8地震波的速度

速度随温度有轻微变化：每升高100℃，速度降 低5~6％。 地温梯度：每变化百米深度所引起的变化的温度。
八、孔隙流体



孔隙流体性质影响纵波的速度和反射系数，不 影响横波； 孔隙中含有水、油、气时，速度将依次降低； 纵、横波速度比是研究孔隙流体性质的有利参 数。
不同孔隙的砂岩与页岩的物性参数 岩性 页岩 砂岩 含气砂岩 含气砂岩 10 20 孔隙度% 密度g/cm3 2.25 2.65 2.41 2.07 速度m/s 4300 5200 2510 1610 ∓ 0.13 ∓ 0.23 ∓ 0.49 反射系数
• 地表激发，井中接收所有波场，分为零偏和非 零偏VSP ，经过特殊处理可获得速度信息。
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Hd-VSP Hd(基准面) 80 81 100 101 120 121 140 141 160 161 180 181 200 201 220 221 240 241 260 261 280 281 300 301 320 321 340 341 360 361 380 381 400 401 fb 115 119 126 132 138 144 150 157 163 169 175 181 187 194 201 208 216 t 72 84 97 107 117 126 134 143 151 158 165 172 179 186 194 202 209 Va(地表) 1116 1188 1240 1306 1366 1425 1487 1542 1595 1649 1701 1746 1789 1824 1858 1885 1911 Vn 1520 1595 1594 1909 2016 2189 2441 2447 2548 2800 2884 2765 2814 2687 2706 2556 2583 t(地表) 143 168 194 214 234 253 269 285 301 315 329 344 358 373 388 403 419 t0 73 98 124 144 164 183 199 215 231 245 259 274 288 303 318 333 349
t
2
t
2 0
式中V为叠加速度。
x 2 Va
2
对于不同的介质结构, V 就有具体的意义，对倾斜 界面均匀介质 V 就是等效速度 V ，对水平层状介质 V 就是均方根速度 VR 。
叠加速度的获得
• 动校正过程中选用不同的速度值Vi 进行校正，
其中某个Vi 能使得双曲线型的同相轴校正为
一、弹性常数的影响
弹性常数增加，速度增加
2 E (1 ) E (1 ) 2 (3 2 ) Vp V p ; 其中E ; 2( ) 2 ) )(1 2 (1 )(1 (1 )
2
2 VR
V
i 1 n i 1
n
2
i
t i
i
t
Va
VR cos
用叠代射线追踪方法
叠加速度与其他速度的关系
均匀水平地层：V=Vav=V1 水平层状地层：V =VR 倾斜地层：V=Vφ=V/cosφ 平行倾斜多层：V=VR/cosφ 其它地层：利用射线追踪等技术
五、层速度
Vp
Vs
Vp/Vs
九、沉积岩中速度分布的规律


纵向上
成层性：受地层的沉积顺序和岩性特点 的影响。 递增性：速度与深度、地质年代有关；


横向上
方向性：横向上地质构造、沉积体能量、 沉积相的变化等。 分区性：平面上速度的分区、分带。
岩石中的地震波传播速度是反映 岩石性质和地质构造分析的重要参数。 研究影响速度的地质因素，掌握沉积 剖面中的速度分布规律对于地震勘探 通过测定地层的速度来划分岩性、推 测区域的岩性变化、确定沉积体系和 沉积环境有重要的意义。在有利的条 件下，借助速度资料可以直接寻找油 气藏。
波阻抗
(g/s.cm² ) ╳10 ⁴
0.2~0.36 0.1~0.5
~0.004 1.2~9
1.8~4.0 1.8~3.5
40~112 36~90
砾石、干 砂
砂质粘土
0.2~0.3
0.3~0.9
2.8~16
3.0~18
泥质页岩
石灰岩白 云岩
2.7~4.8
2.5~6.0
65~135
58~180
湿砂
粘土 石油 水 疏松砂岩
V（速度）—m/s，Z（深度）—m， R（电阻率）—Ω/m
六、构造历史和地质年代的影响 深度相当成分相似的岩石，年代越老，速
度越大；地质年代可看成是各种构造运动 总效应的度量。 构造运动剧烈的地区，地震波的速度变化 较大。 七、频率和温度的影响：在地震勘探所使用的频
带范围内，纵波和横波的速度与频率无关，即不存在 频散。

E 2 (1 )
Vp 对于泊松体（＝0.25）， 1.73 Vs
二、岩性的影响
岩性是影响地震波速度最明显的因素
同一种类的岩石其速度具有一定的变化范 围。 不同种类的岩石其速度不同，但其分布范 围有部分重叠； 火成岩的速度最大；变质岩次之；沉积岩 最低，但变化范围最大。
利用速度的变化判别岩性——速度岩性预测。
当岩石压力为4.13x107帕斯卡时，流体压力为岩 石压力一半时c约为0.85。

分选好的颗粒经过自由堆积形成的沉积， 孔隙度可达到45% 到50%。
五、埋深和压力的影响

埋深和压力增加使速度增加，但 速度的变化梯度减小。

孔隙度减小 弹性常数增加 经验公式：
V=2 x 10 3(Z R)1/6
hi Vav hi / tiVi / ti i 1 i 1 Vi i 1 i 1
式中hi 和vi 分别是每一层的厚度和速度。
n
n
n
n
二、均方根速度VR
• 均方根速度的概念是在把不是双曲线的 时距曲线方程简化为双曲线关系时所引 入的一个速度概念。
• 对于水平层状介质，反射波时距 曲线只能表示为参数方程：

二、测定速度的方法
•
• • • •
•
•
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）速度剖面法 对上述几种速度的测定方法作简要描述
（一）实验室测定
• 基于岩石样品的测定，关键是不要改 变岩石样品在采样时的条件（温度、 压力等），例如不能对岩样烘干。
地震测井和声波测井的比较
WS与CVL的比较：
共同点：均为获取平均速度和层速度的有 效方法 不同点：使用波型不同（直达波、折射波） 工作条件不同：炮检距关系、震源方式、 工作频率 工作效率：WS低，CVL高 资料差异：WS：Vav精确，Vn较粗 CVL：Vn精确，Vav误差大
3、VSP（垂直地震剖面）
三、等效速度
• 共中心点反射波时距曲线方程：
t
2
2 t0

x
2
V cos
2 2
V / cos
；V 称为
• 如果引入符号 V
倾斜界面均匀介质情况下的等效速度。
等效速度的意义

倾斜界面情况下共中心点道集的叠加效果存在
两个问题：即反射点分散和动校正不准确。引
入等效速度后,用 V按水平界面动校正公式，
第六章 地震波的速度
第一节 地震波速度的影响因素 第二节 各种速度的概念 第三节 速度的求取方法
第四节 各种速度间的关系及其用途
第一节 地震波速度的影响因素
• • • • • • • • • 一、岩石的弹性对速度的影响 二、岩性的影响 三、密度的影响 四、孔隙度的影响 五、埋深和压力的影响 六、构造历史和地质年代的影响 七、频率和温度的影响 八、孔隙流体的影响 沉积岩中速度分布的规律
直线，这时的Vi 就是该同相轴对应反射波的
叠加速度。或者说使叠加效果最好的速度就
是叠加速度。——速度分析的基础。
不同介质结构所对应的叠加速度
构造
v1 水平单层 倾斜单层
方程式
V=f(Vi)
Va V1
Va V1 V cos
Va V R
水平多层 T 2 T 2 x x 0 Va2 倾斜平行 多层 倾斜非平 行多层
（二）井中观测方法
1、地震测井（Well Survey)WS
野外观测方法：用电缆将检波器放入深井中，在井口附 近激发地震波，记录能量从震源传播到检波器的时间， 每激发一次，就向上提升一次检波器
2、声波测井（Continuous Velocity Log)CVL
将声波探头下到井里，然后边向上提升，边测量声波时差， 其倒数就是层速度。
各类岩石的速度范围
岩石类型
沉积岩 花岗岩 玄武岩 变质岩
速度（米/秒）
1500~6000 4500~6500 4500~8000 3500~6500
不同岩性的沉积岩和介质速度变化范围
岩石或 介质
空气 风化层
速度 Vp
（km/s）
波阻抗 (g/s.cm² ) ╳10 ⁴
岩石或介 速度 VP 质 (km/s) 致密砂岩 白垩

速度与密度的近似关系：

线性关系：V=6ρ-11
适合于某些石灰岩、砂岩、页岩
•
加德纳(Gardner)公式：对于完全充水饱和岩石，
其纵波速度与岩石密度之间的定量关系为：
ρ=0.31xV0.25 (米制) ρ=0.23xV0.25 (英制)
式中：V 的单位为m/s，ρ的单位为g/cm3