zjc-03-浅论地震反射波法在海洋工程勘察中的应用

浅论地震反射波法在海洋工程勘察中的应用

摘 要：本文从仪器设备、观测方法、数据处理和资料解释、适用范围四个方面阐述了地震反射波法在海洋工程勘察中的应用。 关键词：地震反射法 工程勘察

利用地震反射波进行人工地震勘探的方法，是大陆架油气勘探的首要手段。测量结果能较准确地确定界面的深度和形态，圈定局部构造，判断地层岩性。运用波的动力学特点进行地震地层学研究，可从分析地震相入手，推测沉积环境，进而阐明油气藏的生储盖组合条件。 一、仪器设备

地震反射波法需用的仪器设备包括震源、接收装置和记录系统三个组成部分。 1、震源

过去在海洋中使用地震反射波法时地震波需要炸药激发，称为炸药震源。但在海洋中使用炸药，对鱼类杀伤严重，而且也不能满足高效率数据采集的技术要求。现在被我们广泛使用的非炸药震源主要有：空气枪震源，将高压空气在海水中突然释放，能够使水中产生强烈的振动，激发地震波；蒸汽枪震源，将高温蒸汽释放在海水中以造成振动，而蒸汽在海水中迅速散热并恢复其体积，从而不产生重复冲击；电火花震源，利用高压电极在水中的放电效应产生火花造成振动，其特性是频谱较宽，但峰值偏高。此外，利用电磁脉冲,甚至压电效应,也可以造成震源装置如电磁脉冲器和压电换能器，只不过它们的能量较小，仅适用于浅层调查。在测量中应注意根据不同目的和任务进行震源选择。为了获取深部层位的信息,除提高震源强度外,还必须考虑到频率特性以及对地震信号的识别。震源波的穿透深度与其频率成反比，而地震信号的分辨率与其频谱的宽度成正比。 2、水下接收装置

主要使用压电换能器组成的检波器，在水中接收地震波。压电换能器是一种加速度检波器,受到外部压力即加速度作用时产生电信号,而对于海浪等速度变化并不敏感。将压电换能器按一定间距串、并联组成阵，放置于塑料管内并充油液，使之在海水中具有中性浮力，即组成一个地震记录道接收段。多道剖面测量时，则使用由多个地震记录道接收段组成。为防止观测船上的机械震动影响接收效果，在船与接收段之间设有前导段和弹性减震段；在接收段与尾标之间也通过减震段联接。接收装置必须在水面以下一定的深度上才能达到最佳的接收效果,为此,首先应使接收装置在最佳沉放深度上保持等浮；其次要通过自动深度控制器及时调整其深度变化。 3、记录系统

地震反射记录系统使接收到的反射波经过放大、滤波和增益控制来实现地震资料的采集。单道观测可以用电敏纸或热敏纸的机械记录器，或用检流计的照相装置，将地震波的模拟信号记录下来。多道观测先后经历了光点照相记录、模拟磁带记录和数字磁带记录等阶段。目前广泛使用瞬时浮点增益数字地震仪，由信号采样所得的瞬时值控制其放大增益，具有宽达84分贝以上的动态范围和高达4200分贝/秒的跟踪速度,使地震信号能在无畸变的情况下迅速恢复其真振幅，如实地将反射波记录于磁带上。这就为充分利用地震信息提供条件。但磁带记录必须使用电子计算机进行处理。地震记录系统的设计和使用，与震源和接收装置一样，都必须努力提高地震信号而压制干扰，以保证资料采集的质量和有效性。 二、观测方法

1、单道连续剖面法

也称连续海底反射地震剖面法，是一种高分辨率的反射波法，主要用于了解海底地形，浅层疏松沉积及基底情况。单道连续剖面法主要使用电火花作震源，有时也用电磁脉冲器或空气枪。工作时，观测船拖曳一个地震记录道的接收段沿设计测线作等速航行，使震源作等

时间或等距离的激发，由接收段接收反射地震波，用机械的或照相的装置进行记录并直接显示。这种观测具有经济、高效的特点。 2、多道连续剖面法

用于区域地质调查，特别是近海油气资源调查。地震多道组合接收装置应放置于水中最佳接收深度，并处于中性等浮状态，组合空气枪应从船尾一侧或两侧沉放于水中最佳激发深度上。观测船以 5节左右的速度沿测线航行，每行进一定距离（或时间）使组合空气枪激发一次，所产生的地震波穿透海底地层，并在不同界面上反射返回海水层，由多道等浮接收装置接收，再由数字地震仪进行放大、采样、增益控制、模数转换并记录于磁带上，从而完成对海底反射界面的一次覆盖观测。多道连续剖面法要求观测船在测线上持续航行，依次激发并取得连续覆盖反射界面的地震资料。 三、数据处理和资料解释

对共深点反射记录磁带，必须应用电子计算机处理。机器完成动静校正、振幅调整、滤波、相关和组合等程序之后，再分别进行水平叠加、偏移叠加和振幅保持，提供水平叠加时间剖面、偏移叠加时间剖面，作为常规处理成果。根据时间剖面图和时间—深度转换关系编制反映某个地震层位空间展布的构造图。在有利构造上进行反射振幅比、瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率、 子波反褶积、 伪声阻抗和烃类检测（亮点技术）等特殊处理，并进行速度分析和层速度计算，提取各种地震参数，进而利用地震波的动力学特点来研究地层的岩性，为发现地层圈闭或隐伏油气藏提供依据。 四、应用范围 1、地震反射波法是大陆架油气勘探的首要手段。测量结果能较准确地确定界面的深度和形态，圈定局部构造，判断地层岩性。运用波的动力学特点进行地震地层学研究，可从分析地震相入手，推测沉积环境，进而阐明油气藏的生储盖组合条件。在经过真振幅恢复处理所得的亮点剖面上，将那些特别强的反射波判作烃类存在的显示，提供直接找油的标志。

2、大洋调查中,反射地震资料用于揭示海洋沉积层的结构和厚度,并作为深海钻探的依据。目前在世界大洋中完成的几十万公里的连续地震剖面，是认识大陆边缘和大洋盆地构造演化的宝贵资料。 3、单道连续剖面和高分辨率浅层反射波法已普遍应用于海洋地质学领域，包括水下三角洲调查、海底工程地质和滨海砂矿勘探等。浅层地震剖面能划分海底疏松沉积，圈出基底起伏，再结合浅钻资料能确定它们的岩性参数。

结束语：总之，地震反射波法是用于揭示海洋沉积层的结构和厚度,并作为深海钻探的依据，也是获取获取海洋环境、资源能源等重要手段。

参考文献：

【1】牛宾华,张春岩,张中杰,沈操.海洋深部地震勘探技术[J].地学前言(中国地质大学，北京),2000年9月

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