淺析應用于海洋地震勘探的震源技術

翟繼鋒　曾憲軍

摘要：文章在闡述海洋工程地震勘探系統的基礎上，從炸藥震源、氣槍震源、水槍震源以及電火花震源幾個方面分析和介紹應用于海洋地震勘探的震源技術，旨在能夠防患于未然，從而更好的進行海洋地震勘察。

關鍵詞：海洋地震勘探；震源技術；勘探

震源是海洋地震開展系統的重要組成部分，在某種程度上決定海洋地站的地層分辨率和穿透程度。傳統的海洋地震勘探以炸藥作為地震震源，但是以炸藥作為震源具有不確定性、危險性、污染性的特點，隨著社會科技的發(fā)展，應用于海洋地戰(zhàn)勘探的震源技術形式不斷出現。現階段，我國海洋地震勘探震源技術大多采用聲學探測，聲學探測研究的是海洋環(huán)境中形成的沉積地層，主要種類包括槍震源、電火花震源、剖面儀震源等。這些震源技術形式不同最終帶來的海洋勘探效果不同，文章對海洋地震勘探不同震源技術進行分析。

一、海洋地震勘探系統概述

海洋工程地震勘探工作的時候需要將地震勘探儀器安裝在船上，之后應用船上專門的震源和水聽器對船航行中出現的連續(xù)的地震波進行激發(fā)和接收。現階段我國海洋地震勘探系統主要包括地震震源系統、地震信號接收系統、地震數據記錄系統、全球定位導航系統。海洋地震勘探流程圖具體如圖一所示。地震震源系統包括測量船上的震源能量攻擊系統和在水中的震源激發(fā)單元，主要有槍震源、電火花震源、剖面儀低等。地震震源系統在很大程度上影響地震勘探的分辨率和勘探深度，震源具有強大的能量，通過強大力量的爆發(fā)會顯示出自身強大的穿透能力，進而降低地震信號和地震分辨率。地震信號接收系統處于水聽器托攬控制器和水中水聽器托攬上。其中，水聽器拖纜能夠接收地震的反射信號信息，之后將聲壓信號轉變?yōu)殡娦盘枺瑐魉偷较鄳乃犉魍侠|控制器。水聽器拖纜控制器能夠對拖纜的深度、偏向進行檢測，之后將地震信號傳送給地震信息數據記錄系統，根據實際需要對地震信號系統進行控制、處理。

二、應用于海洋地震勘探的震源技術

（一）炸藥震源

炸藥震源是人們勘探地震的早期震源，應用原理是炸藥的化學反應信息，能夠對形成的高壓氣團進行測試，之后讓高壓氣團形成水體，產生強烈的沖擊波。應用在海洋地震的炸藥震源具有高功率、寬頻帶、能量強大、無法把控的特點，在應用的時候存在很大的局限，在時代的不斷發(fā)展下，這種震源技術逐漸被取代。

（二）氣槍震源

應用在海洋地震勘探中最早的震源是美國。最開始時候的氣槍震源采用的單槍作業(yè)的形式，高壓槍具有34.5Mpa。在社會的不斷發(fā)展下，出現了氣泡震蕩方式和脈沖方式，由此出現了氣槍陣列模型，能夠根據實際需要進行氣槍組合，從而對氣泡震蕩進行有效的把控，實現對地震發(fā)生的有效防控。

應用在海洋地震中的氣槍震源豐富多樣，可以被用在深水槍，也可以被用在潛水槍、陸地槍中。氣槍震源的工作原理基本上大同小異，都是應用兩個氣室進行操作，包括主氣室和啟爆室。后者的作用和彈簧相似。應用在海洋地震中年代氣槍震源具有頻寬帶、方便、重復性強、安全性好、使用成本費用低、對海洋周圍環(huán)境影響小的特點，將其應用在深層次的海洋地震勘測中能夠進一步發(fā)揮出自身的作用。

（三）水槍震源

水槍震源的基本工作原理是將大團海水經過活塞作用擠壓出水槍眼，這些水能夠和周圍的水相區(qū)別，并在活塞的快速沉降運動中實現和活塞的有效結合，從而形成一個空腔，并在空腔斷裂作用下形成一種脈沖聲波信號。水槍震源的優(yōu)點是信號很強、寬帶較寬、重復性好、不會產生多余的氣泡。

（四）電火花震源

電火花震源是取代炸藥震源的重要震源技術，能夠對電能進行快速的存儲，之后根據相關要求將電能轉換成地震波。現階段電火花震源應用技術中將電能轉換成地震波主要依賴兩種形式，第一種是借助相關裝置進行能量的轉換。在借助相關裝置進行能量轉換的過程中最為代表的是有壓電陶瓷換能器。這種借助相關裝置進行能量的轉換的優(yōu)點是頻率高、地震波型總體穩(wěn)定性能好。缺點是能量轉換的時候無法進行放大處理。第二種是采取有效的措施直接將電能釋放降解在海水中，從而在短時間內產生較多的特能，實現能量之間的有效轉換。

電火花震源由基本傳輸線、脈沖電源、發(fā)射電源等共同組成，將其應用在海洋地震勘探中會產生較大的高壓脈沖，之后在傳輸線的作用下將能量信息輸送到相關的發(fā)射電極中，實現放電。在最早的電火花震源中，一般是應用脈沖電弧放電形式，對電壓等級有著很高的要求，最高的電壓甚至能夠達到10千伏，在具體操作中應用的火花隔離開關來調控電路的導通。但是這種操作方式的安全性能較大、電波輸出裝置不夠完善、電磁抗干擾能力差。隨著社會科學技術的發(fā)展，在上個世紀出現了大功率半導體器件，將其應用在電火花震源中有效彌補中傳統電火花震源操作的不方便，更好的促進了電火花震源發(fā)展。

結束語：綜上所述，文章在概述了海洋地震勘探系統的基礎上，結合社會發(fā)展介紹了現階段常用的四種震源技術形式，這些技術形式在不同情況下應用在海洋地震勘探中，對提升海洋地震勘探技術水平發(fā)揮了重要的作用。為了更好地促進海洋地震勘探事業(yè)發(fā)展，需要有關人人員結合實際不斷加強對海洋地震勘探震源技術的分析，總結不同海洋地震勘探震源技術應用的特點，比如槍震源技術具有分辨力、穿透力強的特點；等離子體震源具有高壓脈沖放電特點等。通過對不同地震勘探震源的分析提升地震勘探應用效果。endprint