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【摘 要】本文具体介绍了单道地震勘探技术工作原理、方法和主要优点，并探讨了其在油气井场地质灾害调查、海洋区域地质调查和天然气水合物调查中的应用，希望通过本文分析不断加深我们对单道地震勘探技术的了解和认识，在实践中更好的掌握和应用。
【关键词】单道地震；勘探技术；应用
随着我国深海战略的实施和推进，海洋地质调查范围不断扩大，对各种地质勘探技术要求也越来越高。海洋单道地震勘探技术具有操作便捷、配置灵活、运行稳定、工作效率高的特点，在井场调查、地质灾害调查、区域地质调查、天然气水合物资源勘查等不同领域得到了广泛普及和应用，为获取海洋地质数据和开展海洋工程建设作出了突出贡献，是一种十分重要的地质勘探技术。
1 单道地震勘探技术介绍
1.1 工作原理和系统组成
众所周知，海洋底部具有复杂介质环境，声波在其中传播会遇到不同的反射强度，单道地震勘探技术就是利用不同介质具有不同信号发射波的特点来获取海底地质数据。一般来说，单道地震勘探系统主要由三部分组成，即震源系统、接收系统和数据采集系统组成。以气枪震源为例，典型的工作系统组成如图1所示。
1.2 工作方法
采集数据质量直接取决于单道地震作业参数的选择。在使用单道地震勘探技术之前，一般会进行作业参数校正和检测，以保证作业参数选择具有较高精度和信度。单道地震勘探技术主要有以下几种作业参数：
（1）震源的选择。在采用单道地震勘探技术之前，首选要确定采用何种震源系统，这要根据勘探要求和环境分析来确定。目前，比较常用的单道地震震源系统主要有以下几种：电火花震源、气枪震源以及Boomer 震源等。在勘探浅水区域地质时，主要采用Boomer震源；在水深不超过0.5km的海域环境，主要采用中小能量电火花震源；深海地质勘探主要选择气枪震源和大容量电火花震源。
（2）震源激发间距。一般来说，震源激发间隔参数主要有两种方式，即等时间激发和等距离激发。如果采用等时激发模式，为避免发生漏炮的情况，震源激发间隔时长要符合公式（1）：
T > 2 × （T 1 +T 2 ） （1）
在上式（1）中：T是激发间隔时长，T1是单程水深时间，T2是海底地层勘探深度。
如果采用等距离激发模式，在计算震源激发间隔距离时，要确定最大船速以计算出激发间隔时长，这里的时长设置也要满足上述公式（1）的条件。
（3）作业船速。作业船速大小对作业横向分辨率有明显影响。一般来说，作业横向分辨率的计算主要根据作业船速和触发间隔来确定。特别是在采用气枪震源情况下，触发时间相对更长，如果作业船速保持较高水平将会显著降低横向分辨率。作业船速越快，接收电缆造成的干扰就越大，如果船速偏低，又会影响电缆拖曳效果。因此，在进行勘探作业过程中，要综合考虑作业环境、勘探目标以及噪音干扰等情况，选择最合适的作业船速，通常控制在4-6节区间范围。
2单道地震勘探技术应用现状
2.1 油气井场调查应用
目前，单道地震勘探技术在油气井场调查中得到了广泛应用，其主要用来勘探施工区域内是否存在各种古河道、暗流、溶洞、浅层气以及地质层断裂等复杂地质问题，能够有效提高油气井场地质勘探设计科学性，保证勘探工程项目顺利推进。
下面我们选取广东省珠江入海口盆地某井场地质勘探进行分析。在下图2中，是采用单道地震勘探技术对珠江入海口盆地某井场中心（井位）勘探形成的 单道地震剖面图，从成图效果来看，单道地震勘探技术在油气井场调查中具有较大的利用价值。根据单道地震剖面反射特征，将其分成四个反射层（面），即分别是图中的R0（ 海底）、R1、R2、和R3反射界面，并在此基础上分成了四个反射层：即A（R0-R1）、B（R1-R2）、C（R2-R3） 和D（R3 以下）。从地震剖面图来看，该井场A层（地下176-193m）是发育河道沉积层；B、C、D层（193米以下） 属于珠江三角洲沉积层，D层顶部可以确定古河道位置。
从上述图2可以看出，单道地震剖面图可以清晰的显示珠三角盆地某井场内的河道沉积、埋藏古河道等地质结构，河道范围内的岩性与周边地质岩性差异较大，是当地地质灾害高发区域之一。
2.2 区域地质调查应用
在海洋地质勘探中应用单道地震勘探技术，可以对海底地层内的暗沟、沙坡、古河道、溶洞、沟槽发育、三角洲沉积、浅层气分布、地层褶皱、海底侵蚀、基岩等情况进行全面摸查，为分析各种地质灾害提供科学数据和信息支持。
图3可以看出，该区域存在明显的多期下切河道地质条件，在晚更新世以来经历了复杂的地质变化运动，海平面出现大幅抬升；图4显示出的是一个反射模糊区，这意味着该区域可能存在浅层气发育。
2.3天然气水合物调查应用
天然气水合物使用方便，燃烧值高，清洁无污染。据测算，全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景。美国、日本、英国等国早已开始对单道地震技术进行研究和改进，使其应用天然气水合物地质勘探。1993 年，欧洲共同体制定了使用单道地震技术获得BSR反射率变化的稳定路径。单道地震勘探技术还能够对海底含气区的声浑浊、溶洞带、反射增益、速度下拉、复合波、气烟囱等特征进行有效识别，对于揭示天然气水合物赋存区的冷泉气源位置、气体渗漏断层及运移通道等有着重要的参考价值，国外有学者通过研究发现，在对卡斯卡迪亚水合物区进行探测时，单道地震探测法能够更加准确的确定BSR的位置。
3 结语与展望
目前，单道地震勘探技术在海洋地质勘探领域日益普及和发展。并从常规的油气井场调查、大面积海洋区域常规调查，拓展应用到对天然气水合物的精细查找。单道地震勘探技术在我国海洋地质勘探中还处于初级发展阶段，从设备引入、科研、数据采集和分析等方面还需要不断深入探索和发展，希望本文研究能够起到抛砖引玉的作用，今后有更多的学者能够加入到这方面研究中来，不断丰富和完善该学科理论体系。
参考文献：
[1] 刘影，等. 天然气水合物勘探技术综述[J].北京大学学报（自然科学版），2004，40（6）：984-992.
[2] 杨木壮，梁金强，等.天然气水合物调查研究方法与技术[J]. 海洋地质动态，2001，17（7）：14-19.
[3] 宋岩，夏新宇. 天然气水合物研究和勘探现状[J]. 天然气地球科学， 2001，12（1-2）：3-10.
【关键词】单道地震；勘探技术；应用
随着我国深海战略的实施和推进，海洋地质调查范围不断扩大，对各种地质勘探技术要求也越来越高。海洋单道地震勘探技术具有操作便捷、配置灵活、运行稳定、工作效率高的特点，在井场调查、地质灾害调查、区域地质调查、天然气水合物资源勘查等不同领域得到了广泛普及和应用，为获取海洋地质数据和开展海洋工程建设作出了突出贡献，是一种十分重要的地质勘探技术。
1 单道地震勘探技术介绍
1.1 工作原理和系统组成
众所周知，海洋底部具有复杂介质环境，声波在其中传播会遇到不同的反射强度，单道地震勘探技术就是利用不同介质具有不同信号发射波的特点来获取海底地质数据。一般来说，单道地震勘探系统主要由三部分组成，即震源系统、接收系统和数据采集系统组成。以气枪震源为例，典型的工作系统组成如图1所示。
1.2 工作方法
采集数据质量直接取决于单道地震作业参数的选择。在使用单道地震勘探技术之前，一般会进行作业参数校正和检测，以保证作业参数选择具有较高精度和信度。单道地震勘探技术主要有以下几种作业参数：
（1）震源的选择。在采用单道地震勘探技术之前，首选要确定采用何种震源系统，这要根据勘探要求和环境分析来确定。目前，比较常用的单道地震震源系统主要有以下几种：电火花震源、气枪震源以及Boomer 震源等。在勘探浅水区域地质时，主要采用Boomer震源；在水深不超过0.5km的海域环境，主要采用中小能量电火花震源；深海地质勘探主要选择气枪震源和大容量电火花震源。
（2）震源激发间距。一般来说，震源激发间隔参数主要有两种方式，即等时间激发和等距离激发。如果采用等时激发模式，为避免发生漏炮的情况，震源激发间隔时长要符合公式（1）：
T > 2 × （T 1 +T 2 ） （1）
在上式（1）中：T是激发间隔时长，T1是单程水深时间，T2是海底地层勘探深度。
如果采用等距离激发模式，在计算震源激发间隔距离时，要确定最大船速以计算出激发间隔时长，这里的时长设置也要满足上述公式（1）的条件。
（3）作业船速。作业船速大小对作业横向分辨率有明显影响。一般来说，作业横向分辨率的计算主要根据作业船速和触发间隔来确定。特别是在采用气枪震源情况下，触发时间相对更长，如果作业船速保持较高水平将会显著降低横向分辨率。作业船速越快，接收电缆造成的干扰就越大，如果船速偏低，又会影响电缆拖曳效果。因此，在进行勘探作业过程中，要综合考虑作业环境、勘探目标以及噪音干扰等情况，选择最合适的作业船速，通常控制在4-6节区间范围。
2单道地震勘探技术应用现状
2.1 油气井场调查应用
目前，单道地震勘探技术在油气井场调查中得到了广泛应用，其主要用来勘探施工区域内是否存在各种古河道、暗流、溶洞、浅层气以及地质层断裂等复杂地质问题，能够有效提高油气井场地质勘探设计科学性，保证勘探工程项目顺利推进。
下面我们选取广东省珠江入海口盆地某井场地质勘探进行分析。在下图2中，是采用单道地震勘探技术对珠江入海口盆地某井场中心（井位）勘探形成的 单道地震剖面图，从成图效果来看，单道地震勘探技术在油气井场调查中具有较大的利用价值。根据单道地震剖面反射特征，将其分成四个反射层（面），即分别是图中的R0（ 海底）、R1、R2、和R3反射界面，并在此基础上分成了四个反射层：即A（R0-R1）、B（R1-R2）、C（R2-R3） 和D（R3 以下）。从地震剖面图来看，该井场A层（地下176-193m）是发育河道沉积层；B、C、D层（193米以下） 属于珠江三角洲沉积层，D层顶部可以确定古河道位置。
从上述图2可以看出，单道地震剖面图可以清晰的显示珠三角盆地某井场内的河道沉积、埋藏古河道等地质结构，河道范围内的岩性与周边地质岩性差异较大，是当地地质灾害高发区域之一。
2.2 区域地质调查应用
在海洋地质勘探中应用单道地震勘探技术，可以对海底地层内的暗沟、沙坡、古河道、溶洞、沟槽发育、三角洲沉积、浅层气分布、地层褶皱、海底侵蚀、基岩等情况进行全面摸查，为分析各种地质灾害提供科学数据和信息支持。
图3可以看出，该区域存在明显的多期下切河道地质条件，在晚更新世以来经历了复杂的地质变化运动，海平面出现大幅抬升；图4显示出的是一个反射模糊区，这意味着该区域可能存在浅层气发育。
2.3天然气水合物调查应用
天然气水合物使用方便，燃烧值高，清洁无污染。据测算，全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景。美国、日本、英国等国早已开始对单道地震技术进行研究和改进，使其应用天然气水合物地质勘探。1993 年，欧洲共同体制定了使用单道地震技术获得BSR反射率变化的稳定路径。单道地震勘探技术还能够对海底含气区的声浑浊、溶洞带、反射增益、速度下拉、复合波、气烟囱等特征进行有效识别，对于揭示天然气水合物赋存区的冷泉气源位置、气体渗漏断层及运移通道等有着重要的参考价值，国外有学者通过研究发现，在对卡斯卡迪亚水合物区进行探测时，单道地震探测法能够更加准确的确定BSR的位置。
3 结语与展望
目前，单道地震勘探技术在海洋地质勘探领域日益普及和发展。并从常规的油气井场调查、大面积海洋区域常规调查，拓展应用到对天然气水合物的精细查找。单道地震勘探技术在我国海洋地质勘探中还处于初级发展阶段，从设备引入、科研、数据采集和分析等方面还需要不断深入探索和发展，希望本文研究能够起到抛砖引玉的作用，今后有更多的学者能够加入到这方面研究中来，不断丰富和完善该学科理论体系。
参考文献：
[1] 刘影，等. 天然气水合物勘探技术综述[J].北京大学学报（自然科学版），2004，40（6）：984-992.
[2] 杨木壮，梁金强，等.天然气水合物调查研究方法与技术[J]. 海洋地质动态，2001，17（7）：14-19.
[3] 宋岩，夏新宇. 天然气水合物研究和勘探现状[J]. 天然气地球科学， 2001，12（1-2）：3-10.