第四章地震波的速度§4.1地震波速度的影響因素§4.2各種速度的概念§4.3速度的求取方法§4.4各種速度間的關系及其用途§4.1地震波速度的影響因素一、巖石的彈性對速度的因素二、巖性的影響三、密度的影響四、孔隙度的影響五、埋深和壓力的影響六、構造歷史和地質年代的影響七、頻率和溫度的影響八、孔隙流體的影響沉積巖中速度分布的規律一、彈性常數的影響縱波速度：橫波速度：

大指示油氣利用縱橫波速度比、泊松比可以有效勘探 天然氣。二、巖性的影響巖性是影響地震波速度最明顯的因素。同一種巖石的速度具有一定的變化范圍；不同種類的巖石其速度分布范圍互相重疊；火成巖的速度最大；變質巖次之；沉積巖最低，但變化范圍最大。利用速度的變化判別巖性——速度巖性預測。巖石類型速度（米/秒）沉積巖1500~6000花崗巖4500~6500玄武巖4500~8000變質巖3500~6500各類巖石的速度范圍巖石或介質速度Vp（km/s）波阻抗(g/s.cm2)

╳10

?巖石或介質速度Vp(km/s)波阻抗(g/s.cm2)

╳10

?空氣0.2~0.36~0.004致密砂巖1.8~4.040~112風化層0.1~0.51.2~9白堊1.8~3.536~90礫石、干砂0.2~0.32.8~16泥質頁巖2.7~4.865~135砂質粘土0.3~0.93.0~18石灰巖白云巖2.5~6.058~180濕砂0.6~0.83.8~19石膏無水石膏3.5~4.577~110粘土1.2~2.518~55泥灰巖2.0~3.545~100石油1.3~1.412~15冰3.1~3.630~35水1.43~1.5914~16鹽巖4.2~5.558~120疏松砂巖1.5~2.527~60不同巖性的沉積巖和介質速度變化范圍三、密度的影響密度和速度是緊密聯系的，對于巖石來說：密度越大，速度越大。加德納(Gardner)公式：對于完全充水飽和巖石，其縱波速度與巖石密度之間的定量關系為：ρ=0.31xV0.25式中：V的單位為m/s，ρ的單位為g/cm3四、孔隙度的影響孔隙度的增加將引起密度的降低ρ=φρf＋(１-φ)ρm

ρf

—孔隙流體的密度ρm—巖石骨架的密度從而使得地震波的速度降低，使得巖石的速度小于組成巖石的礦物的速度。Wyllie（時間平均）公式：1/V=φ/Vf＋(１-φ)/Vm

修正公式：1/V=cφ/Vf＋(１-cφ)/Vm

當巖石壓力為4.13x107帕斯卡時，流體壓力為巖石壓力一半時c約為0.85。分選好的顆粒經過自由堆積形成的沉積，孔隙度達到45%到50%。五、埋深和壓力力的影響埋深和壓力增加加使速度增加，，但速度的變化化梯度減小。孔隙度減小彈性常數增加經驗公式：V=2x103(ZR)1/6V（速度）—m/s，Z（深度）—m，R（電阻率）—Ω/m深度相當成分相相似的巖石，年年代越老，速度度 越大；；七、頻率和溫度度的影響在地震勘探所使使用的頻帶范圍圍內，縱波和橫波的速速度與頻率無關關，即不存在頻散散。速度隨溫度有輕輕微變化：每升升高100℃，速度度降低5~6％％。地溫梯度：每變變化百米深度所所引起的變化的的 溫度度。六、構造歷史和和地質年代的影響地質年代可看成成是各種構造運運動總效應的度度量。構造運動劇烈的的地區，地震波波的速度變化較較大。八、孔隙流體孔隙流體性質影影響縱波的速度度和反射系數，，不影響橫波；孔隙中含有水、、油、氣時，速速度將依次降低低；縱、橫波速度比比是研究孔隙流流體性質的有利利參數。巖性孔隙度%密度g/cm3速度m/s反射系數頁巖2.254300砂巖2.655200?0.13含氣砂巖102.412510?0.23含氣砂巖202.071610?0.49不同孔隙的砂巖巖與頁巖的物性性參數九、沉積巖中速速度分布的規律律縱向上成層性：受地層層的沉積順序和和巖性特點的影影響。遞增性：速度與與深度、地質年年代有關；橫向上方向性：橫向上上地質構造、沉沉積體能量、沉沉積相的變化等等。分區性：平面上上速度的分區、、分帶。巖石中的地震波波轉播速度是反反映巖石性質和和地質構造分析析的重要參數。。研究影響速度度的地質因素，，掌握沉積剖面面中的速度分布布規律對于地震震勘探通過測定定地層的速度來來劃分巖性、推推測區域的巖性性變化、確定沉沉積體系和沉積積環境有重要的的意義。在有利利的條件下，借借助速度資料可可以直接尋找油油氣藏。§4.2各種速度的概念一、平均速度（AverageVelocity）一組水平層狀介質質中某一界面以上上介質的平均速度度就是地震波垂直直穿過該界面以上上各層的總厚度與與總的傳播時間之之比。式中hi和vi分別是每一層的厚厚度和速度。二、均方根速度VR把水平層狀介質情情況下的反射波時時距曲線近視地看看成雙曲線，求出出的速度就是這一一水平層狀介質的的均方根速度。對于水平層狀介質質，反射波時距關系為為：均方根速度的定義義均方根速度的意義義還可以這樣說明明：把各層的速度度值的平“方”按時間取其加權權平“均”值,而后取平方方“根”值，要注意其中中速度較高的層所所占比重要大，表表明這種近似在一一定程度上考慮了了射線的偏折。三、等效速度前面已經推導出傾傾斜界面、均勻覆覆蓋介質情況下的的共中心點反射波波時距曲線方程：：如果引入符號；；稱稱為傾斜界面均勻勻介質情況下的等等效速度。等效速度的意義傾斜界面情況下共共中心點道集的疊疊加效果存在兩個個問題：即反射點點分散和動校正不不準確。引入等效效速度后,用按按水平界面動動校正公式，對傾傾斜界面的共中心心點道集進行動校校正，可以取得很很好的疊加效果，，沒有剩余時差。。但不應忘記，從從地質效果來說，，反射點分散的問問題，并沒有解決決，這個問題只有有用偏移疊加才能能妥善解決。四、疊加速度V疊加速度的概念：：動校正過程中選選用不同的速度值值Vi進行校正，其中某某個Vi能使得雙曲線型的的同相軸校正為直直線，這時的Vi就是該同相軸對應應反射波的疊加速度。或者說使疊加效效果最好的速度就就是疊加速度。——速度分析的的基礎。疊加速度與其它速速度的關系在一般情況下（包包括水平界面均勻勻介質、傾斜界面面均勻介質、覆蓋蓋層為層狀介質或或連續介質等），，都可將共中心點點反射波時距曲線線看作雙曲線，用用共同的式子來表表示：式中V為疊加速度。對于不同的介質結結構,V就有具體的意義，，例如對傾斜界面均勻介質質V就是等效速度，對水平層狀介質V就是均方根速度VR，等等。構造方程式V=f(Vi)水平單層

傾斜單層

水平多層

傾斜平行多層傾斜非平行多層用迭代射線追蹤方法V1不同介質結構所對對應的疊加速度疊加速度與其他速速度的關系均勻水平地層：V=Vav=V1水平層狀地層：V=VR傾斜地層：V=Vφ=V/cosφ平行傾斜多層：V=VR/cosφ其它地層：利用射射線追蹤等技術五、層速度穩定沉積環境、巖巖性和巖相下的速速度趨于穩定的數數值，稱為層速度度Vn。Vn所對應的沉積地層層具有一定的厚度度，Vn數目遠小于實際地地質上分層數目。。層速度的應用：研研究巖性、沉積相相、孔隙流體性質質等。§4.3測定速度的各種方方法一、影響速度分析析精度的因素各種校正的隨機誤誤差表層速度分布不均均勻地震波之間的干涉涉大傾角地層、復雜雜構造觀測方式、觀測誤誤差二、測定速度的方方法測定地震波傳播速速度的方法基本上上可分為以下幾類類:（1）實驗室測定定法（2）井中觀測法法（3）時距曲線計計算法（4）速度譜方法法（5）速度剖面法法（一）實驗室測定基于巖石樣品的測測定，關鍵是不要要改變巖石樣品在在采樣時的條件（（溫度、壓力等）），例如不能對巖巖樣烘干。（二）井中觀測方方法1、地震測井（WellSurvey)野外觀測方法：用用電纜將檢波器放放入深井中，在井井口附近激發地震震波，記錄能量從從震源傳播到檢波波器的時間，每激激發一次，就向上上提升一次檢波器器2、聲波測井（ContinuousVelocityLog)將聲波探頭下到井井里，然后邊向上上提升，邊測量聲聲波時差，其倒數數就是層速度。地震測井和聲波測測井的比較共同點：均為獲取平均速速度和層速度的有有效方法。不同點：使用波型不同：直直達波、折射波波；工作條件不同：炮炮檢距關系、震源源方式、工作頻率工作效率：WS低，CVL高資料差異：WS：Vav精確，Vn較粗CVL：Vn精確，Vav誤差大3、VSP（垂直地震剖面）地表激發，井中接接收所有波場，分分為零偏和非零偏偏VSP（Verticalseismicprofile），經過特殊處理可獲獲得速度信息。（三）速度譜方法法利用速度譜方法求求取疊加速度是目目前生產單位提取取速度參數的重要要手段。對道集內內某個反射波同相相軸用不同的速度度進行動校正并分分析校正后的疊加加效果，其中疊加效果最好好的那個速度就是是該反射波的疊加加速度。具體實現時有疊疊加速度譜和相關關速度譜。目的：求取記錄的最佳佳疊加速度資料；；檢查多次疊加剖剖面的質量；發現現多次波以便消除除它；幫助綜合地地質解釋；提供層層速度資料進而研研究巖性變化、尋尋找地層或巖性圈圈閉等。起始t0值

起始V0→V計算動校正量Δtx,v

用Δtx,v作動校正，再疊加得ΦvV>Vmax?

V＋ΔV→V得到該t0值的Φv～V曲線

t0+Δt→t0

t0>Tmax?

得到一張Φv～t0速度譜

是是否否速度譜的獲得實際資料的速度譜譜（四）速度剖面法法這種方法基于波阻阻抗反演的基礎上上，即對地震記錄錄做反褶積處理，，再把反射系數剖剖面換算為波阻抗抗剖面，消除密度度參數便得到速度度剖面，用于速度度的區域分布研究究。PIVT速度剖面第四節各種速速度之間的關系系1、平均速度小小于均方根速度度。2、由疊加速度度計算均方根速速度：水平層狀介質的的疊加速度就是是均方根速度。。界面傾斜時，疊疊加速度是等效效速度Vφ，此時疊加速度作作傾角校正后，，得到均方根速速度：3、由均方根速速度計算層速度度（Di