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(guān)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(gòu)造歷史和地質(zhì)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(guī)律一、彈性常數(shù)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(zhì)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(yù)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(zhì)巖3500~6500各類巖石的速度范圍巖石或介質(zhì)速度Vp（km/s）波阻抗(g/s.cm2)

╳10

?巖石或介質(zhì)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(fēng)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(zhì)頁巖2.7~4.865~135砂質(zhì)粘土0.3~0.93.0~18石灰?guī)r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?guī)r2.0~3.545~100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(zhì)速度變化范圍三、密度的影響密度和速度是緊密聯(lián)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(guān)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(dāng)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(jīng)過自由堆積形成的沉積，孔隙度達(dá)到45%到50%。五、、埋埋深深和和壓壓力力的的影影響響埋深和壓壓力增加加使速度度增加，，但速度度的變化化梯度減減小。孔隙度減減小彈性常數(shù)數(shù)增加經(jīng)驗公式式：V=2x103(ZR)1/6V（速度）——m/s，，Z（深度）——m，R（電阻率））—Ω/m深度相當(dāng)當(dāng)成分相相似的巖巖石，年年代越老老，速度度越越大；；七、頻率率和溫度度的影響響在地震勘勘探所使使用的頻頻帶范圍圍內(nèi)，縱波和橫橫波的速速度與頻頻率無關(guān)關(guān)，即不存存在頻散散。速度隨溫溫度有輕輕微變化化：每升升高100℃℃，速度度降低5~6％％。地溫梯度度：每變變化百米米深度所所引起的的變化的的溫溫度度。六、構(gòu)造造歷史和和地質(zhì)年年代的影響地質(zhì)年代代可看成成是各種種構(gòu)造運運動總效效應(yīng)的度度量。構(gòu)造運動動劇烈的的地區(qū)，，地震波波的速度度變化較較大。八、孔隙隙流體孔隙流體體性質(zhì)影影響縱波波的速度度和反射射系數(shù)，，不影響橫橫波；孔隙中含含有水、、油、氣氣時，速速度將依依次降低低；縱、橫橫波速速度比比是研研究孔孔隙流流體性性質(zhì)的的有利利參數(shù)數(shù)。巖性孔隙度%密度g/cm3速度m/s反射系數(shù)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不同孔孔隙的的砂巖巖與頁頁巖的的物性性參數(shù)數(shù)九、沉沉積巖巖中速速度分分布的的規(guī)律律縱向上上成層性性：受受地層層的沉沉積順順序和和巖性性特點點的影影響。。遞增性性：速速度與與深度度、地地質(zhì)年年代有有關(guān)；；橫向上上方向性性：橫橫向上上地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造造、沉沉積體體能量量、沉沉積相相的變變化等等。分區(qū)性性：平平面上上速度度的分分區(qū)、、分帶帶。巖石中中的地地震波波轉(zhuǎn)播播速度度是反反映巖巖石性性質(zhì)和和地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造造分析析的重重要參參數(shù)。。研究究影響響速度度的地地質(zhì)因因素，，掌握握沉積積剖面面中的的速度度分布布規(guī)律律對于于地震震勘探探通過過測定定地層層的速速度來來劃分分巖性性、推推測區(qū)區(qū)域的的巖性性變化化、確確定沉沉積體體系和和沉積積環(huán)境境有重重要的的意義義。在在有利利的條條件下下，借借助速速度資資料可可以直直接尋尋找油油氣藏藏?！?.2各種速度的的概念一、平均速速度（AverageVelocity））一組水平層層狀介質(zhì)中中某一界面面以上介質(zhì)質(zhì)的平均速速度就是地地震波垂直直穿過該界界面以上各各層的總厚厚度與總的的傳播時間間之比。式中hi和vi分別是每一一層的厚度度和速度。。二、均方根根速度VR把水平層狀狀介質(zhì)情況況下的反射射波時距曲曲線近視地地看成雙曲曲線，求出出的速度就就是這一水水平層狀介介質(zhì)的均方方根速度。。對于水平層層狀介質(zhì)，，反射波時距距關(guān)系為：：均方根速度度的定義均方根速度度的意義還還可以這樣樣說明：把把各層的速速度值的平平“方”按時間取取其加權(quán)平平“均”值,而后后取平方““根”值，要注注意其中速速度較高的的層所占比比重要大，，表明這種種近似在一一定程度上上考慮了射射線的偏折折。三、等效速速度前面已經(jīng)推推導(dǎo)出傾斜斜界面、均均勻覆蓋介介質(zhì)情況下下的共中心心點反射波波時距曲線線方程：如果引入符符號；；稱稱為傾斜斜界面均勻勻介質(zhì)情況況下的等效效速度。等效速度的的意義傾斜界面情情況下共中中心點道集集的疊加效效果存在兩兩個問題：：即反射點點分散和動動校正不準(zhǔn)準(zhǔn)確。引入入等效速度度后,用按按水水平界面動動校正公式式，對傾斜斜界面的共共中心點道道集進(jìn)行動動校正，可可以取得很很好的疊加加效果，沒沒有剩余時時差。但不不應(yīng)忘記，，從地質(zhì)效效果來說，，反射點分分散的問題題，并沒有有解決，這這個問題只只有用偏移移疊加才能能妥善解決決。四、、疊疊加加速速度度V疊加加速速度度的的概概念念：：動動校校正正過過程程中中選選用用不不同同的的速速度度值值Vi進(jìn)行行校校正正，，其其中中某某個個Vi能使使得得雙雙曲曲線線型型的的同同相相軸軸校校正正為為直直線線，，這這時時的的Vi就是是該該同同相相軸軸對對應(yīng)應(yīng)反反射射波波的的疊加加速速度度?；蚧蛘哒哒f說使使疊疊加加效效果果最最好好的的速速度度就就是是疊疊加加速速度度。?！偎俣榷确址治鑫龅牡幕A(chǔ)礎(chǔ)。。疊加加速速度度與與其其它它速速度度的的關(guān)關(guān)系系在一一般般情情況況下下（（包包括括水水平平界界面面均均勻勻介介質(zhì)質(zhì)、、傾傾斜斜界界面面均均勻勻介介質(zhì)質(zhì)、、覆覆蓋蓋層層為為層層狀狀介介質(zhì)質(zhì)或或連連續(xù)續(xù)介介質(zhì)質(zhì)等等）），，都都可可將將共共中中心心點點反反射射波波時時距距曲曲線線看看作作雙雙曲曲線線，，用用共共同同的的式式子子來來表表示示：：式中V為疊加速度。對于不同的介介質(zhì)結(jié)構(gòu),V就有具體的意意義，例如對對傾斜界面均勻勻介質(zhì)V就是等效速度度，對水平層狀介介質(zhì)V就是均方根速速度VR，等等。構(gòu)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(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)所對應(yīng)的疊疊加速度疊加速度與其其他速度的關(guān)關(guān)系均勻水平地層層：V=Vav=V1水平層狀地層層：V=VR傾斜地層：V=Vφ=V/cosφ平行傾斜多層層：V=VR/cosφ其它地層：利利用射線追蹤蹤等技術(shù)五、層速度穩(wěn)定沉積環(huán)境境、巖性和巖巖相下的速度度趨于穩(wěn)定的的數(shù)值，稱為為層速度Vn。Vn所對應(yīng)的沉積積地層具有一一定的厚度，，Vn數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于于實際際地質(zhì)質(zhì)上分分層數(shù)數(shù)目。。層速度度的應(yīng)應(yīng)用：：研究究巖性性、沉沉積相相、孔孔隙流流體性性質(zhì)等等?！?.3測定速速度的的各種種方法法一、影影響速速度分分析精精度的的因素素各種校校正的的隨機(jī)機(jī)誤差差表層速速度分分布不不均勻勻地震波波之間間的干干涉大傾角角地層層、復(fù)復(fù)雜構(gòu)構(gòu)造觀測方方式、、觀測測誤差差二、測測定速速度的的方法法測定地地震波波傳播播速度度的方方法基基本上上可分分為以以下幾幾類:（1））實驗驗室測測定法法（2））井中中觀測測法（3））時距距曲線線計算算法（4））速度度譜方方法（5））速度度剖面面法（一））實驗室室測定定基于巖巖石樣樣品的的測定定，關(guān)關(guān)鍵是是不要要改變變巖石石樣品品在采采樣時時的條條件（（溫度度、壓壓力等等），，例如如不能能對巖巖樣烘烘干。。（二））井中中觀測測方法法1、地地震測測井（WellSurvey)野外觀觀測方方法：：用電電纜將將檢波波器放放入深深井中中，在在井口口附近近激發(fā)發(fā)地震震波，，記錄錄能量量從震震源傳傳播到到檢波波器的的時間間，每每激發(fā)發(fā)一次次，就就向上上提升升一次次檢波波器2、聲聲波測測井（ContinuousVelocityLog)將聲波波探頭頭下到到井里里，然然后邊邊向上上提升升，邊邊測量量聲波波時差差，其其倒數(shù)數(shù)就是是層速速度。。地震測井井和聲波波測井的的比較共同點：均為獲獲取平均均速度和和層速度度的有效效方法。。不同點：使用波型型不同：：直達(dá)達(dá)波、折折射波；；工作條件件不同：：炮檢距距關(guān)系、、震源方方式、工作頻頻率工作效率率：WS低，CVL高資料差異異：WS：Vav精確，Vn較粗CVL：：Vn精確，Vav誤差大3、VSP（（垂直地震震剖面））地表激發(fā)發(fā)，井中中接收所所有波場場，分為為零偏和和非零偏偏VSP（（Verticalseismicprofile），經(jīng)過特殊殊處理可可獲得速速度信息息。（三）速速度譜方方法利用速度度譜方法法求取疊疊加速度度是目前前生產(chǎn)單單位提取取速度參參數(shù)的重重要手段段。對道道集內(nèi)某某個反射射波同相相軸用不不同的速速度進(jìn)行行動校正正并分析析校正后后的疊加加效果，，其中疊加加效果最最好的那那個速度度就是該該反射波波的疊加加速度。具體實實現(xiàn)時有有疊加速速度譜和和相關(guān)速速度譜。。目的：求取記記錄的最最佳疊加加速度資資料；檢檢查多次次疊加剖剖面的質(zhì)質(zhì)量；發(fā)發(fā)現(xiàn)多次次波以便便消除它它；幫助助綜合地地質(zhì)解釋釋；提供供層速度度資料進(jìn)進(jìn)而研究究巖性變變化、尋尋找地層層或巖性性圈閉等等。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