陸地水體氣槍震源重復(fù)性的影響因素及控制方法

楊 微 ,王寶善 ,王偉濤 ,胡久鵬

(1.中國(guó)地震局地球物理研究所,北京 100081;2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院,合肥 230026)

0 引言

大陸內(nèi)部地震一般發(fā)生在地下10～30 km深度,由于地球介質(zhì)的不可入性,在地震孕育深度上對(duì)應(yīng)力變化的探測(cè)能力有限,導(dǎo)致對(duì)地下介質(zhì)變化過(guò)程的認(rèn)識(shí)和了解相對(duì)薄弱,且通過(guò)直接觀測(cè)的方法獲得深部地下介質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化相對(duì)困難。而能夠“照亮地球內(nèi)部”的地震波是迄今為止所知唯一能夠穿透地球內(nèi)部的振動(dòng),攜帶了豐富的地下介質(zhì)物性信息[1-2]。利用地震波信息探測(cè)地下介質(zhì)應(yīng)力場(chǎng)的狀態(tài)及其變化一直是地震學(xué)家長(zhǎng)期追求的目標(biāo)之一。

利用地震波研究地下介質(zhì)的變化,能夠持續(xù)的產(chǎn)生重復(fù)性地震波的震源是其首要要求。目前,國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者分別利用重復(fù)地震、背景噪聲和人工震源等開展地震波速度以及速度比的變化分析,從而研究地下介質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化[3-22]。天然地震在空間和時(shí)間上分布的非均勻性以及震源本身的復(fù)雜性,和噪聲源能量弱需要長(zhǎng)時(shí)間的疊加等特征,限制了利用天然源測(cè)量地下介質(zhì)變化的時(shí)間和空間精度及分辨率[23]。利用重復(fù)性人工震源對(duì)地下介質(zhì)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究的想法,早在20世紀(jì)70年代就有了[24-25]。后來(lái),人們又開展了大量的實(shí)驗(yàn)研究[26-38],在這些實(shí)驗(yàn)中研究人員分別利用不同的人工震源,觀測(cè)到由大氣壓力、固體潮等天然周期性加載和地震事件引起的介質(zhì)波速變化。

2000年以來(lái),中國(guó)地震局和中國(guó)科學(xué)院、中石油、中石化集團(tuán)公司等多家單位聯(lián)合對(duì)多種人工震源（炸藥、落錘、電火花、Vibroseis、ACROSS、氣槍等）進(jìn)行了大量的探索性試驗(yàn)研究,結(jié)果表明與其它類型的震源相比,大容量氣槍震源具有能量大、頻率低、可重復(fù)、近/源場(chǎng)破壞小等優(yōu)點(diǎn),是一種理想的綠色環(huán)保震源[6]。隨著陸地氣槍震源技術(shù)系統(tǒng)的日益成熟,氣槍震源的應(yīng)用逐步從海洋無(wú)限水體轉(zhuǎn)移到陸地有限水體中[39],并利用大容量氣槍震源分別在云南、新疆、福建和甘肅等地的水庫(kù)或人造水體中建成了向外發(fā)射地震波的信號(hào)發(fā)射臺(tái),其發(fā)射的地震波可以在50萬(wàn)平方公里范圍內(nèi)被接收到,為開展地下介質(zhì)變化監(jiān)測(cè)研究提供了一條技術(shù)路線[40]。

近些年,隨著陸地氣槍震源越來(lái)越多地被應(yīng)用到各種實(shí)驗(yàn)觀測(cè)中,在介質(zhì)變化監(jiān)測(cè)研究方面取得了一些成果[12-13,18-19]。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)陸地水體大多為灌溉性水庫(kù),水位會(huì)隨季節(jié)變化或受到氣候影響[41-44],進(jìn)而影響氣槍震源激發(fā)環(huán)境的改變,導(dǎo)致氣槍震源重復(fù)性的降低。同時(shí),氣槍震源的激發(fā)裝置是一套綜合的硬件系統(tǒng),系統(tǒng)本身性能也對(duì)信號(hào)的重復(fù)性具有一定影響。本文針對(duì)氣槍震源重復(fù)性影響因素進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的控制方法,為利用陸地氣槍震源開展地下介質(zhì)變化監(jiān)測(cè)研究提供技術(shù)支撐。

1 高度可重復(fù)性是利用人工震源開展波速變化監(jiān)測(cè)研究的關(guān)鍵

利用人工震源開展地下介質(zhì)的波速變化測(cè)量,主要是通過(guò)對(duì)震源和臺(tái)站之間的固定傳播路徑的地震波波速進(jìn)行多次測(cè)量,從而獲得這一測(cè)量基線上的地震波速度和介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)隨時(shí)間的變化結(jié)果。由于地震孕育過(guò)程中引起的波速變化往往發(fā)生在地球深部,且這種變化很小,在地表只能觀測(cè)到很微弱的變化量,但引起地震波速度變化的影響因素有很多,例如構(gòu)造應(yīng)力、裂隙密度、流體飽和度、固體潮、大氣壓力變化等。這就要求探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)具有極高的探測(cè)精度,且對(duì)震源的要求具有極高的重復(fù)性。

人工震源具有高度的可重復(fù)性,即人工震源每次激發(fā)的地震波波形和頻譜特征差異很小,且對(duì)震源近/源場(chǎng)破壞小,可以保證較高的重復(fù)性,從而到達(dá)這種高精度探測(cè)的要求。同時(shí),震源的重復(fù)性也是影響波速變化監(jiān)測(cè)精度的重要影響因素。目前,對(duì)于同一測(cè)量基線上的波速變化分析,可通過(guò)利用相關(guān)檢測(cè)和尾波干涉等方法來(lái)獲取,但在計(jì)算過(guò)程中主要采用波形互相關(guān)的方法來(lái)得到不同時(shí)刻的地震波走時(shí)變化。波形互相關(guān)延時(shí)估計(jì)的誤差不受采樣率的影響,而主要取決與信號(hào)的特征,包括信號(hào)的相似性,信號(hào)的信噪比和帶寬?；ハ嚓P(guān)延時(shí)估計(jì)誤差的理論下限,通常被稱為Cramer-Rao下限(Cramer-Rao Lower Bound) 可以用下式表示[12,45]：

其中,f0,B,ρ,SNR,T分別為主頻,分?jǐn)?shù)頻寬（頻寬與主頻之比）,波形相似性（重復(fù)性）,信噪比和所用窗口長(zhǎng)度。

從公式（1）中可以看出,波形相關(guān)時(shí)延估計(jì)誤差與震源子波特征有很大關(guān)系,震源子波主頻越高,信噪比越高,重復(fù)性越好,其時(shí)延估計(jì)誤差越小。對(duì)近/源場(chǎng)破壞小的人工震源來(lái)說(shuō),激發(fā)產(chǎn)生的信號(hào)主頻和信噪比不變,計(jì)算過(guò)程中的分?jǐn)?shù)頻寬和窗口長(zhǎng)度是固定的,人工震源激發(fā)信號(hào)的波形相似性越好,即重復(fù)性越高,通過(guò)波形互相關(guān)計(jì)算的時(shí)延估計(jì)誤差越小,人工震源重復(fù)探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的探測(cè)精度也就越高。因此,高度可重復(fù)性是利用人工震源開展地下介質(zhì)波速變化監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵核心問題。氣槍震源是在水里激發(fā),水具有非常好的可恢復(fù)性,激發(fā)環(huán)境不會(huì)被破壞,完全具備以上特征。

2 陸地氣槍震源重復(fù)性的影響因素

氣槍震源具有較高的重復(fù)性[6],主要是由于氣槍震源是在水里激發(fā),不會(huì)對(duì)近/源場(chǎng)產(chǎn)生破壞,每次激發(fā)的環(huán)境都可恢復(fù)到之前的狀態(tài)。通常,分析同一地點(diǎn)激發(fā)的氣槍信號(hào)的重復(fù)性,是通過(guò)對(duì)某一臺(tái)站接收到的不同時(shí)間激發(fā)的波形進(jìn)行互相關(guān)分析,分析其獲得的互相關(guān)系數(shù),可以用于評(píng)價(jià)氣槍信號(hào)的重復(fù)性。目前,根據(jù)現(xiàn)有陸地水體氣槍震源激發(fā)信號(hào)的重復(fù)性分析[46-51],表明在不同水體里激發(fā)的氣槍信號(hào)的重復(fù)性都很高,雖然也存在著一些微弱的差別,但相關(guān)系數(shù)基本都大于0.94（見表1）,體現(xiàn)了氣槍震源具有較好的重復(fù)性。根據(jù)近些年的現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)在陸地水庫(kù)中進(jìn)行氣槍激發(fā)時(shí),氣槍信號(hào)的重復(fù)性受水庫(kù)水位變化的影響較大[41-44]。

表1 陸地水體氣槍震源信號(hào)重復(fù)性統(tǒng)計(jì)分析Table 1 Statistical analysis of the repeatability of air gun source signals in land reservoirs

氣槍震源早期用于海上油氣和礦產(chǎn)資源探查,由于海洋可近似為無(wú)限半空間的水體,在海上激發(fā)氣槍震源產(chǎn)生的波形,其信號(hào)能量和頻譜特征的影響因素主要有氣槍容量、激發(fā)壓力、沉放深度、槍陣組合方式等[39,46,51]。陸地水體氣槍激發(fā)環(huán)境與傳統(tǒng)的海洋氣槍激發(fā)存在著不同,相對(duì)于氣槍震源產(chǎn)生氣泡所排開水的體積,陸地水體的底面及邊界可被視為有限邊界,水體容量有限,氣槍不能視為在無(wú)限半空間水體中激發(fā)[52]。所以相對(duì)于海洋氣槍的激發(fā),陸地水體中氣槍激發(fā)的影響因素除了前面闡述的幾個(gè)因素外,激發(fā)環(huán)境也存在較大的影響。

在氣槍震源的激發(fā)過(guò)程中,影響氣槍信號(hào)的因素很多,大致可以總結(jié)為兩部分。一部分是對(duì)氣槍震源時(shí)間函數(shù)的影響因素,例如：氣槍容量、激發(fā)壓力、沉放深度、槍陣組合等因素組成,這部分的影響可以通過(guò)對(duì)氣槍震源硬件技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制來(lái)降低;另一部分則是水體環(huán)境對(duì)地震波轉(zhuǎn)化效率的影響,例如：水體的大小、形狀和深度等[53]。對(duì)于固定的技術(shù)系統(tǒng)在同一地方進(jìn)行激發(fā),高壓空氣所釋放的能量是一定的。氣槍震源在水里激發(fā)后,產(chǎn)生的壓力通過(guò)整個(gè)水體在液—固界面處發(fā)生透射、反射和折射,從而向外傳播轉(zhuǎn)換為地震波。但水體的大小、形狀和深度等卻對(duì)地震波轉(zhuǎn)換波形和能量起到?jīng)Q定性的作用,陸地水體水位深度受季節(jié)和氣候的變化影響,會(huì)改變激發(fā)水體的大小、形狀和深度,從而影響氣槍震源激發(fā)信號(hào)的可重復(fù)性。

3 提高陸地氣槍震源重復(fù)性的方法

根據(jù)前面的分析,對(duì)于技術(shù)系統(tǒng)固定的陸地氣槍震源,其激發(fā)信號(hào)的重復(fù)性主要由震源硬件激發(fā)技術(shù)系統(tǒng)和陸地水體環(huán)境變化共同決定。氣槍震源激發(fā)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、氣瓶組、氣控系統(tǒng)、氣槍、電控系統(tǒng)、激發(fā)平臺(tái)及輔助設(shè)備等組成[39]。隨著震源技術(shù)系統(tǒng)的改進(jìn)和完善,可以將氣槍震源激發(fā)系統(tǒng)的硬件部分按功能進(jìn)行模塊化集成,集成后的技術(shù)系統(tǒng)主要由氣源系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、激發(fā)水體和氣槍等組成（圖1）,其中氣源系統(tǒng)集成了空氣壓縮機(jī)、氣瓶組和氣控系統(tǒng),為氣槍激發(fā)提供高壓空氣,在激發(fā)過(guò)程中主要影響激發(fā)時(shí)間的間隔（周期）、激發(fā)壓力的大小及精度等,電控系統(tǒng)和氣槍同時(shí)控制著氣槍的激發(fā)模式和同步時(shí)間精度等,激發(fā)水體為氣槍震源提供激發(fā)環(huán)境。

震源硬件技術(shù)系統(tǒng)的影響是可以通過(guò)硬件技術(shù)參數(shù)的改進(jìn)而降低,而陸地水庫(kù)的水位變化不受人為因素控制,但可以在數(shù)據(jù)分析上做一些處理來(lái)降低影響。因此,我們可以從以下兩個(gè)方面來(lái)改善和提高陸地氣槍震源的重復(fù)性。

圖1 氣槍震源激發(fā)技術(shù)系統(tǒng)功能模塊圖Fig.1 Function modules of air gun source excitation technology system

3.1 增強(qiáng)震源技術(shù)系統(tǒng)的重復(fù)性

根據(jù)陸地氣槍震源系統(tǒng)各部分的功能和作用,在硬件技術(shù)系統(tǒng)方面可以采取以下措施來(lái)增強(qiáng)整個(gè)氣槍震源技術(shù)系統(tǒng)的重復(fù)性：

（1）在氣源系統(tǒng)方面,提高壓力控制精度和優(yōu)化氣槍容量與空氣壓縮機(jī)流量之間的匹配關(guān)系。目前,現(xiàn)有陸地氣槍震源配置的氣源系統(tǒng)的壓力控制精度一般為0.1 MPa,可以在技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用具有更高精度的壓力控制相關(guān)設(shè)備,并根據(jù)氣槍組合容量的大小,設(shè)計(jì)好空氣壓縮機(jī)的排氣量,使得震源激發(fā)系統(tǒng)按預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的自動(dòng)激發(fā),以保證氣源系統(tǒng)的供氣周期具有較好的重復(fù)性。

（2）在電控系統(tǒng)方面,增加對(duì)氣槍震源激發(fā)效果進(jìn)行實(shí)時(shí)的質(zhì)量監(jiān)控和評(píng)估。由于氣槍震源機(jī)械響應(yīng)的時(shí)間精度為ms級(jí),而目前市場(chǎng)上的電控系統(tǒng)通過(guò)激發(fā)延遲監(jiān)測(cè)和反饋補(bǔ)償控制,氣槍陣激發(fā)的同步精度可達(dá)到0.1 ms[54],完全滿足氣槍激發(fā)信號(hào)控制的精度。同時(shí)需要對(duì)激發(fā)效果進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,自動(dòng)進(jìn)行快速評(píng)估,做出相應(yīng)的判斷進(jìn)行校正,并對(duì)激發(fā)質(zhì)量評(píng)價(jià)不高的進(jìn)行剔除。另外,在氣槍震源激發(fā)周期上,要考慮水體的振蕩和恢復(fù)時(shí)間,讓整個(gè)水體在下次氣槍激發(fā)時(shí)的狀態(tài)能恢復(fù)到上次激發(fā)時(shí)的狀態(tài)。

（3）在氣槍裝置方面,定期對(duì)機(jī)械部件進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。氣槍震源部件在水中長(zhǎng)期連續(xù)激發(fā),會(huì)發(fā)生磨損、腐蝕及產(chǎn)生水垢等其他不利的狀況,導(dǎo)致各種故障的發(fā)生,例如,氣槍密封出現(xiàn)漏氣、氣槍陣之間同步性差等,從而引起氣槍震源激發(fā)的重復(fù)性差。定期對(duì)氣槍震源的機(jī)械部件進(jìn)行周期性的維護(hù)和保養(yǎng),保證氣槍震源部件的同步性,可以提高氣槍震源激發(fā)的同步精度,進(jìn)一步提高氣槍震源激發(fā)的重復(fù)性。

3.2 反褶積降低水位變化引起的震源差異

氣槍震源的可重復(fù)性得益于高壓空氣在水中的釋放,在間隔一定時(shí)間后,激發(fā)水體會(huì)恢復(fù)到氣槍震源激發(fā)前的狀態(tài)。但陸地水體會(huì)存在周期性蓄水、放水和水位季節(jié)性變化等因素,例如,云南賓川大營(yíng)甸水庫(kù)在不同季節(jié)的水位相差較大,給氣槍震源的重復(fù)性造成了較大的影響。由于陸地水庫(kù)的水位變化不能人為控制,為了降低其對(duì)氣槍震源信號(hào)重復(fù)性的影響,我們?cè)跀?shù)據(jù)處理方法上進(jìn)行了分析。

地震資料處理中常用的方法主要有相關(guān)和反褶積,其主要作用是壓縮地震反射脈沖的長(zhǎng)度,是提高地震勘探分辨率的有效方法,同時(shí)也可以去除震源本身特征對(duì)地震記錄的影響。眾所周知,地震記錄的褶積模型為

x(t)為地震記錄,r(t)為地層響應(yīng)函數(shù),*表示褶積算子,s(t)為震源信號(hào)。對(duì)地震記錄與震源信號(hào)做相關(guān)處理,公式（2）則可變換為

其中⊕表示相關(guān),當(dāng)震源信號(hào)s(t)的自相關(guān)函數(shù)近似為Klauder子波,根據(jù)式（3）,地層響應(yīng)函數(shù)可近似簡(jiǎn)化為

反褶積與相關(guān)一樣,基于同樣的褶積模型,對(duì)式（2）進(jìn)行傅氏變換,可得：

則地層響應(yīng)函數(shù)在頻率域里可表示為

再通過(guò)IFFT變換可獲得時(shí)域地層響應(yīng)函數(shù)r(t)。

在地震信號(hào)處理分析中,信號(hào)中的高頻成分能縮短子波的周期,而低頻成分可以降低子波的旁瓣值。從公式（3）可得出,在對(duì)地震記錄做互相關(guān)處理時(shí),相當(dāng)于地層響應(yīng)函數(shù)在頻率域里通過(guò)了一個(gè)震源信號(hào)振幅譜二次方特征窗口的自適應(yīng)濾波。若震源信號(hào)能量在頻率域里相差較大時(shí),自相關(guān)函數(shù)波形的主峰值不突出,旁瓣值壓制的也不好,互相關(guān)處理后的波形就會(huì)殘留震源高能量部分的特征,而反褶積處理后就不會(huì)有震源特征保留下來(lái)[55-56]。

在云南省尋甸縣跨小江斷裂帶東支中段進(jìn)行了井下氣槍激發(fā)實(shí)驗(yàn),其中激發(fā)井深50 m,井下氣槍激發(fā)深度為40 m,氣槍容量250 in3,激發(fā)壓力為10 MPa。圖2 a和圖2c分別為井口附近和偏移距為250 m的地震臺(tái)站記錄到的井下氣槍單次激發(fā)的波形,圖2 b和圖2d分別為其相應(yīng)的頻譜圖。由于井中激發(fā)環(huán)境空間很小,井口附近臺(tái)站記錄的波形可近似為震源函數(shù),因此在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中將井口附近臺(tái)站的波形可作為參考信號(hào)/源信號(hào)。通過(guò)對(duì)圖2c的波形進(jìn)行互相關(guān)和反褶積處理,分別獲得互相關(guān)和反褶積處理后的波形（見圖2e和圖2g）。

從頻譜圖2 b中可看出震源信號(hào)能量在頻率域里相差較大,會(huì)導(dǎo)致互相關(guān)函數(shù)的旁瓣收斂差（見圖2e）,造成地震波震相在時(shí)間上分辨率不夠。通過(guò)對(duì)比圖2c,圖2e和g的波形,井中氣槍震源信號(hào)反褶積處理比互相關(guān)在震相分辨能力上強(qiáng)。同時(shí),從頻譜圖2 d可看出井中氣槍震源傳播出去的信號(hào)能量在5～6 Hz最強(qiáng),通過(guò)互相關(guān)處理后5～6 Hz信號(hào)的能量顯得尤為突出（見圖2 f）,而反褶積與互相關(guān)的處理結(jié)果相比在頻帶上要略寬一些（見圖2h）。因此,在數(shù)據(jù)處理上采用反褶積方法降低水位變化引起的震源影響,并在井中氣槍震源激發(fā)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到了應(yīng)用。

“打千兒、點(diǎn)頭兒、說(shuō)情兒”這類動(dòng)詞兒化現(xiàn)象在《紅樓夢(mèng)》中也是比較多的，再如：“作伴兒、抿嘴兒、強(qiáng)嘴兒、開心兒、放頭兒、作聲兒、出聲兒、變法兒、借勢(shì)兒、打盹兒、打嘴兒、使眼色兒、搖頭兒、幫忙兒、挨門兒、打牙兒、沾光兒、說(shuō)話兒、下帖兒、遞暗號(hào)兒、使主子性兒、討信兒、算計(jì)兒、行事兒、該班兒、撥嘴兒、沒事兒、拿腔兒、做官兒、偷空兒、編謎兒、猜謎兒、招手兒、擺手兒、借光兒、應(yīng)景兒、應(yīng)名兒、沒空兒、有趣兒、沒法兒、沒趣兒、沒主兒、撈本兒、招笑兒、取笑兒、陪笑兒、取樂兒、打顫兒、狗不識(shí)兒、托懶兒、裝憨兒、得閑兒、度空兒、討好兒、趕早兒、解悶兒、推干凈兒”等等。

在實(shí)驗(yàn)期間,2014年4月24日至4月28日的地下水位發(fā)生了較大變化,而井下氣槍激發(fā)的位置一直未變,這樣就造成了井下氣槍震源沉放深度的改變,導(dǎo)致氣槍震源激發(fā)產(chǎn)生的波形發(fā)生變化,其重復(fù)性下降。從圖3（a）中可以看出,地下水位尤其在4月26日至4月28日上升加快,兩天的時(shí)間上升了約7 m,與之相對(duì)應(yīng)的氣槍震源波形重復(fù)性下降明顯（圖3 b）,相關(guān)系數(shù)從大于0.95逐漸變?yōu)樾∮?.90。但對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反褶積處理后,相關(guān)系數(shù)一致都大于0.95（圖3 c）,表明通過(guò)反褶積處理可以降低井下氣槍震源因水位變化引起的震源影響。

圖2 井中氣槍單次激發(fā)的垂直分量記錄及頻譜圖Fig.2 Vertical component record and spectrum of air gun excited in downhole

4 結(jié)論

高度可重復(fù)性是利用人工震源開展地下介質(zhì)波速變化監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵,本文針對(duì)近些年發(fā)展起來(lái)的陸地氣槍震源技術(shù)系統(tǒng),在其激發(fā)信號(hào)可重復(fù)的影響方面進(jìn)行了分析,并給出了以下提高方法：

（1）在震源硬件技術(shù)系統(tǒng)方面,通過(guò)提高激發(fā)壓力的控制精度和匹配好氣槍容量與壓縮機(jī)流量之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)好激發(fā)時(shí)間間隔,以確保氣槍震源每次在激發(fā)前所處的壓力狀態(tài)是一樣的。同時(shí),對(duì)氣槍激發(fā)效果進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和快速評(píng)估,剔除掉質(zhì)量評(píng)估不滿足要求的激發(fā)記錄。另外,定期對(duì)氣槍機(jī)械部件進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),以保證氣槍具有較好的穩(wěn)定性和氣槍陣列之間具有較好的一致性。

（2）在氣槍信號(hào)數(shù)據(jù)處理方面,采用反褶積方法降低陸地水體水位變化引起的震源差異,提高信號(hào)的可重復(fù)性。

利用人工震源獲得地下介質(zhì)精細(xì)結(jié)構(gòu)及其變化特征,是4D地震學(xué)研究中發(fā)展的方向之一,人工震源的高度可重復(fù)性是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。本文通過(guò)對(duì)陸地氣槍震源技術(shù)系統(tǒng)和激發(fā)環(huán)境的分析,提出了進(jìn)一步提高氣槍震源信號(hào)可重復(fù)性的方法,為利用氣槍震源開展地下介質(zhì)波速隨時(shí)間的演化特征研究提供技術(shù)支撐。