第6章地震波的速度要点
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建立波动方程时将导出地震纵波和横波在介质中的 传播速度与介质的弹性常数之间的定量关系：
2 E (1 ) (1 )(1 2 ) E VS 2 (1 )
VP 4 ( ) 3
其中,λ、µ 是拉梅系数(Lame)，ρ是介质的密度，E是杨氏 模量；σ是泊松比(Poisson’s ratio) ；K是体变模量；它 们都是介质的弹性性质的参数(弹性模量)。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
②地震纵波速度与岩石密度（完全充水饱和体积密 度）之间，存在着良好的定量关系，可用加德纳 (Gardner)公式表示如下：
0.31 V 1/ 4
式中，V—速度(km/s)；ρ—密度(g/cm3)
Gardner的关系式仅考虑从水饱和沉积岩石的体积密 度来估算纵波速度。虽然Gardner等根据上式处理了 所有沉积岩石（作为单独一组），确实给出了不同 岩性的独立曲线，但这样一来对所有沉积岩石就只 存在单一的Vp－ρ关系了。
纵波与横波速度之比取决于泊松比。泊松比σ 的值在大多数情况下约等于0.25，所以， 纵波与横波的速度比位VP/VS一般为1.73。 只有在最为疏松的岩石中σ≈0.5。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 2、速度与岩性的关系
岩性可能是影响速度的最重要的一个因素
岩性－－主要指岩石的矿物性质，包括矿物 成分、结构、颗粒等。有火成岩、变质岩和 沉积岩等。 1）火成岩的地震波速度的变化范围比变质 岩和沉积岩小，速度的平均值比其他类型岩 石要高。因为火成岩只有很少或没有孔隙。 2）大多数变质岩的地震波速度变化范围比 较大，主要是成岩环璄的影响。
根据地层的埋藏深度和电阻率 R计算地层波速的 经验公式：
V 2 103 ( z R)1/ 6
式中：V—速度(m/s)，z—深度(m)，R—电阻率(Ω· m)
此经验公式在没有地震测井资料的地区，可用 来换算速度资料。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 5、与构造历史和地质年代的关系
①同样深度、成分相似的岩石，当地质年代不 同时，波速也不同，年老的岩石比年青的岩石 具有较高的速度。 ②速度与构造运动的关系，在不同地区有不同 的表现。 在强烈褶皱地区，经常观测到速度的增大；
第一节 地震波速度及影响速度的因素 纵波和横波速度比与泊松比
同一介质中纵波和横波速度比的关系如下
VP VS 2(1 ) 1 2
VP
2 E (1 ) (1 )(1 2 )
VS
4 ( ) 3
E 2 (1 )
※源自文库
第一节 地震波速度及影响速度的因素 4、与埋藏深度的关系
在岩石性质和地质年代相同的条件下，地震波 的速度随岩石埋藏深度的增加而增大。 其原因主要是埋藏深的岩石所受的地层压力 大的原故。 不同地区，速度随深度变化的垂直梯度可能相 差很大。
在浅处速度梯度较大；深度增加时，梯度减 小。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
——Wyllie方程
第一节 地震波速度及影响速度的因素
1 1 V Vf Vs
①孔隙度越高，岩层速度越低； ②流体速度越高，岩层速度越高； ③岩石骨架速度越高，岩层速度
越高；
④岩石孔隙的不均匀性或孔隙形
状的变化，都会导致岩层速度的 变化。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
当速度还受孔隙流体压力的影响，流体压力降 低，流体压力这项的百分比影响就变小，当流 体压力接近大气压时，其影响变得最小。 在实际条件下，时间平均方程必须用一个压差 调节系数c加以修正。
第六章 地震波的速度 速度信息的应用
野外观测系统设计时需要速度来确定具体的采集 参数； 地震资料处理动校正、水平叠加需要叠加速度； 偏移归位需要偏移速度；深度偏移需要速度模型或 速度场； 在地震资料的解释过程中，平均速度主要用于时 深转换，以便于制作合成地震记录和绘制深度构造 图； 层速度信息主要用于地层、岩性解释，也可用于 储层参数、含油性预测。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
3）沉积岩中的岩性结构比较复杂，在颗粒之 间有空隙，孔隙中可能充填液体或像粘土等固 体物质。故这类岩石速度是密切地依赖于孔隙 度和充满于孔隙中的物质。
4）速度测试表明：
不同岩性的速度范围互相重叠，甚至还会超出 主要范围。 速度不是一个区分岩性的好的标准。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 3、速度与密度的关系
式中，Vf是孔隙流体中的速度； Vs是岩石基质的速度；Φ是岩石的孔隙率。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
地层速度： V 传播距离 1
总传播时间 1 1 ts t f Vf Vs
在地震勘探中比较常用的，关 于颗粒速度与流体速度、孔隙 率之间一个很简单的关系式， 叫做时间平均方程 (Wyllie方 程) 1 1 V Vf Vs
1）沉积岩中，地震波速度与岩石密度的有密 切关系，大多数随密度增加而增大。
也有例外，如，与白云岩相比硬石膏具有更高的体 积密度但却有更低的速度。
2）资料表明，把速度与密度可以表示成一种 近似的线性关系。
①对石灰岩和砂页岩来说，这种关系可表示成方程 式
V 6 11
式中，V—速度(km/s)；ρ—密度(g/cm3 )。
③地震波在岩石中的传播速度随地质过程中的 构造作用力的增强而增大。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 6、与孔隙度和含流体的关系
大多数沉积岩中，岩层的实际波速是由岩石基 质的速度、孔隙率，充满空隙的流体的速度以 及颗粒之间的胶结物的成分等因素来决定的。 简单的单位体积的岩石模型
骨架(基质)中传播时间： ts = (1-φ) /Vs 孔隙流体中传播时间： tf =φ/Vf 总传播时间： t =tf +ts
第一节 地震波速度及影响速度的因素
影响速度的各种因素
岩石速度与物性参数的关系，主要是在实验 室进行了相应的研究。 基于实验数据，速度和岩石参数之间的物理 关系才能确定。
对这些测量方法的结果和解释必须依靠于实 验室的核心数据和岩石物理学知识。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 1、岩石速度与弹性常数的关系
2 E (1 ) (1 )(1 2 ) E VS 2 (1 )
VP 4 ( ) 3
其中,λ、µ 是拉梅系数(Lame)，ρ是介质的密度，E是杨氏 模量；σ是泊松比(Poisson’s ratio) ；K是体变模量；它 们都是介质的弹性性质的参数(弹性模量)。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
②地震纵波速度与岩石密度（完全充水饱和体积密 度）之间，存在着良好的定量关系，可用加德纳 (Gardner)公式表示如下：
0.31 V 1/ 4
式中，V—速度(km/s)；ρ—密度(g/cm3)
Gardner的关系式仅考虑从水饱和沉积岩石的体积密 度来估算纵波速度。虽然Gardner等根据上式处理了 所有沉积岩石（作为单独一组），确实给出了不同 岩性的独立曲线，但这样一来对所有沉积岩石就只 存在单一的Vp－ρ关系了。
纵波与横波速度之比取决于泊松比。泊松比σ 的值在大多数情况下约等于0.25，所以， 纵波与横波的速度比位VP/VS一般为1.73。 只有在最为疏松的岩石中σ≈0.5。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 2、速度与岩性的关系
岩性可能是影响速度的最重要的一个因素
岩性－－主要指岩石的矿物性质，包括矿物 成分、结构、颗粒等。有火成岩、变质岩和 沉积岩等。 1）火成岩的地震波速度的变化范围比变质 岩和沉积岩小，速度的平均值比其他类型岩 石要高。因为火成岩只有很少或没有孔隙。 2）大多数变质岩的地震波速度变化范围比 较大，主要是成岩环璄的影响。
根据地层的埋藏深度和电阻率 R计算地层波速的 经验公式：
V 2 103 ( z R)1/ 6
式中：V—速度(m/s)，z—深度(m)，R—电阻率(Ω· m)
此经验公式在没有地震测井资料的地区，可用 来换算速度资料。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 5、与构造历史和地质年代的关系
①同样深度、成分相似的岩石，当地质年代不 同时，波速也不同，年老的岩石比年青的岩石 具有较高的速度。 ②速度与构造运动的关系，在不同地区有不同 的表现。 在强烈褶皱地区，经常观测到速度的增大；
第一节 地震波速度及影响速度的因素 纵波和横波速度比与泊松比
同一介质中纵波和横波速度比的关系如下
VP VS 2(1 ) 1 2
VP
2 E (1 ) (1 )(1 2 )
VS
4 ( ) 3
E 2 (1 )
※源自文库
第一节 地震波速度及影响速度的因素 4、与埋藏深度的关系
在岩石性质和地质年代相同的条件下，地震波 的速度随岩石埋藏深度的增加而增大。 其原因主要是埋藏深的岩石所受的地层压力 大的原故。 不同地区，速度随深度变化的垂直梯度可能相 差很大。
在浅处速度梯度较大；深度增加时，梯度减 小。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
——Wyllie方程
第一节 地震波速度及影响速度的因素
1 1 V Vf Vs
①孔隙度越高，岩层速度越低； ②流体速度越高，岩层速度越高； ③岩石骨架速度越高，岩层速度
越高；
④岩石孔隙的不均匀性或孔隙形
状的变化，都会导致岩层速度的 变化。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
当速度还受孔隙流体压力的影响，流体压力降 低，流体压力这项的百分比影响就变小，当流 体压力接近大气压时，其影响变得最小。 在实际条件下，时间平均方程必须用一个压差 调节系数c加以修正。
第六章 地震波的速度 速度信息的应用
野外观测系统设计时需要速度来确定具体的采集 参数； 地震资料处理动校正、水平叠加需要叠加速度； 偏移归位需要偏移速度；深度偏移需要速度模型或 速度场； 在地震资料的解释过程中，平均速度主要用于时 深转换，以便于制作合成地震记录和绘制深度构造 图； 层速度信息主要用于地层、岩性解释，也可用于 储层参数、含油性预测。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
3）沉积岩中的岩性结构比较复杂，在颗粒之 间有空隙，孔隙中可能充填液体或像粘土等固 体物质。故这类岩石速度是密切地依赖于孔隙 度和充满于孔隙中的物质。
4）速度测试表明：
不同岩性的速度范围互相重叠，甚至还会超出 主要范围。 速度不是一个区分岩性的好的标准。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 3、速度与密度的关系
式中，Vf是孔隙流体中的速度； Vs是岩石基质的速度；Φ是岩石的孔隙率。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
地层速度： V 传播距离 1
总传播时间 1 1 ts t f Vf Vs
在地震勘探中比较常用的，关 于颗粒速度与流体速度、孔隙 率之间一个很简单的关系式， 叫做时间平均方程 (Wyllie方 程) 1 1 V Vf Vs
1）沉积岩中，地震波速度与岩石密度的有密 切关系，大多数随密度增加而增大。
也有例外，如，与白云岩相比硬石膏具有更高的体 积密度但却有更低的速度。
2）资料表明，把速度与密度可以表示成一种 近似的线性关系。
①对石灰岩和砂页岩来说，这种关系可表示成方程 式
V 6 11
式中，V—速度(km/s)；ρ—密度(g/cm3 )。
③地震波在岩石中的传播速度随地质过程中的 构造作用力的增强而增大。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 6、与孔隙度和含流体的关系
大多数沉积岩中，岩层的实际波速是由岩石基 质的速度、孔隙率，充满空隙的流体的速度以 及颗粒之间的胶结物的成分等因素来决定的。 简单的单位体积的岩石模型
骨架(基质)中传播时间： ts = (1-φ) /Vs 孔隙流体中传播时间： tf =φ/Vf 总传播时间： t =tf +ts
第一节 地震波速度及影响速度的因素
影响速度的各种因素
岩石速度与物性参数的关系，主要是在实验 室进行了相应的研究。 基于实验数据，速度和岩石参数之间的物理 关系才能确定。
对这些测量方法的结果和解释必须依靠于实 验室的核心数据和岩石物理学知识。
第一节 地震波速度及影响速度的因素 1、岩石速度与弹性常数的关系