地震数据采集记录系统（地震仪器）是地震勘探中所使用的核心工具，一旦地震仪器出现问题，不但会影响地震采集数据的品质，而且会延误整个勘探项目的进度，给企业造成巨大的经济损失。由于物探面临的地表、地质条件越来越复杂，超大道数、宽频带、宽方位的全波场的地震数据采集技术导致所需的设备数量急剧增加，为了降低勘探的设备采购成本及设备应用的成本，技术性能指标各异的各类地震仪开始占据物探市场。但地震仪技术性能指标众多，针对具体的勘探任务，如何合理地选择合适的地震仪，并在保证地震数据采集质量、降低勘探成本的前提下，如何选择最佳的工作参数等成为物探工作者关注的重要问题。
1、影响高精度数据采集的主要参数
按照石油地震数据采集系统通用技术规范，地震仪性能涵盖工作方式和参数、地震信号响应指标、观测能力指标和常规物理指标四个方面。地震信号响应指标与地震数据采集质量直接相关，特别是噪声、失真度（畸变)和频率响应范围尤其重要。而地震仪的工作方式和参数、观测能力指标和常规物理指标则更多的与地震仪的操作、适用地质和地表环境、应用或作业效益等相关联。
地震信号响应指标中直流漂移与等效输入噪声是地震仪最为关键的两个指标，需要记录的地震信号只有大于仪器噪声信号值才能被地震仪采集记录下来，因此地震仪的噪声值就是地震信号进入记录的门槛。直流漂移（简称零漂)是所有电子电路中较为常见的重要参数。
等效输入噪声是地震仪内部固有噪声的一种表示方式。地震仪的等效输入噪声采用等效输入噪声电压表示。其定义为在地震仪没有任何输入信号时或地震道输入端短路或输入端接等效信号源内阻的情况下，在地震道的输出端所能观测到的电压折合到输入端的电平。
总谐波畸变与动态范围。畸变又称失真，是输入信号与输出信号在幅度比例关系、相位变化关系及波形形状产生变化的现象。失真有多种表现形式，而地震仪的失真一般涵盖电失真和数码失真，采用失真度或总谐波畸变或总谐波失真来表示。
模数转换器及精度。ADC是数据采集设备最为重要的环节，而衡量ADC性能的诸多指标中，采样率、分辨率（位数)、精度（ENOB)或信噪比（SNR)是高精度数据采集中最为重要的指标。
物理性能指标。地震仪器物理性能指标大部分仅和应用相关联，即使是外壳的设计除了考虑抗感应等与数据采集关联的次要因素外，更多的是考虑密封、天线的接收灵敏度与干扰、重量、环境的实用性和操作的方便性等系列代表仪器先进性的综合性能指标。
2、提高地震仪数据采集精度的措施
2.1、降低系统噪声
系统噪声反映数据采集系统的整体噪声水平，它是确定地震仪最小分辨率最为关键的因素，地震仪噪声是地震信号能否进入地震仪器采集记录范围的最低门槛，地震仪的噪声越低越有利于记录弱小的地震信号。因此降低地震仪的噪声是提高地震仪记录微小地震信号能力的直接方法。地震仪的系统噪声来自于地震仪器设计、制造及应用的方方面面。系统性地把握好地震仪的设计、制造、应用的每一个环节的质量控制才能降低地震仪的系统噪声。
2.2 改善调理电路和ADC电路降低直流漂移、降低谐波失真
直流漂移反映系统的直流平衡和隔离能力，数据采集设备的直流漂移是影响数据采集的关键因素之一。对于地震仪而言，直流漂移却直接影响地震勘探频率范围和微小信号的记录。地震仪采集的地震信号为交流信号，直流漂移将会在地震信号采集记录中产生多余的直流分量，淹没幅度较少的地震信号或使近于满刻度的地震信号溢出而影响地震仪对宽频、高精度地震信号的采集，因此期望该量值越低越好。
2.3 改善数字滤波器特性,采用高性能的ADC
地震数据采集的质量和带宽取决于采集通道中信号调理（放大)、模数转换等模拟电路这些影响信号保真度的薄弱环节，为了弥补这些影响，地震仪基本上全采用以数字滤波器代替模拟滤波器，以简化模拟电路、降低量化噪声。地震仪模拟电路的简化，使这种基于输出一位码速率的ADC在进行模数转换时所产生的噪声和直流漂移取决于过采样率和滤波方式，成为了当前地震仪噪声和直流漂移最为主要的来源。由于这种Δ-Σ架构的ADC，可以根据实际的应用/采集场景不同，对数据输出率、分辨率、功耗三者之间的密切关系进行灵活选择。
2.4 采用失真小、漂移小的前置放大器,并且增大前放增益
前置放大电路/器是目前地震仪器中地震信号的唯一通路，也是影响模拟信号带宽、导致模拟信号失真、产生噪声的主要原因之一。低质量的放大器不仅产生严重的谐波失真，而且导致不同频率的信号分量的放大倍数与延迟时间不同。特征频率高、噪声系数小和线性好的高性能放大器不仅能够使噪声水平处于一个较低的范围内，还能够改善其线性和非线性失真，避免对通带信号产生畸变。
2.５根据施工目的和采集区域的实际地质条件合理选择工作参数
考虑到地震仪为最大限度地满足地球物理各种勘探任务的需求，除了尽量提高仪器的技术性能指标外，还设计了供地球物理工作者根据不同环境、不同方法和不同信号采集的具体作业条件而灵活选择的多种参数和范围。事实上，地震仪的各项指标都有一定的关联性并对应一定的测试条件，例如不同采样率、前放增益条件下对应不同的等效输入噪声和不同的动态范围。一般情况下，较大的前放增益对应较小的等效输入噪声，能够提高弱小信号的记录能力，但降低了最大输入信号的幅度。反之，选择的前放增益越小，则仪器的最大输入信号幅度增宽。对于Δ-Σ型ADC仪器其采样间隔越大，信噪比越高，采样间隔越小，信噪比越低。因此根据工区具体的地质条件选择合适的施工参数也能够有效地增强勘探效果。
3、结束语
在进行高精度地震勘探时，应根据勘探实际情况对种类各异的地震仪进行评价，并且科学地分析地震仪的性能指标和参数，选择适合勘探目标的地震仪并采用合适的参数组合，不仅能够有效地提高地球物理勘探的精度，而且能够部分降低对地震采集设备的技术要求，进而降低勘探成本。
参考文献
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