地震仪器在深地震探测中的运用及问题分析

王朋朋 1 单晨迪 2

2身份证号：61052319890808****，陕西省

摘要：在我国经济发展过程中，石油资源占据着举足轻重的地位。最近这些年随着人们对石油资源需求量的不断增加，对石油的开采力度也随之加大，因此，为了能够提高石油产出率，就需要对石油探测仪进行升级改造。地震勘探采集作为石油勘探工作中的一道关键工序，对于提高石油勘探精准度和保障石油勘探稳定性意义重大。

关键词：地震仪器；深地震探测；运用及问题

1.地震仪器的发展历史

地震仪器的发展经历了古代、早期、近代以及现代这几个阶段，古代用到的地震仪是验震仪器，由于其只是能够简单地感知地震发生的大致方位和地震波，并没有随时间变化记录地震相关数据和地震等级的功能。1841年福布斯制作的倒立摆验震器是最早用来感知地震波的仪器。早期的地震仪器是电流计放大地震仪器或者机械杆放大地震仪器，其具有记录地震随时间变化大小的功能。直到20世纪90年代晶体管和电子管被人们发明出来，借助这些科学技术于1955年伯纳德发明了长周期地震仪器，也就是近代地震仪器，该仪器具有稳定可靠的优势^[1]。

20世纪70年代以后的网络化地震仪、数字式地震仪以及一体化地震仪被称为现代地震仪器，这些地震仪是人们在使用科学技术的基础上，结合制造技术发明出来的，其在是由勘探和地震探测领域中的应用最为广泛。除此之外，使用计算机技术制造的地震仪器，将其用在石油勘探中，能够提高石油的采集精度，目前主要用到的是三维勘探采集，也就是借助三维建模软件以三维的形态给人们呈现出勘探的地震，以此来达到分析和处理地震断层的目的。将该地震仪器用在一些复杂的区域中，能够为石油勘探的准确性提供可靠的保障。

2.深地震野外探测主要使用的地震仪器

2.1DAS型地震仪器

DAS型便携式数字地震仪器于1966年问世，该地震仪器是由CDJ-6B三分向检波器和数字记录器组成的，其具有操作简单、分辨率高、工作时间长、重量小的优势，该地震仪器的使用需要人工完成卫星授时操作。在开展探测工作之前，为了能够得到详细的参数设置和地理位置信息，以便在短时间内探测宽角反射剖面。

2.2EPS-2地震仪器

随着时间的推移，人们在探测地下结构的时候以气枪和噪声为震源，为了顺应这种现状，地震仪器必须朝着高水平方向发展。将地震仪器用在长周期的观测中，会在一定程度上损耗记录器和电源，因此，对GPS授时也提出了新的要求，EPS-2地震仪器应运而生。该仪器具有记录时间长、分辨率高的特点，该仪器自带的GPS系统可以根据预先设定的要求进行自动矫正，并且还能够实现蓝牙的无线连接，以此来提升工作效率。地震仪器在工作的过程中会借助控震源或者爆破等方式激发一定强度的地震波，地震波向下传播经过各个岩层，由于这些岩层的介面性质和介质之间的差异相对较大，多以会在不同界面出现折射和反射的情况^[2]。在此过程中，地震仪器会将传到地面的地震波记录下来，通过分析和处理地震波，进而掌握孕震环境中的相关信息。

2.3EPS-2地震仪器结构组成

从功能上分析，EPS-2地震仪器属于宽频带的微功耗地震仪器，其无需调整摆体位置，也不需要锁摆，函数的传递过程也相对稳定，再加上其内部具有先进的电子罗盘、北斗+GPS模块以及各种传感器等，在锂电池提供能源的前提下，可持续运行长达一个多月的时间。其外部是一个圆壳，并且底部位置装设有三分量检波器，锂电池就放置在检波器上方位置。存储器和记录器放置在地震仪器的最上端位置，并且具有内置的GPS模块和蓝牙功能。在将地震仪器埋设到地下的时候，只是通过蓝牙就能够将地震仪器和电脑连接起来，进而查看数据信息的收集情况以及工作状态。地震仪器的校钟操作需要借助内置的GPS模块来完成，以此来尽可能保障数据信息的准确性与可靠性。安装在外部的陶瓷天线STA灯红绿闪烁装置和三个指示灯，人们可以借助灯的闪烁情况和颜色来分析地震仪器的工作状态。主机外壳用到的具有良好抗干扰性能和防水性能的材料，同时还具有定时采集和开机的功能，在结束采集工作之后会自动关机，采集数据的存储也是自动实现的，数据最终会被存入本地数据中。此外还具有北斗+GPS授时的功能，能够精准定位地理位置，在无人条件下，可以长时间在野外进行宽频带地震观测作业^[3]。

3.地震仪器在工作中的使用及注意事项

（1）在EPS-2地震仪器处于工作状态之前，需要使其处于水平状态，并且要放置其在GPS信号较强的地方，仪器在结束授时作业之后就会实施数据收集工作。（2）在将EPS-2地震仪器放置到坑里的时候，需要确保其在代开的状态下，并且要调整N字母指向北方，在确保水泡在水平状态下的时候在能够开机，随后观察STA指示灯的颜色，如果指示灯的颜色由红变红绿闪烁则为正常，即地震仪器开始工作。（3）EPS-2地震仪器从开始到结束的调整和校对，需要间隔一小时进行，因此，为了避免出现搜索不到信号或者GPS信号质量差的现象，就需要合理设置地震仪上方的埋土深度，确保数据采集的准确性。（4）在使用完EPS-2地震仪器之后，需要做好回收工作

^[4]。

4.野外探测

勘探人员野外探测活动的落实，首先需要开展实地勘察工作，在此基础上制定出科学合理的探测方法，为选择最佳的探测位置提供可靠的依据，这样一来也有利于后面探测工作的开展。但是，由于受到野外复杂的环境状况的影响，导致勘测工作具有很大的不确定性，为了能够确保地震探测数据的可靠性和准确性，就需要在放置地震仪器的时候重视位置的选择，将环境带来的影响降到最低。在地震仪器处于运行状态的过程中，由于地震信号上会叠加干扰源，进而会对分析和处理地震波产生影响。通常情况下，人们可以选择将地震仪器放在较为坚硬的土壤上或者基岩石上，并且对地震仪器进行覆盖处理。噪声、气枪地震观测一般需要持续一个月以上的时间，所以，为了能够避免出现仪器丢失的情况，就必须密切关注地震仪器的位置情况和运行状态^[5]。对于地震仪器的回收，由于野外工作的周期比较长，再加上周围环境的变化相对较大，增加了人们找寻仪器的难度，此时就可以借助蓝牙定位功能来开展该项工作。

5.数字地震勘探技术的展望

数字地震勘探技术作为一种新兴技术，该项技术包含了数字地震采集技术与数字信号处理技术等，在提升三维地震勘探采集技术精确度和分辨率方面意义重大。但是，目前该项技术仍然停留在试验阶段，还没有确定适用范围。和传统的模拟系统相比，该项技术与其有着很大的差别，能够转化模拟信号为数字信号，有利于系统识别，能够确保石油勘探的准确性，提升石油资源的开采效率。

结语

总而言之，在科学技术快速发展的前提下，人们对于地震勘探采集技术的研究也进入到了更深层次，其在石油勘探领域的成效也显著增加。然而，就目前的是哪位地震勘探采集技术而言，其仍然有很大的发展空间。因此，国家应该加大对该项工作的重视力度，培养地震勘探采集和石油勘探仪器开发利用高端人才，以此来强化我国的石油勘探实力，进而有效缓解石油资源短缺问题。

参考文献：

[1]赵明辉，王强，杨富东，张佳政，高红芳，孙龙涛，刘思青，张光学.花东海盆综合地震探测及其重要的构造意义[J].地球科学，2021，46(01):359-368.

[2]刘伟，李明翼，唐庚，朱开华，王逵，廖建军，刘军.深地震探测技术在四川盆地的应用[J].天然气技术与经济，2018，12(05):20-23+82.

[3]张佳政，丘学林，赵明辉，游庆瑜，贺恩远，王强.南海巴士海峡三维OBS探测的异常数据恢复[J].地球物理学报，2018，61(04):1529-1538.

[4]王笋，丘学林，方伟华，刘善虎，姚道平.台湾海峡西南部的海陆联合深地震探测资料特点与处理对策[J].热带海洋学报，2018，37(02):92-99.

[5]蒙炳儒，熊小松，程志刚，潘红伟.深地震探测揭示的四川盆地及周缘莫霍面深度[J].低碳世界，2017，(11):58-60.