大容量氣槍陣列子波時(shí)頻特性及其影響因素*

夏季+金星+蔡輝騰+徐嘉雋

摘要：通過分析福建街面水庫氣槍實(shí)驗(yàn)的OBS豎向速度記錄，研究大容量氣槍陣列子波時(shí)頻特性及其受氣槍數(shù)量和槍陣尺寸的影響。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：（1）氣槍子波由主脈沖和氣泡脈沖組成，同時(shí)伴隨有水面虛反射引起的負(fù)脈沖。主脈沖振幅大、持時(shí)短、頻帶寬，通常應(yīng)用于淺部探測(cè)；氣泡脈沖能量集中在低頻段，垂直穿透深，水平傳播遠(yuǎn)，通常應(yīng)用于深部探測(cè)。在頻譜上可以看到氣泡振蕩引起的頻譜波動(dòng)和虛反射引起的陷波點(diǎn)。（2）氣槍數(shù)量增加，主脈沖振幅和氣泡脈沖振幅相應(yīng)增加，初泡比震蕩變小，氣泡周期和低頻段主頻主要受單槍容量影響，變化很小，頻譜形狀較為一致。（3）街面水庫氣槍陣列的槍陣尺寸遠(yuǎn)大于單槍氣泡半徑，各槍子波之間相互作用很小，槍陣子波近似為各槍子波線性疊加，子波參數(shù)隨槍陣尺寸變化影響不大。

關(guān)鍵詞：氣槍陣列；子波時(shí)頻特性；氣槍數(shù)量；槍陣尺寸

中圖分類號(hào)：P3153文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-0666（2017）01-0111-11

0引言

最早的海洋地震勘探震源是簡(jiǎn)單地引入陸地炸藥震源，但炸藥震源具有施工復(fù)雜、自動(dòng)化程度低、危險(xiǎn)性高、污染嚴(yán)重等重大缺陷。隨著空氣槍、蒸氣槍、烯氣槍、水槍、電火花等非炸藥震源的出現(xiàn)，炸藥震源在海洋地震勘探中迅速消失。其中，空氣槍震源以其性能穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高、成本低、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。迄今為止，在海陸過渡帶、內(nèi)陸湖泊、海上OBS以及深海拖纜等95%以上的水域地震勘探都使用空氣槍作為震源（周寶華，劉威北，1998a，b；羅桂純等，2007；陳浩林等，2008a）。

1964年美國(guó)BOLT公司的Stephen Chelminski首次發(fā)明了氣槍（羅桂純等，2006），當(dāng)時(shí)的氣槍以高壓大容量單槍（5 000 psi，5 000～6 000 in3）為主，主要用于海洋地質(zhì)調(diào)查。20世紀(jì)60年代末至70年代初，Ziolkowski（1970）和Schulze-Gattermann（1972）在自由氣泡振蕩理論的基礎(chǔ)上建立了氣槍震源模型和氣槍陣列組合理論（陳浩林等，2008b）。根據(jù)這些理論，氣槍生產(chǎn)廠家和各氣槍使用單位利用多支不同容量氣槍，保持氣槍間距大于5倍氣泡半徑來組成調(diào)諧槍陣，大幅提高了氣槍子波主脈沖能量，有效壓制氣泡振蕩，改善氣槍子波質(zhì)量，在海上石油勘探作業(yè)中得到廣泛應(yīng)用并取得良好效果（楊懷春，高生軍，2004）。隨著氣槍陣列技術(shù)日趨成熟，高壓槍主脈沖能量大的優(yōu)勢(shì)逐漸減弱，而且高壓槍安全性差，不符合日益嚴(yán)格的HSE（Health，Safety，Environment）要求。20世紀(jì)80年代末，高壓槍逐漸被淘汰，取而代之的是工作壓力低于3 000 psi的低壓槍。同時(shí)，相干槍陣技術(shù)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步完善了氣槍陣列技術(shù)。研究人員通過利用多支相同容量氣槍，保持氣槍間距為235倍氣泡半徑，能夠最大程度壓制氣泡振蕩，提高子波信噪比（王立明等，2009）。

氣槍陣列大體可分為3類（丘學(xué)林等，2007）：第一類是用于油氣普查的常規(guī)槍陣，采用大、小槍組合，高、低頻兼顧的陣列組合方式，如Dragoset（2000）介紹的槍陣由24支氣槍組成，總?cè)萘繛? 400 in3；第二類是由多支高頻小容量氣槍通過充分相干、調(diào)諧構(gòu)成的淺層高分辨率陣列，加強(qiáng)主脈沖，壓制氣泡脈沖，獲得強(qiáng)能量、高初泡比和寬頻帶的氣槍信號(hào)，主要用于淺部沉積層精細(xì)結(jié)構(gòu)的海洋勘探，如何漢漪（2001）設(shè)計(jì)的高分辨率氣槍震源也是由24支氣槍組成，但總?cè)萘恐挥? 380 in3；第三類是用于探測(cè)深部地殼結(jié)構(gòu)的低頻大容量槍陣，大容量氣槍震源具有豐富的低頻成分，在深部探測(cè)中常采用多支大容量氣槍組合激發(fā)來獲取低頻高能信號(hào)，能夠在較遠(yuǎn)距離記錄到由下地殼甚至上地幔頂部折射或反射回地面的地震波，因而可用于研究基底以下至莫霍面附近的地殼結(jié)構(gòu)特征。2006年河北上關(guān)湖水庫氣槍震源由4支2 000 in3的大容量氣槍組成，槍陣總?cè)萘繛? 000 in3，這是典型的第三類槍陣（林建民，2008）。

為研究大容量氣槍震源特性，2014年11月，福建省地震局在總庫容為1824 億m3的福建省三明市尤溪縣坂面鄉(xiāng)街面水庫（25926°N，118057°E）開展了大容量氣槍激發(fā)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合不同工況實(shí)驗(yàn)，研究了沉放深度、工作壓力、氣槍數(shù)量、槍陣尺寸、水體深度等諸多因素對(duì)氣槍震源子波特性的影響。本文以街面水庫氣槍實(shí)驗(yàn)為背景，介紹該實(shí)驗(yàn)概況，根據(jù)OBS豎向速度記錄，研究氣槍陣列子波時(shí)頻特性及其受氣槍數(shù)量和槍陣尺寸的影響。

為獲取滿足深部探測(cè)需求的較高能量低頻信號(hào)，我們選擇4支1500LL型Bolt槍組成氣槍陣列，單槍容量2 000 in3，氣槍陣列總?cè)萘? 000 in3，工作壓力2 000 psi。氣槍陣列如圖1a所示。其中氣槍A、C兩桿槍組成子陣1、B、D兩桿槍組成子陣2，子陣1、2共同組成氣槍陣列。

氣槍陣列震源具有方向性，在各槍信號(hào)的共同作用下，信號(hào)的相位譜是距離和方向的函數(shù)，水聽器接收到的信號(hào)隨方向和距離不同而改變。當(dāng)傳播距離足夠遠(yuǎn)時(shí)，信號(hào)的相位譜隨距離和方向不同的改變很小，氣槍信號(hào)趨于穩(wěn)定。因此常用遠(yuǎn)場(chǎng)子波作為氣槍陣列震源信號(hào)的度量。遠(yuǎn)場(chǎng)距離Rff表示為

式中，λ為水中聲波波長(zhǎng)，一般指子波的最小波長(zhǎng)，L指槍陣的最大長(zhǎng)度（王立明，2010）。對(duì)于一般槍陣，L約為30 m，水聽器接收到的最大頻率約為500 Hz，遠(yuǎn)場(chǎng)距離約為300 m。街面槍陣的最大長(zhǎng)度為9 m，OBS接收到的最大頻率為250 Hz，水中聲波速度為1 500 m/s，代入式（1）可得遠(yuǎn)場(chǎng)距離必須大于167 m。

如圖1b所示，在浮臺(tái)周圍水底布設(shè)15臺(tái)OBS，用于記錄氣槍陣列子波。OBS記錄采樣率為500 Hz，包括水聽器壓力記錄和三分量速度記錄。水聽器記錄的是在水中傳播的壓力波，速度計(jì)記錄的是氣槍信號(hào)經(jīng)水底界面?zhèn)鞑サ乃俣扔涗?。由于設(shè)備運(yùn)行及與水底的耦合不好，儀器號(hào)為G03、G13、G16、G21、G31、G35 的6臺(tái)OBS沒有獲得理想的觀測(cè)數(shù)據(jù)。為減弱氣槍陣列方向性的影響，本文選取距浮臺(tái)最遠(yuǎn)為88 m的G33號(hào)OBS的豎向速度記錄到的count值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2氣槍陣列子波時(shí)頻特性

21氣槍子波基本參數(shù)

高壓氣體釋放到水中，被周圍的水圍成一個(gè)近似球形的氣泡，氣泡在水中不斷振蕩直至衰減破裂，形成一系列子波脈沖。圖2是氣槍子波示意圖。從圖2a、b可以看出，氣槍子波由主脈沖和氣泡脈沖組成。對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)子波，理論上水面反射系數(shù)理論為-1，因此緊隨正脈沖之后會(huì)形成1個(gè)負(fù)的虛反射脈沖。子波參數(shù)包括主脈沖振幅、氣泡脈沖振幅、初泡比、氣泡周期等。

（1）主脈沖：指氣槍內(nèi)的高壓氣體釋放到水中產(chǎn)生的第1個(gè)正壓力脈沖。主脈沖能量大、頻帶寬、頻率高，通常應(yīng)用于淺層石油勘探，其振幅單位為巴·米（bar·m），其含義為：以距震源中心1 m處的聲壓值為度量單位衡量氣槍壓力脈沖能量的大小。主脈沖振幅大小與氣槍容量及工作壓力密切相關(guān)，是描述氣槍陣列能量大小的參數(shù)，其值越大，表明氣槍輸出的能量越強(qiáng)。通常氣槍容量越大、工作壓力越大、產(chǎn)生的能量越強(qiáng)、主脈沖振幅越大。主脈沖振幅A存在如下經(jīng)驗(yàn)公式：

式中，C1為常數(shù)；V為氣槍容量；P為工作壓力（何漢漪，2001）。

氣泡脈沖：由高壓氣體釋放到水中形成的氣泡振蕩所引起。氣泡振蕩能量主要集中在低頻段。由于氣泡振蕩會(huì)影響信號(hào)的分辨率，故在淺部探測(cè)中需削弱氣泡效應(yīng)。而深部探測(cè)要求地震波穿透深、傳播遠(yuǎn)，需要足夠的低頻能量，因此需加強(qiáng)氣泡效應(yīng)。氣泡效應(yīng)大小與氣槍容量、工作壓力、沉放深度、組合方式等有關(guān)。

（3）初泡比：指主脈沖振幅與第1個(gè)氣泡脈沖振幅之比。初泡比越大，氣槍子波頻帶越寬，頻譜越光滑。在淺部探測(cè)中，通常初泡比不能小于10。初泡比隨沉放深度的增加而減小，隨氣槍容量立方根的增大而增大。初泡比Pb存在如下經(jīng)驗(yàn)公式：

式中，C2為常數(shù)；D為沉放深度（何漢漪，2001）。

（4）氣泡周期：指主脈沖與第1個(gè)氣泡脈沖的時(shí)間間隔。氣泡周期與低頻段主頻相對(duì)應(yīng)，與氣槍容量、工作壓力、沉放深度等密切相關(guān)。氣泡周期T存在如下經(jīng)驗(yàn)公式：

式中，C3為常數(shù)（何漢漪，2001）。

（5）頻譜：子波頻譜體現(xiàn)了子波頻寬和不同

頻帶范圍的能量分布，同時(shí)反映了氣泡振蕩和海面虛反射對(duì)氣槍子波的影響。從圖2c、d可以看出，低頻部分的氣泡振蕩會(huì)引起頻譜曲線劇烈變化。海面虛反射引起的陷波作用突出，陷波頻率與氣槍沉放深度有關(guān)，對(duì)部分頻帶的能量產(chǎn)生很強(qiáng)的壓制。

22OBS速度記錄時(shí)頻特性

利用短時(shí)傅里葉變換（STFT）對(duì)OBS記錄作時(shí)頻分析，圖3為氣槍容量為2 000 in3的A槍在工作壓力2 000 psi、沉放深度15 m、水深45 m工況條件下單槍激發(fā)時(shí)炮檢距88 m處G33號(hào)OBS的豎向速度記錄時(shí)頻分析，頻帶范圍為0～250 Hz。從圖3a的時(shí)頻譜可以看到，在時(shí)域0～015 s、頻域0～200 Hz段為主脈沖，在0～50 Hz段有明顯的能量分布。在時(shí)域015～06 s、頻域0～20 Hz段，對(duì)應(yīng)有明顯的氣泡脈沖能量。從圖3b中可以明顯看到，由氣泡振蕩引起的頻譜波動(dòng)和虛反射引起的陷波點(diǎn)。從圖3c的時(shí)域波形可以看到明顯的主脈沖和氣泡脈沖，同時(shí)伴隨有水面虛反射引起的負(fù)脈沖。根據(jù)以上時(shí)頻分析，我們對(duì)OBS記錄進(jìn)行時(shí)頻濾波，保留0～015 s、0～200 Hz的主脈沖，015～1 s、0～20 Hz的氣泡脈沖，濾掉其余部分的噪聲，如圖4所示。從圖4a的時(shí)頻譜中可以看到，時(shí)頻濾波后0～015 s處大于200 Hz和015～1 s處大于20 Hz的噪聲已經(jīng)消除，圖4b頻譜上的噪聲尖刺已經(jīng)濾去，整體上更為平滑，陷波點(diǎn)更加清晰，圖4c中時(shí)域波形更加平滑，主脈沖和氣泡脈沖更加明顯。

3氣槍陣列子波影響因素

31氣槍數(shù)量

單槍的主脈沖能量與氣槍容量的立方根成正比，但單純依靠加大單槍容量來提高主脈沖并不經(jīng)濟(jì)，常用多支小容量氣槍組成氣槍陣列來提高能量。對(duì)于大容量單槍和小容量多槍陣列的能量輸出，存在以下經(jīng)驗(yàn)公式：A=C4（nV）1/3，（5）A=nC4V1/3（6）式中，C4為常數(shù)，V為單槍容量，n為氣槍數(shù)量。當(dāng)槍陣總?cè)萘恳欢〞r(shí)，可以看到小容量多槍陣列的能量輸出是大容量單槍的n2/3倍。

為探求氣槍數(shù)量對(duì)氣槍激發(fā)子波的影響，在工作壓力為2 000 psi、槍深15 m、槍陣尺寸8 m×6 m、水深45 m的工況條件下，我們對(duì)氣槍陣列做了氣槍激發(fā)數(shù)量分別為1、2、3、4支的工況實(shí)驗(yàn)，每種工況激發(fā)9次，對(duì)每次激發(fā)波形作時(shí)頻濾波后對(duì)子波參數(shù)取平均值，并進(jìn)行歸一化比較。表1為不同氣槍數(shù)量的槍陣子波參數(shù)。

圖5a、b為氣槍數(shù)量從1支遞增到4支時(shí)氣槍陣列首次激發(fā)的子波波形和頻譜。從圖中可以看到，隨氣槍數(shù)量增加，主脈沖波形較一致，氣泡脈沖波形有一定變化，主脈沖振幅和氣泡脈沖振幅逐漸增加，氣泡周期有一定變化，頻譜形狀較為一致，低頻段第一主頻略有減小。

氣槍數(shù)量的子波波形相關(guān)性比較，從圖中可以看到，隨氣槍數(shù)量增加，主脈沖、氣泡脈沖、氣槍子波的相關(guān)性逐漸變小。主脈沖波形（0～02 s段）互相關(guān)系數(shù)峰值在0873 4～1之間，氣泡脈沖波形（02～10 s段）互相關(guān)系數(shù)峰值在0916 1～1之間，氣槍子波波形（0～10 s段）互相關(guān)系數(shù)峰值在0795 6～1之間。圖5d為對(duì)子波參數(shù)進(jìn)行歸一化比較，從圖中可以看到，隨著氣槍數(shù)量增加，主脈沖振幅和氣泡脈沖振幅都有明顯增加，歸一化數(shù)值分別在1～2746 1和1～3608 3之間。氣泡脈沖增加幅度大于主脈沖振幅，相應(yīng)地初泡比震蕩變小，在1891 1～2531 8之間變化，歸一化數(shù)值在0746 9～1之間。氣泡周期和低頻段主頻隨氣槍數(shù)量增加變化很小，氣泡周期略有增加，在015～016 s之間變化，歸一化數(shù)值在0986 8～1052 6之間。低頻段主頻略有減小，在6～7 Hz之間變化，歸一化數(shù)值在0857 1～1之間。以上數(shù)據(jù)表明，氣槍陣列激發(fā)子波的能量受氣槍數(shù)量及槍陣總?cè)萘坑绊懞艽?，主脈沖振幅和氣泡脈沖振幅隨槍數(shù)增加明顯增加，而氣泡周期和低頻段主頻主要受單槍容量的影響，受氣槍數(shù)量及槍陣總?cè)萘康挠绊戄^小。

根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將實(shí)測(cè)子波參數(shù)與經(jīng)驗(yàn)公式相比較。其中子波振幅的經(jīng)驗(yàn)公式為式

初泡比的經(jīng)驗(yàn)公式為式

氣泡周期的經(jīng)驗(yàn)公式為式

從圖6a中可以看到，隨氣槍數(shù)量增加，實(shí)測(cè)主脈沖振幅增加幅度介于大容量單槍與小容量多槍的振幅經(jīng)驗(yàn)公式之間，實(shí)測(cè)氣泡脈沖振幅增加幅度與小容量多槍陣列的增加幅度較一致。從圖6b、c中可以看到，實(shí)測(cè)初泡比和氣泡周期與理論值相差較大，這是由于氣泡周期主要受單槍容量影響，受槍陣總?cè)萘坑绊懞苄?。式?）描述的是初泡比與單槍容量的關(guān)系，沒有考慮氣槍數(shù)量的影響。隨單槍容量增加，主脈沖增加幅度大于氣泡脈沖，式（3）中的初泡比隨之增加。在氣槍容量2 000 in3、工作壓力2 000 psi、沉放深度15 m的工況條件下，單槍激發(fā)的氣泡半徑近似1 m，槍陣尺寸為8 m×6 m，遠(yuǎn)大于單槍氣泡半徑，氣泡之間相互抑制作用很小，槍陣子波近似各槍子波線性疊加。同時(shí)，大容量氣槍震源具有豐富的低頻成分，隨氣槍數(shù)量增加，槍陣子波的主脈沖增加幅度小于氣泡脈沖增加幅度，初泡比相應(yīng)減小。

32槍陣尺寸

各槍子波之間的相互作用與氣槍間距密切相關(guān)。氣槍間距越小，各槍子波之間相互抑制作用越大，對(duì)槍陣子波的時(shí)頻特性有很大影響。為探求槍陣尺寸對(duì)氣槍激發(fā)子波的影響，在工作壓力為2 000 psi、槍深23 m、水深45 m的工況條件下，對(duì)氣槍陣列做了槍陣尺寸分別為8 m×5 m，8 m×6 m，8 m×7 m，7 m×6 m，9 m×6 m的工況實(shí)驗(yàn)，每個(gè)工況激發(fā)9次，對(duì)每次激發(fā)波形作時(shí)頻濾波后對(duì)子波參數(shù)取平均值，并進(jìn)行歸一化比較。表2為槍深23 m時(shí)不同槍陣尺寸的槍陣子波參數(shù)。

圖7a、b是槍陣尺寸分別為8 m×5 m、8 m×6 m、8 m×7 m、7 m×6 m、9 m×6 m的氣槍陣列首次激發(fā)的槍陣子波波形和頻譜，從圖中可以看到，不同槍陣尺寸的子波波形和頻譜基本一致。圖7c為不同槍陣尺寸的槍陣子波波形和頻譜波形相關(guān)性比較。從圖中可以看到，主脈沖波形（0～02 s段）、氣泡脈沖波形（02～10 s段）和氣槍子波波形（0～10 s段）的相關(guān)性都很好，互相關(guān)系數(shù)峰值分別在0974 1～1、0975 4～1、0942 7～1之間。圖7d為對(duì)子波參數(shù)進(jìn)行歸一化比較。從圖中還可看到，子波參數(shù)隨槍陣尺寸變化不大，主脈沖振幅、氣泡脈沖振幅的歸一化數(shù)值分別在0935 6～1097 1、0887 3～1025 9之間。初泡比在1211 2～1310 9間變化，歸一化數(shù)值在0991 9～1073 5之間；氣泡周期在013～014 s間變化，歸一化數(shù)值在0942 0～1014 5之間；低頻段主頻在8～9 Hz間變化，歸一化數(shù)值在1～1125之間。

同時(shí)比較不同槍陣長(zhǎng)度和槍陣寬度對(duì)子波參數(shù)的影響。圖7e對(duì)槍陣尺寸分別為8 m×5 m，8 m×6 m，8 m×7 m的子波參數(shù)進(jìn)行歸一化比較，主脈沖振幅、氣泡脈沖振幅的歸一化數(shù)值分別在0935 6～1、0887 3～1之間。初泡比在1211 2～1288 7間變化，歸一化數(shù)值在0991 9～1之間。氣泡周期在013～0138 s間變化，歸一化數(shù)值在0942 0～1之間。低頻段主頻在8～9 Hz間變化，歸一化數(shù)值在1～1125之間。圖7f為對(duì)槍陣尺寸分別為7 m×6 m、8 m×6 m、9 m×6 m的子波參數(shù)進(jìn)行歸一化比較，主脈沖振幅、氣泡脈沖振幅的歸一化數(shù)值分別在0919 1～1077 7、0919 4～1之間。初泡比在1211 2～1310 9間變化，歸一化數(shù)值在0999 6～1081 9之間。氣泡周期在0134～014 s間變化，歸一化數(shù)值在0957 1～1之間。低頻段主頻都為8 Hz，歸一化數(shù)值都為1。

由于以上工況的槍陣尺寸遠(yuǎn)大于單槍氣泡半徑，各槍子波之間相互作用很小，槍陣子波近似各槍子波線性疊加，子波波形、頻譜和子波參數(shù)隨槍陣尺寸變化影響不大。

在工作壓力為2 000 psi、槍深15 m、水深45 m的工況條件下，我們還做了槍陣尺寸分別為6 m×6 m、7 m×7 m、8 m×8 m、8 m×6 m的工況實(shí)驗(yàn)，每個(gè)工況激發(fā)9次，對(duì)每次激發(fā)波形作時(shí)頻濾波后對(duì)子波參數(shù)取平均值，并進(jìn)行歸一化比較。表3為槍深15 m時(shí)不同槍陣尺寸的槍陣子波參數(shù)。

圖8a、b是槍陣尺寸分別為6 m×6 m、7 m×7 m、8 m×8 m、8 m×6 m的氣槍陣列首次激發(fā)的槍陣子波波形和頻譜，從圖中同樣觀察到不同槍陣尺寸的子波波形和頻譜基本一致。圖8c為不同槍陣尺寸的槍陣子波波形和頻譜波形相關(guān)性比較，同樣可以看到主脈沖波形（0～02 s段）、氣泡脈沖波形（02～10 s段）和氣槍子波波形（0～10 s段）的相關(guān)性都很好，互相關(guān)系數(shù)峰值分別在0892 9～1、0968 7～1、0930 7～1之間。

圖8d為對(duì)子波參數(shù)進(jìn)行歸一化比較。從圖中可以看到，子波參數(shù)隨槍陣尺寸變化不大，主脈沖振幅、氣泡脈沖振幅的歸一化數(shù)值分別在0912 4～1、1～1075 6之間。初泡比在1897 5～2237 0間變化，歸一化數(shù)值在0848 2～1之間。氣泡周期在016～0162 s間變化，歸一化數(shù)值在1～1012 5之間。低頻段主頻都為6 Hz，歸一化數(shù)值都為1。

4結(jié)論

氣槍子波由主脈沖和氣泡脈沖組成。在淺部探測(cè)中，采用多種小容量氣槍構(gòu)成調(diào)諧或相干槍陣來加強(qiáng)主脈沖，壓制氣泡脈沖。在深部探測(cè)中，需要加強(qiáng)氣槍陣列激發(fā)的低頻成分。街面水庫氣槍陣列采用4支大容量氣槍，保持較大的氣槍間距，能夠同時(shí)加強(qiáng)主脈沖和氣泡脈沖，高頻主脈沖在地殼傳播過程中快速衰減，而低頻氣泡脈沖垂直穿透深，水平傳播遠(yuǎn)，可用于深部探測(cè)。

氣槍陣列激發(fā)子波能量受槍陣總?cè)萘坑绊懞艽螅硬l譜與各單槍容量密切相關(guān)。通過分析街面水庫氣槍陣列波形記錄，可以看到隨氣槍數(shù)量增加，主脈沖振幅和氣泡脈沖振幅逐漸增加，氣泡脈沖增加幅度大于主脈沖振幅，相應(yīng)地初泡比震蕩變小，頻譜形狀較為一致，氣泡周期和低頻段主頻變化很小，主要受單槍容量的影響，受槍陣總?cè)萘康挠绊戄^小。

槍陣尺寸越小，氣槍之間相干作用越強(qiáng)，氣泡振蕩受到抑制，子波低頻能量減弱。街面水庫氣槍陣列的槍陣尺寸遠(yuǎn)大于單槍氣泡半徑，各槍子波之間相互作用很小，槍陣子波近似各槍子波線性疊加，子波參數(shù)隨槍陣尺寸變化影響不大。

通過研究氣槍陣列子波時(shí)頻特性及其受氣槍容量、槍陣尺寸的影響，有助于我們根據(jù)不同探測(cè)目標(biāo)對(duì)震源激發(fā)信號(hào)的不同需求，調(diào)整激發(fā)參數(shù)，選擇最優(yōu)工況，獲取最佳激發(fā)效果。

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