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1、第五章地震波速度第五章地震波速度第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系 地震波的速度是指地震波在地下岩层中的传播速度地震波的速度是指地震波在地下岩层中的传播速度，简称地震速度地震速度。它既是研究地球内部结构的最重要参数，也是地震勘探中最重要的参数最重要的参数之一，渗透到地震资料处理和解释的大部分环节。在地震正演研究、地震时深转换、地震偏移、地震反演、储层描述等过程中，都需要同地震速度打交道。 根据不同的研究目的

2、，往往加一些前缀前缀赋予特定的含义，比如：平均速度、瞬时速度、射线速度、层速度、偏移速度、叠加速度、均方根速度等等。 计算计算各种地震速度的方法方法也不是单一的，包括实验室岩芯速度测井、地震测井、垂直地震剖面、地震速度分析等方法。第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素 大量理论研究、实验室研究和实际资料都证明，地震波的传播速度与地下岩石的性质，如岩石的弹性常数、岩石的成分、密度、埋藏深度、孔隙度、地质年代、含流体性质以及温度等因素息息相关。 第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（1 1）弹性常数）弹性常数 它们分别表示纵波和横波在介质中的传播速度，可知

3、弹性波它们分别表示纵波和横波在介质中的传播速度，可知弹性波在均匀各向同性介质中的传播速度是由介质的在均匀各向同性介质中的传播速度是由介质的弹性常数和密度弹性常数和密度决定的。如果能求得岩石的地震纵波和横波速度以及密度就可决定的。如果能求得岩石的地震纵波和横波速度以及密度就可以得到弹性常数以得到弹性常数k和和。第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素因为流体的因为流体的=0=0，所以，所以流体中不能传播横波。流体中不能传播横波。 1914年，德国地球物理学家古登堡发现地下2900千米处地震波的传播速度有明显变化，后证实这里是地核与地幔的分界层。人们将这个界面称为“古登堡界面古登

4、堡界面”。通过此界面向下，纵波突然下降，横波完全消失，并以此推断外核为液态外核为液态金属金属。 第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素纵波速度大于横波速度纵波速度大于横波速度P波：P代表主要（Primary）或压缩（Pressure）前进速度最快，也最早抵达。S波：S意指次要（Secondary）或剪力（Shear），前进速度小于P波第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素 纵横波速度比可以用泊松比纵横波速度比可以用泊松比 表示，可以用来区分岩性表示，可以用来区分岩性岩性泊松比气层砂岩0.120.22油层砂岩0.210.25水层砂岩0.240.35泥岩0.

5、250.40钙质泥岩0.320.43砾岩0.220.38煤层0.330.49含气砂岩含气砂岩具有低泊具有低泊松比和低松比和低速度比速度比第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素剖面中显示：由于含气砂岩具有低泊松比，所以气藏顶部位一个剖面中显示：由于含气砂岩具有低泊松比，所以气藏顶部位一个负的反射负的反射(泊松比泊松比减小减小) 以及在气藏底部为一个正的反射以及在气藏底部为一个正的反射(泊松比泊松比增加增加)。某气藏泊松比变化剖面TopBase第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（2 2）岩性）岩性 造岩矿物成分不同的岩石，由于造岩矿物的密度、体积模量、造

6、岩矿物成分不同的岩石，由于造岩矿物的密度、体积模量、剪切模量的不同，又由于剪切模量的不同，又由于造岩矿物造岩矿物是组成岩石的主要成分，因是组成岩石的主要成分，因此是此是影响岩石弹性性质的主要因素影响岩石弹性性质的主要因素。沉积岩：沉积岩：花岗岩：花岗岩： 玄武岩：玄武岩： 变质岩：变质岩：在单独利用地震纵波速度无法区分岩性的情况下，人们提出了利用纵波和横波速度之比（VP/VS）与泊松比关系图（也称交汇图）、VP/VS与VP交汇图、AVO（振幅随炮检波距变化）分析等新的方法来区分不同的岩性。 第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（3 3）密度）密度 几乎各种岩石的几乎各种岩

7、石的波速都随密度增大而波速都随密度增大而增大增大。 最著名的速度与密度的经验关系式是最著名的速度与密度的经验关系式是由由加德纳（加德纳（Gardner）总结美国多个地总结美国多个地区多种岩石（岩石饱和盐水，最大深区多种岩石（岩石饱和盐水，最大深度约度约7400米）得到的：米）得到的：第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素 在实际工作中不能生搬硬套加德纳公式，要建立勘探区域的速度与密度的经验关系。 1993年Castagna通过大量的实验室数据和测井、地震数据分别对不同的岩性，如泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩和硬石膏给出了速度与密度的经验关系方程:其中a,b,c是经验系数，的单位

8、是g/cm3泥岩泥岩： a=-0.0261,b=0.373,c=1.458， Vp=1.55.0km/s砂岩砂岩： a=-0.0115,b=0.261,c=1.515， Vp=1.56.0km/s石灰岩石灰岩：a=-0.0296,b=0.441,c=1.963， Vp=3.56.4km/s白云岩白云岩：a=-0.0235,b=0.390,c=1.242， Vp=4.57.1km/s硬石膏硬石膏：a=-0.0203,b=0.321,c=1.732， Vp=4.67.4km/s第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素 Brocher（2005）根据大量的岩芯、测井和VSP资料建立

9、了新的纵波速度与密度的经验公式： 其中VP 的单位是ft/s、的单位是g/cm3，Vp=1.58.5km/s。该公式适用深度范围较大，在石油地震勘探中仅仅只能作为参考。 石油地震勘探中一定要建立适合本地区本地层的深度范围的石油地震勘探中一定要建立适合本地区本地层的深度范围的地震速度与密度的经验关系地震速度与密度的经验关系。第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（4 4）构造历史和地质年代的影响构造历史和地质年代的影响 许多实际观测资料表明，同样深度、成分相似的岩石，当地质年代不同时，波速也不同，年代老的岩年代老的岩石比年青的岩石具有较高的速度石比年青的岩石具有较高的速度。在

10、强烈褶皱地区，经常观测到速度的增大；在隆起的构造顶部，则发现速度减低。一般地说，地震波在地震波在岩石中的传播速度随地质过程中的岩石中的传播速度随地质过程中的构造作用力的增大而增大构造作用力的增大而增大。 Faust（1951）统计美国和加拿大500口井砂岩、泥岩速度数据与地质时间和深度的关系总结出了速度、年代和深度的关系式如下：第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（5 5）埋藏深度埋藏深度 大量资料表明，在岩石性质和地质年代相同的条件下，地震波的速度随着地震波的速度随着埋藏深度的增加而增大埋藏深度的增加而增大，原因主要是埋藏深的岩石所受的地层压力大的缘故。在不同地区，特别

11、是基地埋藏深度不同时，速度随着深度变化的垂直梯度可能相差很大。一般而言，在浅处速度梯度较大；深度增加时，梯度减小一般而言，在浅处速度梯度较大；深度增加时，梯度减小。 地震勘探中，要针对目的层目的层统计出不同岩性不同岩性（甚至含流体）地震波速度随深度的变化关系曲线速度随深度的变化关系曲线，为岩性解释提供基础资料。第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素不同年代、不同深度的地震波速度变化曲线不同年代、不同深度的地震波速度变化曲线第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（6 6）孔隙度）孔隙度 储集岩层大多是由颗粒状的各种矿物、岩石碎屑、岩石成分组成，不同性质的各

12、种颗粒之间出现了孔隙。一般情况下，粗粗颗粒结构储集层的孔隙较大颗粒结构储集层的孔隙较大，如砂岩等；而细颗粒结构储集层而细颗粒结构储集层的孔隙较小的孔隙较小，如石灰岩等。Wyllie （1956）提出时间平均方程时间平均方程写为：第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素孔隙度孔隙度0 03030的砂岩比较的砂岩比较符合符合WyllieWyllie时间平均方程时间平均方程 （1）Raymer等（1980）对Wyllie时间平均方程做了如下改进：（3）在实际的油气勘探中不能生搬硬套上述经验公式，要建立具体勘探工区或盆地的地震速度与孔隙度的关系。 （2）Castagna等（1985）

13、对饱含水的泥质砂岩建立了纵横波速度与孔隙度和泥质含量的关系：第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（7 7）孔隙流体孔隙流体 不同的流体，其密度和体积模量不同。如：石油速度为1070-1320m/s，水的速度为1483m/s，甲烷的速度为430m/s。对于孔隙度相同的储集层，当其孔隙空间所含流体性质不同时，其速度和体积模量是不同的。 实验结果表明：孔隙度相同的砂岩，其含水时的速度高于含油含水时的速度高于含油时的速度，而且砂岩的孔隙度越大，砂岩骨架的速度越高，则孔时的速度，而且砂岩的孔隙度越大，砂岩骨架的速度越高，则孔隙度相同的含水砂岩和含油砂岩的速度差异越明显。隙度相同的含

14、水砂岩和含油砂岩的速度差异越明显。 流体饱和的孔隙岩石的体积模量（K）与干燥岩石体积模量（Kd）、岩石中矿物的体积模量（Kr）、流体本身的体积模量（Kf）、岩石孔隙度 -Biot-Gassmann -Biot-Gassmann 理论理论有了饱含流体的体积模量和密度，就可以求出纵波和横波的速度。有了饱含流体的体积模量和密度，就可以求出纵波和横波的速度。 第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素油油- -水两相水两相当含水饱和度从0变化到1，也就是从完全含油到完全含水，砂岩砂岩的波速是单调增大的。的波速是单调增大的。当深度增大时，总的当深度增大时，总的变化值减小。变化值减小。气气

15、- -水两相水两相当含水饱和度从0变化到0.8时，波速是随之波速是随之缓缓减小缓缓减小的，然后随着含水饱和度的增大而增大，在含水饱和在含水饱和度为度为0.950.95时急剧增大时急剧增大。第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素固结砂岩中流体饱和度对固结砂岩中流体饱和度对P P波速度的影响波速度的影响 饱含液体时比饱含气体时P波速度要高；P波速度随含水饱和度的变化是非线性的；当原先充满液体的孔隙空间变成含有少量气体时，P波速度明显降低；深度增大时，P波速度随含水饱和度变化的幅度变小；横波速度几乎不受含水饱和度的影响。第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（

16、8 8）压力）压力 岩石的地震速度总是随着有效压力（有效压力围压孔隙压力）的增加而增加增加而增加。 在两种碳酸盐岩中纵波、横波速度随在两种碳酸盐岩中纵波、横波速度随有效压力有效压力的变化的变化 在两种碳酸盐岩中纵波、横波速度随在两种碳酸盐岩中纵波、横波速度随孔隙压力孔隙压力的变化的变化 （1）随着有效压力的增加地震纵横波速度逐渐增加增加（2）地震纵横波速度是随着孔隙压力的增加是逐渐减少减少的（3）在含有高孔隙压力的地层处地震波速度往往突然偏低，这也是利用地震速度研究高压异常高压异常的物理基础。第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（9 9）频率和温度）频率和温度 速度随频率

17、的变化而变化称为频散频散。频散现象会扭曲波的峰、谷在传播方向上的形状。 （1）在地震勘探的频带范围内，纵波和横波频散非常弱弱。 （2）面波在近地表速度层显示出很强强的频散。面波的频散现象在工程地震勘探中有很好的应用。 （3）已经发现稠油速度随频率升高而增高速度随频率升高而增高的现象。a.a.无频散的地震记录无频散的地震记录b.b.有频散的地震记录有频散的地震记录 timeoffset不同温度条件下稠油速度随不同温度条件下稠油速度随频率的变化情况频率的变化情况 第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（1）以前的研究认为速度随温度有轻微变化每升高100，速度降低56。 （2）对

18、稠油勘探开发的不断深入，下图是稠油速度随温度升高的变化情况： a.在温度低于摄氏氏70度度以下时，稠油的速度与温度之间是非是非线性关系性关系； b.温度大于70度是线性关系性关系； c.温度升高稠油的速度降低大约25，降低的幅度降低的幅度较轻质油要大很多油要大很多，这也是地震能够指导稠油热采的理论根据之一。稠油速度随温度的变化稠油速度随温度的变化 第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素（1010）纵波、横波速度之间的关系）纵波、横波速度之间的关系 速度是研究岩石时使用广泛的参数之一，而在很多时候只有纵波速度数据，很少有横波速度资料，所以不少学者研究纵波速度和横波速度的关系，

19、得出经验公式经验公式，以期能够通过纵波速度推算通过纵波速度推算出横波速度出横波速度，再利用其来计算研究岩石的其他弹性参数。CastagnaCastagna（1985）泥岩线公式为：SmithSmith（1987）趋势线公式：甘利灯甘利灯（1990）趋势线公式：李庆忠李庆忠（1992）趋势线公式：第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素 不少研究者只是对某一特定地区特定的岩性进行分析得出的经验公式，所以这些经验公式只能是在这些特定的情况下使用，而不能生搬硬套。第五章地震波速度第五章地震波速度第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素第二节第二节 几种地震速度的概

20、念几种地震速度的概念第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系 地震波在地层中的传播速度是一个十分重要的参数，但又很难精确测定它的数值。因为严格说来，即使在同一种岩层中的各个不同部分或沿不同的方向，地震波的传播速度都是不同的即VV（x、y、z）。但是在实际生产工作中，不可能真正精确确定这种函数关系。而只能根据当时生产工作的需要和地震勘探方法技术所能达到的水平，对极其复杂的实际情况作种种简化，建立各种简化介质模型，并引进了各种速度概念。第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（1 1）瞬时速度）瞬时速度 瞬时速度

21、（instantaneous velocity）：指的是在波的传播方向上（垂直于波前方向）任意给定波前面上的速度。严格的讲，地震波传播到地下每一点的速度应该可以用瞬时速度来表示v（x,y,z），而且每一个方向速度都是不一样的（我们称之为介质的各向异性）。瞬时速度的概念一般在地震波理论研究中应用较多。 （2 2）视速度）视速度视速度：沿着观测方向测得波的速度值称为视速度V= /TV * = */TV * = V/ sinV V * V * -视速度第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（3 3）相速度与群速度）相速度与群速度 相速度相速度（phase velocity）：指的是任意给

22、定相位（比如波峰、波谷）或单个频率波单个频率波的速度。相速度不同于由于频散的群速度。有时候也把相速度（v）叫着“峰”速度或“谷”速度。 群速度群速度（group velocity）：指的是以波列传播的速度。在速度随频率发生变化的频散介质中，当单个波以不同的相速度（V）传播过程中波形发生改变。波列的包络传播的速度就是群波列的包络传播的速度就是群速度（速度（U U）。 相速度：Vff/（1/） 群速度：Udf/d（1/） 其中是波长，f是频率。地震弹性波通过地下介质传播的速度。对于非频散的体波，地震波速度等于相速度和群速度。对对于非频散的体波，地震波速度等于相速度和群速度。对于频散的面波而言，地震

23、波速度通常认为是地震相速度于频散的面波而言，地震波速度通常认为是地震相速度。第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（4 4）层速度与平均速度）层速度与平均速度1.平均速度平均速度(Va)(Va)：层状介质中地层的总厚度除以波在垂直层面的方向旅行的总时间。引入平均速度概念的目的在于：把沿时间最短路径传播转化为沿最短距离路径传播，是对实际介质结构的一种简化。所以 平均速度对应的旅行时大于沿实际射线路径的旅行时平均速度对应的旅行时大于沿实际射线路径的旅行时2.层速度层速度(Vi)(Vi)：地震波在各层中的传播速度。第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念 平均速度平均速度把沿时

24、间最短路径传播转化为沿最短距离路径传播，是对实际介质结构的一种简化 。射线无偏折射线无偏折第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（5 5）射线速度）射线速度 在水平层状介质中，波沿某一条射线传播时，它传播的总路径与总时间之比就是射线速度。三层水平介质示意图第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（6 6）均方根速度）均方根速度以水平层状介质为例，分析均方根速度的物理意义和地质含义：其中 是波在第i层介质中沿垂直界面反射双程时间。对水平层状介质，当：级数展开级数展开略去高次项略去高次项 就相当于均匀介质情况下的波速，称为n层水平状介质的均匀根均匀根速度速度第二节第二节 几种

25、地震速度的概念几种地震速度的概念 把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似地当作双曲线(也就是把上覆地层看做均匀介质)，求出的波速是这一水平层状介质的均方根速度 。水平层状介质反射波时距水平层状介质反射波时距参数方程级数展开简化参数方程级数展开简化均匀介质反射波时均匀介质反射波时距方程距方程 简化结果与一个水平界面均匀介质情况下的时距曲线方程形式是一样的，也是双曲线双曲线。均方根速度可以理解为(当用双曲线来描述层状介质模型中复杂的地震波传播时距关系时)某个近似地满足费马原理满足费马原理的介质平均速度，它与平均速度的不同之处在于它考虑了不均匀介质的“偏折偏折”效应，因此适用范围更大些适用范围更大

26、些。 第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（7 7）等效速度）等效速度 倾斜界面倾斜界面均匀覆盖介质情况下的共中心点共中心点时距曲线方程 倾斜界面的共中心点时距曲线可写成与均匀介质水平界面情况下一样的形式， 叫做倾斜界面均匀介质情况下的等效速度等效速度。第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（7 7）等效速度）等效速度第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念意义：1、倾斜界面情况下共中心点道集的叠加效果存在的两个问题：（1）反射点分散（2）动校正不准确。2、用等效速度按水平界面动校正公式，对倾斜界面的共中心点道集进行动校正，可以取得很好的叠加效果，没有剩余时

27、差。解决了上面第（2）个问题。3、不足之处：反射点分散的问题并没有解决，只能通过偏移叠加才能妥善解决。（8 8）叠加速度）叠加速度第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念 在实际速度分析工作中，为了简化问题，常将复杂的反射波时距曲线近似地看作是一条双曲线：对实际的反射波时距曲线按由上式所得到的动校正量ttt0 进行动校正，然后再进行水平叠加，叠加后的振幅将出现最大值振幅将出现最大值，这时的速度为叠加速度叠加速度。它的主要作用是用于动校正叠加，它是一个专门用于叠加处理专门用于叠加处理具有速度量纲的数学参量而已。叠加速度与反射界面倾角的余弦成反比，倾角越大，叠加速度值越大。当当地层为水平

28、时，叠加速度便蜕变为均方根速度。地层为水平时，叠加速度便蜕变为均方根速度。（8 8）叠加速度）叠加速度第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念1.水平界面均匀覆盖介质时，叠加速度就是上覆介质层速度层速度；2.倾斜界面均匀覆盖介质时，叠加速度就是等效速度等效速度；3.水平层状介质，叠加速度就是均方根速度均方根速度 小结小结第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念（一）层速度层速度：是岩性参数，可用于岩性解释，可由声波测井声波测井得到。（二）平均速度平均速度：假设地震波走直线，是对实际介质的一种简化。实际工作中，炮点附近的射线是最近似于直线的，所以平均速度常用做时-深转换，可以

29、由地震测井地震测井得到。（三）均方根速度均方根速度：也是一种简化速度。将水平层状介质的参数方程简化后的双曲线形式，其中的速度为均方根速度。在炮检距x不为零时，考虑了射线的偏折，速度值高的层所占比重大，所以在这种情况下使用均方根速度是合理的。（四）等效速度等效速度：倾斜界面下的一种变化形式（五）叠加速度叠加速度：在叠加处理时，按均匀水平界面处理，为了得到最好的叠加效果使用的一种速度。实际上工作中，我们首先用速度分析速度分析得到叠加速度，然后根据要求，求出各种理论上的速度（均方根速度，层速度，平均速度，等效速度等）。第五章地震波速度第五章地震波速度第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的

30、主要因素第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系 在地震勘探中测定地震波传播速度的方法基本上可分为以下几类:（1）实验室测定法；（2）井中观测法 ；（3）时距曲线计算法 ；（4）速度谱方法；（5）速度反演法。每一种地震速度测量的方法都有它的特点和应用条件，下面对对上述几种速度的测定方法作简要描述。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法一、实验室测定法一、实验室测定法 实验室测定方法指的是在实验室利用专门的超声波仪器对岩石样本（岩芯或岩样）在模拟地下地

31、层条件下测定纵波和横波速度的方法。 岩样的长度与激发脉冲和接收脉冲之间的时差之比就是测试样品的声波速度。 （pulser：脉冲发生器，transducer：传感器，sample：样品，trigger：触发器，CRT：示波器，voltage：电压）第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法 地质、地震、测井与超声波实验室岩芯测试等资料之间除了在测量手段测量手段上存在差异以外，其测量频段测量频段和尺度不同尺度不同，在不同频带范围对地震速度的影响是不同的，因此使用实验室测量数使用实验室测量数据得出的模型或经验公式对于地震频带岩石的弹性性质是不适据得出的模型或经验公式对于地震频带岩石的

32、弹性性质是不适用的用的，不同尺度资料之间到底存在怎样的内在联系、如何进行不同尺度资料之间的校正以及综合运用一直是一个较大的难题。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法二、地震测井方法二、地震测井方法 在地面激发地震波，在井中已知深度测量地震波到达的初至时间，通过简单计算就可得到不同深度处的地震平均速度。尽管后来发明了声波测井和VSP技术，但直到现在地震测井方法以其简单、廉价成为地震平均速度测量平均速度测量的重要方法之一。 检波器用电缆放置在井中某一个固定的深度，检波器每隔一定距离向上提每隔一定距离向上提升一次升一次，在井口附近激发地震波。实际地震测井工作中，也可以在井中激发

33、地震波，在地面布置检波器接收地震波。 地震测井时间地震测井时间-深度关系深度关系time (ms)depth (m)第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法炮点位置的确定：1）井源距越小对速度分析越有利井源距越小对速度分析越有利，但为了观测井的安全，都偏离观测井一段距离，一般小于100米。 2）炮点不能太远炮点不能太远。射线平均速度一般大于平均速度，尤其在浅层更为显著，深层速度逐渐靠近平均速度，因此d应该尽量小一些。3）当地层倾斜时，炮点应布置在地层下倾方向地层下倾方向。若在上倾方向，则井中检波器先接收到的可能是折射波或滑行波，而不是下行初至波。近炮点：近炮点：远炮点：远炮点

34、：第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法速度计算速度计算 由于井中测点是等间隔布置，各测点一般都不在岩性界面或地层时代分界面上，所以得到的“层速度层速度”一般不是某岩性或地质意义上某地层的层速度，也不是速度分层的层速度。实际上仅仅表示 与 两个深度间隔之间距离与旅行时之比，因此也称之为“间隔速度间隔速度”。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法资料的整理资料的整理1）利用得到的 和 ，把数据画在的坐标系中，就得到平均速度（随 变化）曲线（见右图红色）2）把的对应数据点在坐标系中，得到沿垂直向下方向传播的距离与传播时间之间的关系，叫做垂直时距曲线（蓝色）。

35、3）当速度分层明显时，可以根据垂直时距曲线求出各层的层速度 后，作出 曲线反映层速度随深度变化的情况（绿色）。T-VaT-HT-Vn第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法 在野外地震勘探中，通常用小折射或微地震测井（简称微测井）微地震测井（简称微测井）方法测定低、降速带的厚度和速度低、降速带的厚度和速度。微测井采集方法为“地表激发，井中接收”或“井中激发，地表接收”两大类。“地表激发，井中接收地表激发，井中接收”或或“井中激发，地表接收井中激发，地表接收”微地震示意图微地震示意图 微测井微测井第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法三、三、VSP（Vert

36、ical Seismic Profiling）测量技术测量技术 传统的地震测井和声波测井只利用直达波初至时间求取单一的地震信息(地地震波传播速度震波传播速度)，VSP则采用与地震测井类同的工作方法，记录初至波和续至初至波和续至波波，获取井孔附近上、下行波场中的众多地震信息。 VSP是在地表设置激发震源，井中自下而上的逐点进行垂向地震波场的观测。接收装置是三分量检波器，接收地震波垂直分量地震波垂直分量和两个彼此垂直的水平分量两个彼此垂直的水平分量。VSP测量的成本要高于地震测井，实际工作中在重点井或复杂构造地区才进行VSP工作。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法四、四、

37、声波测井测量技术声波测井测量技术 超声波发生器发射的20KHz脉冲波，以临界角： （其中， 是泥浆速度， 是地层速度）入射到井壁上，产生一个沿井壁方向前进的滑行波。该波的一部分能量又经过泥浆，以临界角折射到接收器M和N，形成时差 ，时差的大小决定于M和N之间的地层速度 。 因为M、N之间的距离是固定的，时差大表示声波在地层中的传播速度小；时差小表示传播速度大。 时差倒数就是相应的层速度时差倒数就是相应的层速度。即： 速度的倒数也称为“慢度（Slowness)” 。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法影响声波时差测井精度的因素影响声波时差测井精度的因素1）井径变化2）周波跳

38、跃：在某些情况下（地层含气）由于折射波太弱不足以先后触发两个接收器，第二个接收器被后来的续至波触发，这时测得的时差将增大，其增大量是声波周期的倍数。3）泥浆侵入井壁造成的岩性变化4）岩层厚度太薄5）仪器本身第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法地震测井和声速测井的异同点地震测井和声速测井的异同点相同点：都可以有效的求取平均速度和层速度。不同点：1）取得速度资料方法不同。地震测井信号频率在2080Hz；而声速测井在20KHZ。从理论上讲，利用声波测井求出的平均速度应代表地层的真实速度，但由于地震勘探具体的工作方法的固有特点，实际生产中，地震测井更精确地震测井更精确。2）工作条

39、件不同。前者工作复杂，效率低，不方便；后者可与测井同时进行，效率高，方便效率高，方便。3）所得资料不同。地震测井干扰小，平均速度误差小精度高；声波测井时，误差随深度增加，所求平均速度的绝对误差增大，精度略低，但连续性好连续性好。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法五、地震测量方法五、地震测量方法-时距曲线计算方法时距曲线计算方法在均匀介质一个水平界面情况下，反射波的时距曲线是双曲线 采用采用X X2 2T T2 2直角坐标系直角坐标系，反射波时距曲线方程可展现为一条直线直线，斜率的倒斜率的倒数就是介质的速度数就是介质的速度，利用这种方法求取的速度称之为有效速度有效速度，这

40、种方法在20世纪40年代很盛行，现被速度谱方法所取代。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法五、地震测量方法五、地震测量方法-叠加速度谱叠加速度谱 在做速度谱的时候，应先固定时间，给出一系列不同的速度值。用双曲线公式计算反射波的到达时间，按计算时间取出各道记录的振幅进行相加。这样，就得到与速度值相对应的，一系列不同的叠加振幅值，并做出叠加叠加振幅与速度振幅与速度的关系曲线（如图所示），该曲线称为速度谱线速度谱线。从谱线上看哪一个速度值的叠加振幅最大，则这个速度值就是对应于时间的正确速度值。然后改变时间，重复上述步骤，又得一条和时间对应的谱线。从浅至深做出不同时间的谱线，这种

41、图称为速度谱速度谱。各谱线最大振幅的速度值连线，就是该速度谱的叠加速度曲线。速度谱线：速度谱线：峰值能量峰值能量对应的是对应的是正确叠加正确叠加速度速度第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法（a）CMP道集（道集（b）时窗排列图（）时窗排列图（c）等值线图）等值线图第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法a-速度谱b-最大能量与t0关系曲线c-对应的共中心点道集 速度谱解释时，根据a曲线上的峰值，从浅到深找出对应速度谱曲线上的速度。这样找出的能量峰值对应的速度，并非都是我们要求的一次反射波的叠加速度，他们可能是多次波、转换波或其他干扰波，在解释时首先应将这

42、些干扰波剔除。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法模型模型CDP道集道集根据速度分析可以看出，第一层的叠加速度（均方根速度，层速度）为1000m/s。同理论模型一致。第二层的叠加速度为1450m/s。由理论模型算出的为1414m/s，有一定误差，主要是由于速度扫描隔为50m/s引起的。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法速度分析示意图（速度分析示意图（Focus处理系统）处理系统）第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法影响速度估计的因素影响速度估计的因素地震数据速度分析的精

43、确性和分辨率受以下因素的限制：（a）排列长度；（b）叠加次数；（c）信噪比；（d）切除（e）时窗宽度；（f）速度采样密度；（g）相关属性量的选择；（h）与双曲线正常时差的偏离度；（i）数据的频谱宽度。 排列长度对速度分辨率的影响：缺乏大炮检距使分辨率损失，特别是深层。第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法第五章地震波速度第五章地震波速度第一节第一节 影响地震速度的主要因素影响地震速度的主要因素第二节第二节 几种地震速度的概念几种地震速度的概念第三节第三节 地震速度参数的测定方法地震速度参数的测定方法第四节第四节 地震

44、速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系 各种地震速度的概念由于假设条件和求取方法不同，因而有着不同的用途,在一定条件下地震速度之间也是可以相互换算相互换算的。第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系 平均速度平均速度和均方根速度均方根速度都是对介质模型作了不同的简化，都是把不均匀的介质简化为具有某种“假想速度假想速度”的均匀介质。引入不同的假设后，为了评价速度的精度，引入射线平均速度的概念。其它的速度与射线速度射线速度比较，看究竟哪种速度更接近实际情况。均方根速度均方根速度 射线速度射线速度平均速度平均速度第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系 设一个由

45、三个水平均匀层组成的层状介质模型，计算R3界面以上介质的平均速度平均速度和均方根速度均方根速度和各个入射角的射线平均速度射线平均速度。 第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系从上面的计算可以得出以下几点认识：1）当介质不均匀时，沿不同路路径计算的射线平均速度不同，炮检距的增大，射线平均速度射线平均速度趋近于高速层速度趋近于高速层速度，与费马原理一致。2）对某一种介质来说，只有一个平均速度和一个均方根速度。而射线平均速度却不唯一，因此，用同一速度对道集中各道作动校正，不能完全校正准确，误差随炮检距增加而增大误差随炮检距增加而增大。3）平均速度一定小于或等于均平均速度一定小于或

46、等于均方根速度方根速度。4）射线平均速度、平均速度、均方根速三者有下图所示的关系。 第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系炮检距炮检距（m）射线平均速射线平均速度（度（m/s）第一层第一层第三层第三层第二层第二层 上图为模型的三层射线平均速度，可以看出，第一层射线平均速度不变，等于模型第一层的层速度，下面两层的射线速度随射线速度随炮检距的增加而增加炮检距的增加而增加。第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系第一层第二层第三层炮检距（炮检距（m m）时间（时间（s s） 图中蓝色为平均速度，红色为均方根速度，紫色为射线平均速度求得的时距曲线。第四节第四节 地

47、震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系由均方根速度求层速度由均方根速度求层速度-dix公式公式第四节第四节 地震速度之间的相互关系地震速度之间的相互关系1.利用均方根速度公式 求取各反射界面的均方根速度。2.利用平均速度公式 求取各反射界面的平均速度。3.假设根据速度分析得到的三个反射界面的叠加速度为v1=3000m/s,v2=3873m/s,v3=4472m/s，对应的t0依次为0.667s、1.067s、1.4s。根据DIX公式求出各层的层速度。4.根据求出的层速度，计算出各反射界面的平均速度。5.根据求出的平均速度和T0时，计算出各层的深度及厚度。地震波速度地震波速度-本章小结本章小结1、影响地震波速度的因素。2、常用速度的概念及相互关系。3、叠加速度谱的制作原理和方法及影响速度分析精度的因素4、地震测井的原理与方法5、平均速度、均方根速度与层速度相互转换的计算6、平均速度、均方根速度和射线速度的关系