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(duì)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(cè)。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(yè)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(wú)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(duì)于巖石來(lái)說(shuō)：密度越大，速度越大。加德納(Gardner)公式：對(duì)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(shí)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(shí)，流體壓力為巖石壓力一半時(shí)c約為0.85。分選好的顆粒經(jīng)過(guò)自由堆積形成的沉積，孔隙度達(dá)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?？紫抖葴p小彈性常數(shù)增加經(jīng)驗(yàn)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(dāng)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(nèi)，縱波和橫波的速速度與頻率無(wú)關(guān)關(guān)，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(gòu)造歷史和和地質(zhì)年代的影響地質(zhì)年代可看成成是各種構(gòu)造運(yùn)運(yùn)動(dòng)總效應(yīng)的度度量。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈的的地區(qū)，地震波波的速度變化較較大。八、孔隙流體孔隙流體性質(zhì)影影響縱波的速度度和反射系數(shù)，，不影響橫波；孔隙中含有水、、油、氣時(shí)，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(zhì)的有利利參數(shù)。巖性孔隙度%密度g/cm3速度m/s反射系數(shù)頁(yè)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(yè)巖的物性性參數(shù)九、沉積巖中速速度分布的規(guī)律律縱向上成層性：受地層層的沉積順序和和巖性特點(diǎn)的影影響。遞增性：速度與與深度、地質(zhì)年年代有關(guān)；橫向上方向性：橫向上上地質(zhì)構(gòu)造、沉沉積體能量、沉沉積相的變化等等。分區(qū)性：平面上上速度的分區(qū)、、分帶。巖石中的地震波波轉(zhuǎn)播速度是反反映巖石性質(zhì)和和地質(zhì)構(gòu)造分析析的重要參數(shù)。。研究影響速度度的地質(zhì)因素，，掌握沉積剖面面中的速度分布布規(guī)律對(duì)于地震震勘探通過(guò)測(cè)定定地層的速度來(lái)來(lái)劃分巖性、推推測(cè)區(qū)域的巖性性變化、確定沉沉積體系和沉積積環(huán)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?！?.2各種速度的概念一、平均速度（AverageVelocity）一組水平層狀介質(zhì)質(zhì)中某一界面以上上介質(zhì)的平均速度度就是地震波垂直直穿過(guò)該界面以上上各層的總厚度與與總的傳播時(shí)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(zhì)情情況下的反射波時(shí)時(shí)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(zhì)的的均方根速度。對(duì)于水平層狀介質(zhì)質(zhì)，反射波時(shí)距關(guān)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(shuō)明明：把各層的速度度值的平“方”按時(shí)間取其加權(quán)權(quán)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(jīng)推導(dǎo)出傾傾斜界面、均勻覆覆蓋介質(zhì)情況下的的共中心點(diǎn)反射波波時(shí)距曲線方程：：如果引入符號(hào)；；稱稱為傾斜界面均勻勻介質(zhì)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(diǎn)道集的疊疊加效果存在兩個(gè)個(gè)問(wèn)題：即反射點(diǎn)點(diǎn)分散和動(dòng)校正不不準(zhǔn)確。引入等效效速度后,用按按水平界面動(dòng)動(dòng)校正公式，對(duì)傾傾斜界面的共中心心點(diǎn)道集進(jìn)行動(dòng)校校正，可以取得很很好的疊加效果，，沒(méi)有剩余時(shí)差。。但不應(yīng)忘記，從從地質(zhì)效果來(lái)說(shuō)，，反射點(diǎn)分散的問(wèn)問(wèn)題，并沒(méi)有解決決，這個(gè)問(wèn)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(dòng)校正過(guò)程中選選用不同的速度值值Vi進(jìn)行校正，其中某某個(gè)Vi能使得雙曲線型的的同相軸校正為直直線，這時(shí)的Vi就是該同相軸對(duì)應(yīng)應(yīng)反射波的疊加速度。或者說(shuō)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(chǔ)。疊加速度與其它速速度的關(guān)系在一般情況下（包包括水平界面均勻勻介質(zhì)、傾斜界面面均勻介質(zhì)、覆蓋蓋層為層狀介質(zhì)或或連續(xù)介質(zhì)等），，都可將共中心點(diǎn)點(diǎn)反射波時(shí)距曲線線看作雙曲線，用用共同的式子來(lái)表表示：式中V為疊加速度。對(duì)于不同的介質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),V就有具體的意義，，例如對(duì)傾斜界面均勻介質(zhì)質(zhì)V就是等效速度，對(duì)水平層狀介質(zhì)V就是均方根速度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)所對(duì)對(duì)應(yīng)的疊加速度疊加速度與其他速速度的關(guān)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(shù)五、層速度穩(wěn)定沉積環(huán)境、巖巖性和巖相下的速速度趨于穩(wěn)定的數(shù)數(shù)值，稱為層速度度Vn。Vn所對(duì)應(yīng)的沉積地層層具有一定的厚度度，Vn數(shù)目遠(yuǎn)小于實(shí)際地地質(zhì)上分層數(shù)目。。層速度的應(yīng)用：研研究巖性、沉積相相、孔隙流體性質(zhì)質(zhì)等?！?.3測(cè)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(jī)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(fù)雜雜構(gòu)造觀測(cè)方式、觀測(cè)誤誤差二、測(cè)定速度的方方法測(cè)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(shí)驗(yàn)室測(cè)定定法（2）井中觀測(cè)法法（3）時(shí)距曲線計(jì)計(jì)算法（4）速度譜方法法（5）速度剖面法法（一）實(shí)驗(yàn)室測(cè)定基于巖石樣品的測(cè)測(cè)定，關(guān)鍵是不要要改變巖石樣品在在采樣時(shí)的條件（（溫度、壓力等）），例如不能對(duì)巖巖樣烘干。（二）井中觀測(cè)方方法1、地震測(cè)井（WellSurvey)野外觀測(cè)方法：用用電纜將檢波器放放入深井中，在井井口附近激發(fā)地震震波，記錄能量從從震源傳播到檢波波器的時(shí)間，每激激發(fā)一次，就向上上提升一次檢波器器2、聲波測(cè)井（ContinuousVelocityLog)將聲波探頭下到井井里，然后邊向上上提升，邊測(cè)量聲聲波時(shí)差，其倒數(shù)數(shù)就是層速度。地震測(cè)井和聲波測(cè)測(cè)井的比較共同點(diǎn)：均為獲取平均速速度和層速度的有有效方法。不同點(diǎn)：使用波型不同：直直達(dá)波、折射波波；工作條件不同：炮炮檢距關(guān)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(fā)，井中接接收所有波場(chǎng)，分分為零偏和非零偏偏VSP（Verticalseismicprofile），經(jīng)過(guò)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(chǎn)單位提取取速度參數(shù)的重要要手段。對(duì)道集內(nèi)內(nèi)某個(gè)反射波同相相軸用不同的速度度進(jìn)行動(dòng)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(gè)速度就是是該反射波的疊加加速度。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)有疊疊加速度譜和相關(guān)關(guān)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(zhì)量；發(fā)現(xiàn)現(xiàn)多次波以便消除除它；幫助綜合地地質(zhì)解釋；提供層層速度資料進(jìn)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(jì)算動(dòng)校正量Δtx,v

用Δtx,v作動(dòng)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(shí)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(chǔ)上上，即對(duì)地震記錄錄做反褶積處理，，再把反射系數(shù)剖剖面換算為波阻抗抗剖面，消除密度度參數(shù)便得到速度度剖面，用于速度度的區(qū)域分布研究究。PIVT速度剖面第四節(jié)各種速速度之間的關(guān)系系1、平均速度小小于均方根速度度。2、由疊加速度度計(jì)算均方根速速度：水平層狀介質(zhì)的的疊加速度就是是均方根速度。。界面傾斜時(shí)，疊疊加速度是等效效速度Vφ，此時(shí)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(jì)算層速度度（Di