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报告正文

海上没法埋炸药，那怎么打地震？一艘船拖着气枪和长缆

在陆地上找油找气，得先给地下做"B超"：往地里送一记震动，等它碰到岩层分界面弹回来，用检波器接住回波，反推地下长什么样——这套活儿叫地震勘探。陆上送震动，要么埋炸药点炮，要么开可控震源车压着地面抖。

可到了海上，脚下是几十上百米深的海水，底下才是要探的地层。炸药不好使，铁板也没处压。那这震，到底怎么打？

一句话先给答案

海上打地震，靠一艘勘探船拖着两样家伙：前头挂一串"气枪"当震源，往水里放炮激发地震波；后头拖着几公里长、塞满"水听器"的电缆当耳朵，接住从海底地层反射回来的波。船拖着这套沿测线来回走，就把大片海域的地下扫了个遍。全程不用一克炸药，能量受控、可重复。剩下的处理解释和陆上一个路子——只是多了个陆上没有的头疼对手，后面细说。

震源：不用炸药，用一"枪"高压空气

先说怎么送震动。海上的主力震源，叫气枪（air gun）。

别被"枪"字唬住，它不打子弹、更不是炸药。气枪事先把高压空气灌进腔体，激发时猛地把这团高压空气释放进海水，水里瞬间鼓出一个急速膨胀的气泡；气泡憋不住又回缩，一胀一缩地挤压海水，就把一记地震波脉冲"推"了出去，往下穿进海底地层。整个过程干净、可控、能一炮接一炮地重复，这是它比炸药强的地方。

单支气枪劲儿有限，实际作业是好几支气枪组成一个"枪阵"（气枪阵列），一起激发、能量叠加，还能把声能拢成一束朝海底送，穿得更深。这里藏着个海上特有的小麻烦：那气泡不会鼓一下就完，它会反复胀缩，拖出一串多余的"气泡脉冲"，得靠枪阵设计和后期处理压掉——这叫压制气泡效应，是海上震源的一门专门功课。

接收：船尾拖着几公里长的一条"缆"

波送下去、反射回来，谁来接？陆上是插在地里的检波器，海上换成泡在水里的水听器（hydrophone）——一种水下"麦克风"，专门感受反射波引起的海水压力微小起伏。

成千上万个水听器串进一条长长的电缆，拖在勘探船后面随船游走，行话就叫拖缆（streamer）。一条拖缆能长达好几公里，船还能并排拖好几条，在海面下铺开一大张接收面，一趟采下密密麻麻好多道数据。

拖缆之外还有另一路：把接收装置直接铺、放到海床上——用海底电缆（OBC）或海底节点（OBN）。它更适合平台林立、障碍多的复杂海区，拖缆进不去的地方它能干；而且贴着海底，能同时记录纵波和横波（多分量），把地下看得更全。拖缆胜在效率，海底节点胜在覆盖和信息量，各有各的战场。

!OGC-B-035 封面

一艘船拖着一整套，沿测线"犁地"

把震源和接收凑齐，剩下的就是"采集"这道体力活。

勘探船拖着前头的气枪源、后头的拖缆，按事先设计好的一条条"测线"来回航行，边走边放炮、边接收——像割草机推草坪，一条压一条把整片工区均匀扫一遍。走完，这片海底几千米深的地质构造就攒下了一整套原始数据。

这套采集看着简单，真正的门槛全在装备：拖缆里的水听器灵不灵、几公里长缆在水里的姿态控不控得住、气枪激发的时机准不准、综合导航算不算得清……哪一环软了，采回来的数据就糊。过去这套海上拖缆成套装备长期被国外把着，直到近年国产的"海经"整套系统啃了下来。这条从震源、拖缆到导航算法的国产化之路门道很深，我们后面专门备了份报告。

最头疼的对手：海水里的"回声重影"

前面卖了个关子——海上有个陆上没有的头疼对手，它叫多次波。

问题出在海水这层"夹心"上：海面（水与空气的交界）和海底（水与海床的交界）都是极强的反射界面，像两面镜子。地震波在这两面镜子之间容易来回反弹好几趟才被接收，于是深层来的有用反射上，就叠加了一层层反弹出来的"回声重影"。这些非一次反射的假信号，行话叫多次波。

它专会伪装成真实地层，把地下构造图搅乱。陆上没有这层强反射的海水，多次波不算突出；可在海上，压制多次波是资料处理里绕不过去的重点和难点，算法的一大半心思都花在跟这些"重影"较劲上。多次波压得多干净，直接决定海底构造成像得多清楚。

说到底

海上打地震，说穿了就一句话：把陆上"埋炸药、压铁板"那一套，换成"一艘船拖着气枪和长缆"。 气枪用高压空气的气泡脉冲代替炸药，受控又可重复；水听器藏在几公里长的拖缆里、或铺成海底节点，把反射波稳稳接住；船拖着这套家伙沿测线扫过整片海。最后再跟"回声重影"多次波狠狠掰一场，把地下几千米看个通透。

而气枪响得准不准、拖缆拖得稳不稳、多次波压得净不净，一环扣一环，全压在震源与处理这两把硬功夫上——尤其是它们国产化这条路走得实不实。这里头的门道，我们专门整理了一份报告。

一艘拖着长缆的船，安安静静就把海底摸清了，值得被讲明白。

想把这套"给海底做B超"的地震勘探本事彻底看明白？ 我们做了份《高精度地震勘探技术与装备国产化研究》——公众号后台回复「地震」，拿去看。