地震波速度

密度
吸收衰减
构造历史和沉积年代 埋藏深度 孔隙度及流体性质 温度压力
一、速度与岩石弹性常数的关系
弹性模量 拉梅系数、体变模量K、杨氏模量E、泊松比v
剪切模量
体变模量
杨氏模量
Vp
(1 ) (1 )(1 2 )
Vs
2(1 )
Vp
(1 ) (1 )(1 2 )
Vs 2(1 )
上两式相除：
1
V (H ) V0 (1 H )2
一般地，随岩石 埋藏深度的增加， 地震波的速度增 大，垂直梯度减 小。
六、与孔隙度和流体性质的关系
岩石孔隙度示意图
流体（孔隙） Vf
岩石骨架
Vr
1 1 V Vf Vr
▪ 当考虑流体压力变化影响因素时，引入压差调 节系数C，上式变为：
1 C 1 C
V Vf
h 1v 2 p 2
sin sin sin p
v1
v2
v
v
( 1)
t t x v
x
v
4v t
式中：
t v
v
t
t v 4
v 4 1
t 1
均方根速度的概念：将水平层状介质情 况下反射波时距曲线看成双曲线时求得 的速度。
三、等效速度
倾斜界面共中心时距曲线方程:
t 1 V
岩石类型 砾岩碎石干砂 砂质粘土 湿砂 粘土 砂岩 泥灰岩 石灰岩，白云岩 泥质页岩 盐岩
速度 （米/秒） 200~800 300 ~ 900 600 ~ 800
1200 ~ 2500 1400 ~ 4500 2000 ~ 3500 2500 ~ 6100 2700 ~ 4100 4200 ~ 5500
Байду номын сангаас
h1 h2 h
h
Vav
cos cos
cos
h1 h2 h
1 h
v 1 cos v 2 cos
v cos 1 v
二、均方根速度
▪ 地震波在地层中实际传播遵循费马原理，即
沿时间最短的路径传播。在界面两侧遵循透
射定律。
x
n
2
i 1
n
t 2
i1 v
hv p 1v 2 p 2
▪ 式中Vα称为叠加速t 2 度t0,2 t0v为xa22 偏移距为零时的反射时间。 ▪ 对于不同的地质结构，它就有更具体的意义，例如
对倾斜界面均匀介质Vα就是Vφ ，对水平层就是VR。
▪ 叠加速度Vα的含义也可以从另一个角度来理解。 在实际的地震资料处理工作中，是通过计算速 度谱来求取叠加速度的。即对一组共反射点道 集上的某个同相轴，利用双曲线公式选用一系 列不同速度Vi计算各道的动校正量，对道集内各 道进行动校正；当取某一个Vi能把同相轴校成水 平直线(将得到最好的叠加效果)时，则这个Vi就 是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。
1
0.31V 4
四、速度与构造历史和沉积年代的关系
一般来说，地层越深， 地震波速度越大
一般来说，沉积年代越 久，地震波速度越大
▪ 地震波速度与沉积地质年代、地质构造 历史有关,不同的地区有不同的表现，主 要有以下几个特点：
▪ 1）、地质年代越长、构造历史越久，地 震波速度越高；地质年代越短、构造历 史越短，地震波速度越低。
Vr
▪ ——孔隙度；
▪ V ——波在岩石中的实际速度； ▪ V f ——波在孔隙流体中的速度； ▪ Vr ——波在岩石基质中的速度； ▪ C ——压差调节系数。
1 1
V Vf Vr
七、与频率和温度压力的关系
▪ 与频率无关，温度每升高100度，速度减少5~6 ％。
理 论 曲 线 图
4h02 x2 cos2
或
t2
t02
x2
cos2
V2
其等效方程：
t2
t02
x2 V2
其中： V
V
cos2
四 叠加速度的求取
一：速度分析原理 二：叠加速度谱的形成 三：速度谱的解释与应用
四、叠加速度
▪ 由前面讨论的几个速度知道，在一般情况下，(包括 水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖层为 层状介质或连续介质等)，都可将共中心点反射波时 距曲线看作双曲线，用一个共同的式子来表示：
▪ 2）、在强烈褶皱地区，经常观测到的地 震波速度大；而在隆起的构造顶部，则 发现速度减低。
五、地震波速度与埋藏深度的关系
▪ 一般来说，随深度的增加地震波速度增大。 不同的地区，速度随深度变化的垂直梯度 可能相差很大。一般地说，在浅处速度梯 度较大；深度增加时，梯度减小。
V (H ) V0 H
八、沉积岩中速度的一般分布规律：
▪ 1、沉积岩的成层沉积决定了速度剖面上 成层分布。
▪ 2、速度梯度是随深度的增加而减小的。 ▪ 3、一般地，速度的水平梯度不会很大，
细致处理和解释资料时，考虑速度的水 平梯度还是必要的。如构造破坏（断 层）、地层不整合及尖灭。
第二节 几种速度的概念
速度类型： ▪ 一、平均速度与层速度 ▪ 二、均方根速度 ▪ 三、等效速度 ▪ 四、叠加速度
表2 几种沉积岩的波速
三、地震波速度与岩石密度的关系
▪ 沉积岩中的波速与岩石密度的关系:
▪ 如对某些石灰岩、页岩来说，可用线性方程 来描述：
▪
V 6 11
式中V——Km/s， —— g / cm3
▪ 完全充水饱和时， 地震纵波速度与岩 石密度之间存在着 良好的定量关系， 非线性关系经验公 式（加德纳公式 ）：
一、平均速度与层速度
▪ 平均速度定义与计算公式：
Vav
h1 h2 h h1 h2 h
v1 v2
v
h
1
h
1 v
由此可知：引入平均速度 的基本假设是：地震波沿 着最短路径传播，即直线 传播
▪ 从另一角度考虑(如图) ：
OS Vav t
l1 l2 l l1 l2 l
v1 v2
v
Vp 2(1 )
Vs
1 2
Vp 2(1 )
Vs
1 2
泊松比v为0.25左右， 所以
Vp Vs 1.73
（含气时泊松比变小）
二、地震波速度与岩性的关系
岩石类型
速 度 （米/秒）
沉积岩
1500——6000
玄武岩
4500——8000
变质岩 花岗岩
3500——6500 4500——6500
表1 各大类岩石的波速
第三章 地震波的速度
研究地震波速度的意义： 1、反演（构造解释、岩性解释、参
数反演) 2、资料处理； 3、模型正演.
主要内容：
一、影响地震波速度的因素 二、几种速度的概念 三、平均速度的测定 四、各种速度之间的关系 五、速度场的建立
第一节 影响地震波速度的因素
• 与地震波速度有关的因素：
弹性常数 介质性质 岩性