浅析应用于海洋地震勘探的震源技术

翟继锋　曾宪军

摘要：文章在阐述海洋工程地震勘探系统的基础上，从炸药震源、气枪震源、水枪震源以及电火花震源几个方面分析和介绍应用于海洋地震勘探的震源技术，旨在能够防患于未然，从而更好的进行海洋地震勘察。

关键词：海洋地震勘探；震源技术；勘探

震源是海洋地震开展系统的重要组成部分，在某种程度上决定海洋地站的地层分辨率和穿透程度。传统的海洋地震勘探以炸药作为地震震源，但是以炸药作为震源具有不确定性、危险性、污染性的特点，随着社会科技的发展，应用于海洋地战勘探的震源技术形式不断出现。现阶段，我国海洋地震勘探震源技术大多采用声学探测，声学探测研究的是海洋环境中形成的沉积地层，主要种类包括枪震源、电火花震源、剖面仪震源等。这些震源技术形式不同最终带来的海洋勘探效果不同，文章对海洋地震勘探不同震源技术进行分析。

一、海洋地震勘探系统概述

海洋工程地震勘探工作的时候需要将地震勘探仪器安装在船上，之后应用船上专门的震源和水听器对船航行中出现的连续的地震波进行激发和接收。现阶段我国海洋地震勘探系统主要包括地震震源系统、地震信号接收系统、地震数据记录系统、全球定位导航系统。海洋地震勘探流程图具体如图一所示。地震震源系统包括测量船上的震源能量攻击系统和在水中的震源激发单元，主要有枪震源、电火花震源、剖面仪低等。地震震源系统在很大程度上影响地震勘探的分辨率和勘探深度，震源具有强大的能量，通过强大力量的爆发会显示出自身强大的穿透能力，进而降低地震信号和地震分辨率。地震信号接收系统处于水听器托揽控制器和水中水听器托揽上。其中，水听器拖缆能够接收地震的反射信号信息，之后将声压信号转变为电信号，传送到相应的水听器拖缆控制器。水听器拖缆控制器能够对拖缆的深度、偏向进行检测，之后将地震信号传送给地震信息数据记录系统，根据实际需要对地震信号系统进行控制、处理。

二、应用于海洋地震勘探的震源技术

（一）炸药震源

炸药震源是人们勘探地震的早期震源，应用原理是炸药的化学反应信息，能够对形成的高压气团进行测试，之后让高压气团形成水体，产生强烈的冲击波。应用在海洋地震的炸药震源具有高功率、宽频带、能量强大、无法把控的特点，在应用的时候存在很大的局限，在时代的不断发展下，这种震源技术逐渐被取代。

（二）气枪震源

應用在海洋地震勘探中最早的震源是美国。最开始时候的气枪震源采用的单枪作业的形式，高压枪具有34.5Mpa。在社会的不断发展下，出现了气泡震荡方式和脉冲方式，由此出现了气枪阵列模型，能够根据实际需要进行气枪组合，从而对气泡震荡进行有效的把控，实现对地震发生的有效防控。

应用在海洋地震中的气枪震源丰富多样，可以被用在深水枪，也可以被用在潜水枪、陆地枪中。气枪震源的工作原理基本上大同小异，都是应用两个气室进行操作，包括主气室和启爆室。后者的作用和弹簧相似。应用在海洋地震中年代气枪震源具有频宽带、方便、重复性强、安全性好、使用成本费用低、对海洋周围环境影响小的特点，将其应用在深层次的海洋地震勘测中能够进一步发挥出自身的作用。

（三）水枪震源

水枪震源的基本工作原理是将大团海水经过活塞作用挤压出水枪眼，这些水能够和周围的水相区别，并在活塞的快速沉降运动中实现和活塞的有效结合，从而形成一个空腔，并在空腔断裂作用下形成一种脉冲声波信号。水枪震源的优点是信号很强、宽带较宽、重复性好、不会产生多余的气泡。

（四）电火花震源

电火花震源是取代炸药震源的重要震源技术，能够对电能进行快速的存储，之后根据相关要求将电能转换成地震波。现阶段电火花震源应用技术中将电能转换成地震波主要依赖两种形式，第一种是借助相关装置进行能量的转换。在借助相关装置进行能量转换的过程中最为代表的是有压电陶瓷换能器。这种借助相关装置进行能量的转换的优点是频率高、地震波型总体稳定性能好。缺点是能量转换的时候无法进行放大处理。第二种是采取有效的措施直接将电能释放降解在海水中，从而在短时间内产生较多的特能，实现能量之间的有效转换。

电火花震源由基本传输线、脉冲电源、发射电源等共同组成，将其应用在海洋地震勘探中会产生较大的高压脉冲，之后在传输线的作用下将能量信息输送到相关的发射电极中，实现放电。在最早的电火花震源中，一般是应用脉冲电弧放电形式，对电压等级有着很高的要求，最高的电压甚至能够达到10千伏，在具体操作中应用的火花隔离开关来调控电路的导通。但是这种操作方式的安全性能较大、电波输出装置不够完善、电磁抗干扰能力差。随着社会科学技术的发展，在上个世纪出现了大功率半导体器件，将其应用在电火花震源中有效弥补中传统电火花震源操作的不方便，更好的促进了电火花震源发展。

结束语：综上所述，文章在概述了海洋地震勘探系统的基础上，结合社会发展介绍了现阶段常用的四种震源技术形式，这些技术形式在不同情况下应用在海洋地震勘探中，对提升海洋地震勘探技术水平发挥了重要的作用。为了更好地促进海洋地震勘探事业发展，需要有关人人员结合实际不断加强对海洋地震勘探震源技术的分析，总结不同海洋地震勘探震源技术应用的特点，比如枪震源技术具有分辨力、穿透力强的特点；等离子体震源具有高压脉冲放电特点等。通过对不同地震勘探震源的分析提升地震勘探应用效果。endprint