塊演算法的問題等等。現在用的主流平台有美國的omega，法國的cgg和國內的geoeast等等。

嗯，這是物探的問題，我也只是門外漢，曾經用過一點點GEOFRAME、LANDMARK、JASON和DISCOVERY，但是具體的也不清楚，希望有學物探的來解答啦。

如果我沒看錯的話，題主應該問的不是處理流程，而是怎麼對待海量數據的問題。我正在從事地震數據處理工作，現階段地震數據體量越來越大，不到100平方公里寬方位高密度地震原始資料數據量可以達到20T,在實際處理中，疊前處理基本每部產生同樣大小的數據。存儲方面沒別的辦法，就是需要大盤陣。處理演算法基本都是基於GPU的並行演算法，配合大集群進行出來。所以，這個行業是最需要高性能技術和存儲方面人才的。別的以後慢慢答。

首先說下地震勘探的原理：在地表以人工方法激發地震波，在向地下傳播時，遇有介質性質不同的岩層分界面，地震波將發生反射與折射，在地表或井中用檢波器接收這種地震波。收到的地震波信號與震源特性、檢波點的位置、地震波經過的地下岩層的性質和結構有關。通過對地震波記錄進行處理和解釋，可以推斷地下岩層的性質和形態。

我們之所以要對得到的地震波波譜進行處理，主要目的是削弱干擾、提高信噪比和解析度，目前常用的方法就是水平疊加，預處理，動校正，靜校正，數字濾波，反濾波，偏移歸位。（這東西學的太困難了）

經過軟體處理我們就可以得到有用的地震剖面。

目前軟體開發最大的瓶頸是專利（似乎是），目前很多先進的演算法的專利掌握在西方公司手上。我們想用也用不了，只能買人家的軟體。

第二，是數據量，前面已經有人回答了，目前地震一般都在萬道以上而且要多次覆蓋，在二維地震中已經在10T以上，那三維地震就在。。。。所以，現在的問題在高速計算機上，目前天河的客戶就有中石油。

地震數據的獲得三個部分吧！採集，處理，解釋三大塊，採集和處理主要是物探人員在做，主力軍事東方地球物理，這個公司就是以前的物探處。各大油田也有自己的物探，相互之間都存在競爭關係。解釋這部分主要是地質人員做，現在提倡一體化，油田都有自己的特色。

地震數據採集這塊是很費力的工作，採集到的數據可大可小，二維地震數據比較小，效果也差一點，現在基本不做了，三維地震數據就要看施工面積和覆蓋次數，具體也不好說。總的來說這一階段收集到的是原始數據，數據量挺大。

地震數據的處理是在室內完成的，數據一般是輸到計算機群處理，這個時候是針對整塊地震數據進行處理，對計算機內存佔用量很大。處理的成果就提供給地質人員進行解釋。之前用的一塊疊前地震資料和疊後資料相差20倍，一百多平方千米的工區，疊前資料600G，疊後只有30G左右（具體不記得了，大概是這樣）。

平台、工具、流程這些都有個人說了，我就我知道的說一下開發系統的最大挑戰。反褶積、疊加、偏移這是處理上的三大核心，裡面涉及的很多方法大家都在用，不同的人用同一套流程處理下來，結果也不會一致。這就是目前面臨的最大挑戰。道理大家都懂，但就是做出來不一樣。

我的感覺是做一個開放的大平台，地質需求不同，處理的目標就不同，要把目前的方法集成，為將來的方法預留空間，讓處理人員能自由的配置、添加模塊，這樣才是最好的辦法。

segy可以一道一道讀取、載入、處理啊