Разработка предварительных версий алгоритмов автоконтроля геометрии, контроля и прогноза качества сейсмических данных в реальном времени при регистрации. Разработка базовой версии прототипа программного обеспечения, содержащей два модуля: модуль контроля (анализа) качества сейсмических данных после регистрации (в пост-режиме) и модуль ввода и преобразования данных. Тестирование алгоритмов и базовой версии программного обеспечения на различных наборах сейсмических данных.

Настоящий отчёт содержит сведения о результатах выполнения НИОКР 1-го этапа по разработке и тестированию прототипа программного обеспечения для обработки, контроля и прогноза качества сейсмических данных в реальном времени. Объектом исследования являются полевые сейсмические данные, процесс их получения (возбуждения упругого сигнала и регистрации упругих волн) и контроля качества в реальном времени и в пост-режиме при проведении полевых сейсморазведочных работ на нефть, газ и другие полезные ископаемые. При выполнении НИОКР применялись такие методы исследования как цифровая обработка сигналов (DSP / ЦОС), статистический анализ, линейное предсказание или авторегрессии, численного моделирования (аппроксимация, МНК), методы математической физики (динамическая система, распространение волн), а также экспериментальные методы: наблюдение, измерение, тестирование. Цели НИОКР состояли в решении проблемы невозможности автоматического контроля геометрии сейсмических данных при регистрации (в реальном времени) посредством создания предварительной версии соответствующего алгоритма, а также в решении проблемы предотвращения брака физических наблюдений при полевых сейсморазведочных работах путём разработки предварительной версии алгоритма предсказания (прогноза) качества сейсмических данных непосредственно перед возбуждением упругих колебаний. В ходе работ также планировалось выполнить разработку предварительной базовой версии программного обеспечения в составе двух модулей, которая стала бы основой для создаваемого согласно техническому заданию конечного релиза (прототипа). При выполнении НИОКР были решены задачи по разработке предварительных версии алгоритмов автоконтроля геометрии и предсказания качества сейсмических данных в реальном времени. Также были выполнены задачи, связанные с разработкой и тестированием двух основных модулей программного обеспечения, предназначенных для контроля качества (анализа) полевого сейсмического материала в пост-режиме и для ввода, преобразования сейсмических данных. В результате проделанной работы была сформирована необходимая теоретическая и практическая база, разработан базовый набор программ для выполнения второго этапа НИОКР, подразумевающего создание главного модуля прототипа программного обеспечения – модуля контроля и прогноза качества сейсмических данных в реальном времени. Полученный практический опыт будет использован для уточнения планирования дальнейших работ, а также для оптимизации НИОКР заключительного этапа. За время первого этапа работ были успешно разработаны принципиальные схемы и вычислительные последовательности алгоритмов автоконтроля геометрии и прогноза качества сейсмических данных при регистрации. Написана предварительная версия ПО, предназначенная для контроля качества (анализа) полевого сейсмического материала в пост-режиме и для ввода, преобразования сейсмических данных. Разработка ПО велась интегрированной среде интегрированной среде разработки программного обеспечения C++ Builder. Приложение рассчитано на работу в операционных системах MS Windows 7, 8, 10. Программное обеспечение реализовано в виде исполняемого *.exe файла и необходимого набора библиотек, других вспомогательных файлов. Объём установленной на компьютере предварительной версии программы составляет менее 50 мегабайт. Основные характеристики ПО отвечают требованиям Технического задания на выполнение НИОКР. Принципы работы предварительных версий программ, а также набор ключевых подпрограмм, подразумевающих их сквозное использование, могут быть применены для разработки финального прототипа на втором (заключительном) этапе работы. Для предварительной версии алгоритма контроля геометрии были разработаны две вариации. Первая строится на принципе поиска положения (точки) сильнейшего сейсмического события в пределах регистрирующей расстановки. В её основе лежит предположение о том, что воздействие специализированного источника упругих волн порождает сейсмические события с максимальной энергией на момент начала регистрации. Вторая основана на аппроксимации годографа линейной волны в автоматическом режиме и подразумевает использование двух критериев: сравнение вершины модельного годографа с положением ПВ и оценку корреляции разностных производных сейсмического / модельного годографов (т. е. оценку подобия годографов). Последняя вариация, по сравнению с аналогами, также использующими отбивки первых вступлений, обладает высокой помехоустойчивостью и, соответственно, возможностями автоматизации. Это особенно важно в современных реалиях производства сейсморазведочных работ, как правило проходящих во всё более сложных сейсмогеологических условиях. Предварительная версия алгоритма контроля и прогноза качества сейсмических данных в реальном времени предназначена для заблаговременного предупреждения оператора сейсмостанции о возможности появления некачественного сейсмического материала (физического наблюдения), т. е. брака, перед его отработкой. Или же, напротив, алгоритм должен выдавать сообщение о том, что полевая запись, планируемая в текущих условиях, должна получиться кондиционной. Результатом работы алгоритма, таким образом, является сигнал прогноза качества с определённой долей достоверности, достаточной для успешного применения в реальных производственных условиях. Входной информацией для работы алгоритма являются любые доступные априорные данные, которые помогут произвести правильный прогноз в текущих условиях. Главным параметром, который должен предсказывать алгоритм, является соотношение сигнал/помеха. Результат разработки программного обеспечения по завершению первого этапа НИОКР представлен двумя модулями (предварительные версии): модуль контроля (анализа) качества сейсмических данных после регистрации (в пост-режиме), модуль ввода и преобразования данных. Первоочередной задачей этапа была разработка первого из двух упомянутых модулей, в связи с большей трудоёмкостью его реализации и в виду необходимости входящего в него функционала для выполнения дальнейших работ. Затем был выполнен второй модуль. По завершению разработки и отладки двух модулей предварительная версия программного обеспечения была успешно протестирована на различных наборах сейсмических данных. Проведённое тестирование разработанной в ходе 1-го этапа НИОКР предварительной версии программного обеспечения в составе двух базовых модулей, контроля данных в пост-режиме, ввода и преобразования данных, их алгоритмов, основного и дополнительного инструментария, ключевых процедур дало положительные результаты. Работоспособность программного обеспечения и выполнение поставленных задач было подтверждено. Требования касательно двух написанных модулей были выполнены в полном объёме, зачастую со значительно лучшими показателями. Полученная в итоге проведённых работ версия программного обеспечения и положительные результаты её тестирования подтверждают возможность выполнения всего технического задания и успешного достижения целей НИОКР. Поставленные задачи выполнены в полном объёме, решения, полученные в ходе работ, характеризуются достаточной полнотой и позволяют сделать вывод, что конечная цель будет успешно достигнута на заключительном этапе НИОКР. Полученный результат является предварительной версией прототипа программного обеспечения, применение которого по завершению всего объёма НИОКР планируется при проведении полевых сейсморазведочных работы с целью поисков и разведки углеводородного сырья и других полезных ископаемых, а также в перспективе – региональных сейсморазведочных работ.