地震勘探原理第6章地震波的速度
地震勘探第6章_速度分析
以等间隔为例(图6-4)，利用(6-11)式计算图6-4每个网格点
(t0 , v上j )
的平均振幅 A(t0, vj，) 将平均振幅 A(t0, vj以) 某种便于速度分析的形
式显示出来(显示方式将在下面介绍)，就得到了用于速度分析的速度谱。
速度扫描范围应该包括所有的一次反射波速度，速度采样过稀会降 低速度分辨率，影响速度分析的精度。
用于地震道相关分析的时窗对速度谱的质量也有一定的影响，时窗 太大，速度谱的分辨率降低;时窗太小，容易将一个完整的地震反射分 裂开来。因此，时窗长度应等于或大于反射信号的延续长度，因为反射 信号的延续长度是时变的，时窗也据此而定。
6.判别准则的比较
相关类准则较叠加类准则具有更高的灵敏度，采用相关准则求 速度谱，谱峰值明显，但抗干扰能力差些，大幅值干扰会使速度谱 上出现假峰值。非归一化互相关在速度谱上起到突出强反射的作用， 归一化互相关则加强速度谱的弱反射。
§6.2速度谱
固定 t0 值，沿不同速度定义的双曲线轨迹对共中心点道集进行叠
设共中心点道集中有N道地震记录，地震记录中只包含一个双 曲线反射同相轴，每道信号的形状和振幅相同，只是到达时不同， 信号用s(t)表示，延续时间为T。另外地震记录中存在随机噪声n(t)， 即地震道包含信号和噪声两部分，表示为
fi (t) s(t ti ) ni (t)
(6-3)
式中，i=1 ,2,...,N是地震道号，ti 延迟时间
ti
t 2 xi 2
0
v2 rms
设地震记录的采样率为 t ，则(6-3)式改写为
ft,k s(k ri ) ni,k
地震勘探概论5_地震波的速度
12
第一节 地震波在岩石中的传播速度
地震勘探是以研究地震波在地下岩层中的传播为基础; 对不同的地区，其沉积环境、沉积模式不同，所沉积的地
层，传播速度，地表条件及地下地质构造的复杂程度都不尽相
同，对地震勘探的地质效果也都会产生不同的影响;
速度是地震勘探中一个重要的参数，也是地震勘探的物理
基础之一。反射波、折射波和透射波的产生主要是弹性介质在
(三) 主要用途 1. Vα较精确地反映了波在非均匀介质 中传播的真速度。
2. 它作为判别各种速度精确度的一个
特定的标准。
57
七、三种速度的比较
（一）实例分析
对其VaV、VR、Vα三种速度进行比较
58
七、三种速度的比较
（一）实例分析
对其Vav、VR、Vα三种速度进行比较
59
七、三种速度的比较
（一）实例分析
(三) 主要用途
作为实际工作中的动校正速度。
53
五、层速度
(一) 概念
指按速度分层的速度。
54
五、层速度
(二) 求取方法
1. 用声波测井求取层速度 优点：分层细致、准确。
2. 根据地震测井资料计算层速度
特点：Vn资料比较粗，只能反映一些 大的地段地层的速度差异 3. 由均方根速度计算Vn （Dix公式） 注意：Dix公式适用于炮检距不太大 的情形。
4310 4420 4560 4670 5160 5450
对其VaV、VR、Vα三种速度的计算进行
60
七、三种速度的比较
（二）定性结论 1. 当介质不均匀时，地震波沿不同射线传播的 速度是不同的； 2. 对某一个介质结构，只有一个平均速度和一 个均方根速度，并且有 VR ≥ Vav ; 3. x=0时，Vav 的精度高，x=某一值时，VR的 精度较高。
《地震勘探原理》地震波的速度
第四章地震波的速度
第1节地震波在岩层中的速度及与各种因素的关系
第2节几种速度的概念
第3节各种速度之间的关系
第4节平均速度的测定
第5节叠加速度谱的制作与解释
主讲教师：刘洋
第1节地震波在岩层中的速度及与
各种因素的关系
）速度比值（或泊松比）
112111212222−−=−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛r r V V V V S P S P
对数－对数坐标0.25
0.31V ρ=）
、温度、压力
）随着温度的升高，速度降低
）随着压力的升高，速度增加
第2节几种速度的概念。
需总时间之比是平均速度。
第3节各种速度之间的关系
第4节平均速度的测定
第5节叠加速度谱的制作与解释
道集动校正速度：
3500m/s 动校正速度：
4400m/s 动校正速度：4150m/s
CMP。
地震波速度变化规律
地震波速度变化规律
地震波速度变化规律是指地震波在地壳中传播时速度的变化规律。
地震波分为两类: 纵波和横波。
纵波在地壳中传播时速度较慢，而横波速度较快。
在地壳中，纵波速度随着深度的增加而减小，在地壳的表层速度较快，而在地壳的深部速度较慢。
这是因为地壳的表层较软，纵波可以较快地传播，而地壳的深部则较硬，纵波传播较慢。
横波速度则随着深度的增加而增加，在地壳的表层速度较慢，而在地壳的深部速度较快。
这是因为地壳的表层较软，横波可以较慢地传播，而地壳的深部则较硬，横波传播较快。
总之,地震波的速度在地壳中的变化规律是不同的,纵波的速度随着深度的增加而减小，而横波的速度则随着深度的增加而增加。
这种速度变化规律在研究地震学中有重要意义。
地震波速度变化规律的研究主要用于地震深度和地壳结构的研究。
通过观测纵波和横波的速度变化，可以推测出地震发生的深度。
此外，地震波速度变化规律还可以用于地壳结构的研究。
通过观测地震波速度的变化，可以推断出地壳结构的性质，如地壳的密度和弹性模量等。
地震波速度变化规律的研究也有助于地震预测和地震灾害
防御。
通过对地震波速度变化规律的研究，可以提高地震预测的准确性，并为地震灾害防御提供有力的技术支持。
总之，地震波速度变化规律的研究对地震学、地质学和工程领域都有重要的意义。
6第六讲地震勘探原理详解
野外采集方式
第二节
折射波运动学
一.单一水平界面的折 射波时距曲线
设地下有一个水平 界面，如右图。令上层速 度为1，下层速度为2， 并且2＞ 1，界面的深度 是h。在地表O点激发，当 地震波以临界角i入射时 ，在地面测线上的盲区边 界OS2以外将能接收到折 射波。 下面分析任意一条折 射波射线到达地面的旅行 间。对于接收点S4，其旅 行时为：
折射的交叉时与界面深度，由（1）式可得
在速度参数不变的前提下，交叉时反映了折射界面深度变化情况。 在折射波的盲区范围内接收不到折射波，用Xm表示临界距离，也称盲 区半径。在S2点观测时，折射波与反射波同时到达，这是由于以临界角入 射的射线路径OBS2既是反射波的传播路径也是折射波的初始路径。因此在 X=Xm处，两条时距曲线时间相等。我们可以通过求导得到反射与折射两条 曲线的斜率是一样的，即两条时距曲线相切。该点称为折射波的始点。通 过数学换算，得到始点的水平及垂直坐标分别为：
（＊）表明，一个水平界面情况下的折射波时距曲线是一条直线，直线 的斜率１/ 2的倒数是视速度。当X=0,截距时间为
t 01 2h co s i v1
（1）
t01是折射波时距曲线延长线与t轴交点的纵纵标，因此称为交叉时。折 射波的交叉时与反射波的t0时间是两个完全不同的概念，反射波的t0时间 是地震波沿界面法线往返传播的时间，而折射波的交叉时没有确切的物 理意义，因为它是观测不到的。
Beach
Water
Whoa Baby Help
反射规律
• 利用 Fermat原理可以展示射线的反射规律
B
1
2 3 5 4
3.斯奈尔（Snห้องสมุดไป่ตู้ll）定律
如右图：地震波在分层介 质中传播时，遵循下面这样一 个式子：
地震波的速度
第六章 地震波的速度
1
地震勘探原理
第六章 地震波的速度
第一节 地震波在岩层中的速度及影
响速度的因素
第二节 各种速度概念 第三节 各种速度之间的关系 第四节 速度的测定方法 第五节 叠加速度
第六章 地震波的速度
在勘探地震学中，地震波以旅行时间、 反射波振幅及相位变化的形式带来地下 岩石和流体的信息。 地震勘探由构造油藏 岩性油藏。 地震波速度是地震勘探中最重要、最基 本的参数。
其中: ρma＝岩石颗粒(骨架)密度 ρ fl ＝孔隙流体的密度
ρ fl ＝ρ碳氢 (1－SW)+ ρ盐水SW
第一节 地震波速度及影响速度的因素
目前岩石结构模型研究，从岩石结构大体上把 它们分成三类 ：
第一节 地震波速度及影响速度的因素
理论研究和大量实际资料证明，地震波在岩层中 的传播速度受各种因素影响。
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。
速度与岩性的关系
岩石类型 沉积岩 玄武岩 变质岩 花岗岩
速 度 （米/秒） 1500——6000 4500——8000 3500——6500 4500——6500
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：
第一节 地震波速度及影响速度的因素
建立区域和局部岩石特性趋势线
第一节 地震波速度及影响速度的因素
1、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。
chapter6地震波的速度
六、与空隙率和含水性的关系
研究表明，岩石空隙中含油或气或水时， 岩石的波速会发生变化，=>导致在界面的 反射波振幅的变化。
在大多数沉积岩中，岩石的实际速度石油岩 石基质的速度、空隙率、充满空隙的流体速 度等因素来决定。
可用一个简单的关系式来表示:
1 1 V Vf Vr
时间平均方程
用 v 代替 v ，倾斜界面共中心点时距曲线 变成平界面、共中心点时距曲线）。 即：用 v 按平界面动校正量公式，对倾斜 界面共中心点道集进行校正，可以取得较好 的迭加效果，没有剩余时差。
四、迭加速度 v
在一般情况下，（水平界面均匀介质、倾斜 界面均匀介质、层状介质、连续介质）可将 其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：
Ｖｐ／Ｖｓ＝
2(1 ) 1 2
因为Υ≈0.25＝>Ｖｐ／Ｖｓ＝
≈1.73 3
二、与岩性的关系
地震波的传播速度与岩性有一定的关系，不 同岩性的岩石，地震波在其中传播速度不同。 一般： 沉积岩 花岗岩 玄武岩 变质岩 １５００～６０００ ４５００～６５００ ４５００～８０００ ３５００～６５００
1 C 1 C V Vf Vr
总之，由于地震波在油、气、水等流体中的 传播速度比在岩石基质中的速度小，因而岩 石空隙中含有流体时，使岩石的速度降低。
七、与频率和温度的关系
试验资料表明：在很宽的频率范围内，纵波 与横波的速度与频率无关。说明，纵波与横 波不存在频散现象。
速度随温度可能有微小的变化，每升高100℃ 减少5～6%。
第 五 章 ： 地 震 波 的 速 度
V V 重点掌握 Vav 、 R 、 、V 和 VP 的 概念及相应的计算公式。 掌握迭加速度Vav 的求取，以及 V 求 VR 求 Vn 由 V 的过程。要求了 解 的测定原理，以及各种速度 之间的一些相互换算公式。 地震波速度是地震中最重要的一 1 H Vt 个参数，用地震方法研究地下地 2 质构造时， 从这一点看出 V 的 重要性。
第六章地震波的速度PPT课件
②曲线的参数方程（θi）
变换为以射线P表示的方程：
由 s i1 n s i2 n s iin s in n p
v 1
v2
v i
vn
t
n
2
x
i1
n
2
i1
ti
1
p
2
v
2 i
pv
2 i
t
i
1
p
2
v
2 i
ti
hi vi
27
化简：
ti n 12 ti(1 p 2 v i2 ) 1 2i n 12 ti(1 1 2p 2 v i2 8 3p 4 v i4 )
2
一、弹性常数的影响
弹性常数增加，速度增加
VVp p
2 2(1E(1)(1)(21E) ;(其 1)(中 1E)2()32)
;
2(
)
VVs s
2(1E2)(1E )
、 —拉梅常数，Ｅ杨—氏模量，与岩石份 的、 成结构、密度等； 有关
—、泊松—比拉，梅 约等 常0.于 2数5,只 ，有Ｅ在 —最杨疏氏松模岩量 石似 ， 中与 近 与0.（ 5岩刚石性有度关量 （）成份、
20
第二节 各种速度的概念
21
平均速度定义
• “一组水平层状介质中某一界面以上介 质的平均速度就是地震波垂直穿过该界 面以上各层的总厚度与总的传播时间之 比”。n层水平层状介质的平均速度是：
Vavi n1hi/i n1V hii i n1tiVi/i n1ti
式中hi 和vi 分别是每一层的厚度和速度。
37
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 直线，这时的Vi 就是该同相轴对应反射波的
地震原理第6章速度
6.1.1.9 地质年龄的影响：
• 岩石地质年龄越老，速度越高。Faust公式 （式6.9）和图6.3用经验公式和图的形式 表示速度与地质年龄关系。产生这一关系 的原因：主要是，岩石年龄越老，受到压 实时间越长，经受构造运动越多，岩石变 得越致密。
6.1.1.3
岩石密度的影响
• 几乎各种岩石的波速都随密度增大而增大，这种关系十分明显。
0.31 V
0.25 P
(6-3)
0.414 V
0.214 P
（6-4）
0.600 V
0.183 S
（6-5）
式中ρ单位g/cm3；ν单位m/s。
图6.1 砂泥岩纵 波速度密度关系
）
图6.2 砂泥岩横 波速度密关系
表6.1 纵波在沉积岩中的波速（千米/秒）及比值VS/VP的变化范围 （根据多尔特曼，1985）
（表 据 多 尔弹 特性 曼波 ，在 结 晶 ） 岩 石 中 的 传 播 速 度 （ 千 米 秒 ） 6.2 / 1985
孔度可 隙有以 流很看 体大到 性的， 质变不 和化同 饱范岩 和围性 度，速 ，这度 压是有 力由很 ，于大 埋它差 深们别 及的， 年孔但 龄隙同 等度一 有、种 关密岩 度性 、速
• ①完全重油饱和 未固结砂岩对温 度变化非常敏感， 比对压力变化敏 感得多。实验的 两种样品，在温 度由25℃增大到 150℃时（有效 压力保持在 10MPa或30MPa不 变），纵波速度 降低22%~40%。
②含重油未固结砂岩纵波速度随温度升高而 降低的幅度与含油饱和度有关。含油饱和 度越高，纵波速度随温度升高而降低幅度 越大。
地震勘探原理重点、考点
绪论1、了解地下资源信息有那些主要手段1、地质法：(Geology Method)2、地球物理方法:(Exploration Methods ）3、钻探法：Drill Way (Log/Well ）4、综合方法：地质、物探（物化探)、钻探结合起来,进行综合勘探。
2 有几种主要地球物理勘探方法,它们的基本原理。
地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地球物理测井3、什么是地震勘探？就是通过人工方法激发地震波（弹性波），研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法.4、地震勘探的主要工作环节。
野外资料采集、地震资料处理、地震资料解释第一章 地震波动力学地震波运动学：研究在地震波传播过程中的地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，即研究波的传播规律，以及这种时空关系与地下地质构造的关系。
地震波动力学：研究地震波在传播过程中波形、振幅、频率、相位等特征的及其变化规律,以及这些变化规律与地下的地层结构，岩石性质及流体性质之间存在的联系.地震波：一种在岩层中传播的、频率较低的弹性波。
波阵面—波从震源出发向四周传播，在某一时刻，把波到达时间各点所连成的面，简称波面. 波前—某一时刻介质中刚开始振动与静止时的分界面。
波后—振动刚停止时刻的分界面为波后，也叫波尾。
波线-在一定条件下,认为波及其能量是沿着 一条“路径”从波源传到所观测的一点P .这是一条假想的路径，也叫射线。
是用来描述波的传播路线的。
振动曲线-—某点振动随时间的变化的曲线称为，也称振动图。
一条振动曲线只反映一个点的振动。
波形曲线-把在同一时刻各点的位移画在同一图上形成的曲线。
波形曲线表示某时刻各点振动位置 与各点位置的关系.不同的时刻有不同的波形曲线。
视速度—当波的传播方向与观测方向不一致（夹角θ）时，观测到的速度并不是波前的真速度V,而是视速度Va.透射定律1)透射线也位于入射面内，2）入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二两种介质的波速之比，即声阻抗指的是介质（地层)的密度和波的速度的乘积(Zi=ρiVi ，i 为地层)，在地震学中称波阻抗 斯奈尔(Snell ）定律：P V V V V V V SiSi Pi pi S S P p S S P P =======θθθθθθsin sin ..........sin sin sin sin 22222211费马原理指出波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件(旅行时为极小）惠更斯（huygens)原理波在传播过程中，任意时刻的波前面上的每一点都可以看作是一个新的点震源，由它产生二次扰动，形成元波前,且以后时刻的新波前面的位置就是该时刻波前面所激发的所有二次波的包络面。
第6章地震波的速度祥解
速度与温度的关系(图)
气饱或水饱和岩石 速度稍有减少
重油砂层纵波速度降低显著
第一节 地震波速度及影响速度的因素
孔隙流体中传播时间： tf =φ/Vf
总传播时间： t =tf +ts
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：
传播距离 1
1
V 总传播时间 ts t f 1
V f 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
速度随着深度(或反射波t0时间)的增加而增 大。 速度垂直梯度的存在也是速度剖面的又一 重要特点。 速度梯度是随深度的增加而减小的。
第一节 地震波速度及影响速度的因素
3)由于工区地质构造与沉积岩相的变化， 会引起速度的水平方向变化。
一般说来，速度的水平梯度不会很大。 构造破坏可以引起速度水平梯度的突变。
第六章 地震波的速度
第一节 影响速度的各种因素 第二节 各种速度概念 第三节 各种速度之间的关系 第四节 速度的测定方法
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
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。
地震勘探原理——各章要点总结
第一章 地震勘探的理论基础1、各向同性介质：弹性与空间方向无明确关系的介质称各向同性介质，否则是各向异性介质。
2、泊松比σ：弹性体受力纵向伸长(缩短)与横向收缩(膨胀)的比值. L L d d //∆∆=σ3、对于大多数沉积岩石，σ=0.25,∴V P =1.73V S 。
4、瑞雷面波（R 波)特点:（1) 波的能量分布在地表附近的介质中并随深度迅速衰减。
（2) 质点振动方向分上、下、坐、右，合成的振幅轨迹是椭圆（逆时针方向）,长轴垂直地面，长短轴比值是2/3。
（3） 当σ=0.25时，V R = 0.92V S =0。
54V P ，速度低、频率低(10~30Hz)，波形宽。
(4） 有频散(波散)现象，不同频率的成分传播速度（相速度)不同，即群速度不等于相速度.5、拉夫面波（L 波） 特点：能量沿地震界面分布，振动方向与传播方向垂直，振动平面平行界面，即为SH 波，由于水平振动,检波器接收不到。
6、地震波的特征：运动学特征——研究波在地层中传播的空间位置与传播时间的关系。
动力学特征—-研究波在地层中传播的能量（振幅）变化和波形特征(频谱）。
7、惠更斯原理（1690）也叫波前原理，说明波向前传播的规律。
在弹性介质中,任意时刻波前面上的每一点，都可看作是一个新的波源(子波）而产生二次扰动，新波前的位置可认为是该时刻各子波波前的包络.惠更斯原理只给出了波传播的空间位置，而不能给出波传播的物理状态。
菲涅尔(1814）对惠更斯原理进行了补充：波在传播时,任意点处的振动，相当于上一时刻波前面上全部新震源产生的子波在该点处相互干涉的合成波。
8、视速度定理地震波的传播是沿射线方向进行的，而观测地震波是沿测线方向进行的，其方向和射线方向不一致.波前沿测线传播的速度不是真速度V ，而是视速度*V 。
αsin //=∆∆=∆∆∆∆=*x s t x t s VV βαcos sin V V V ==* 式中 α——射线与地面法线的夹角，称入射角；β-—波前与地面法线的夹角，称出射角.图1—13 视速度定理结论：(1) 当α=90˚时，即波沿测线方向传播，V V =*。
地震波的速度
三、等效速度：v
对于倾斜界面时共中心点M处的反射波 时距曲线为：
1 2 2 2 t 4hM x cos v 2 2 x x 2 2 2 t t0 t0 2 2 v v 2 cos
v为等效速度
o
X M
s
v
hm
R
四、迭加速度
O
V1 V2
S
V3
n1 l1 l2 n2 n3 l3
V
Vn
nn
ln
P
n
h
i 1
n
i
h
i 1
n
i
/ Vi
O
二、均方根速度（考虑了射线偏折现象）：
1、均方根速度的引入（沿射线路径） 对于一水平界面当上覆介质不均匀时，把时距曲线近似为 双曲线，再动校中按双曲线进行校正，均方根速度就是在 不为双曲线关系的时距方程简化为双曲线关系引入的一种 速度。 O 2、均方根速度的推导：
八. 沉积岩中速度的一般规律：
1. 沉积岩的沉积规律呈层状分布；
O
V
2.速度随深度增加而增加,且具有
垂直方向特性, 而速度梯度随深度 增加而减小；如右图所示. 3.速度水平方向变化特点：速度的 水平梯度小于垂直梯度；
Z
4、地质构造对波的速度会产生影响。
§7.2几种速度概念
对地下复杂的地质介质情况作不同的假设，不同的速 度获取方法与计算方法或不同的用途而引出相应速度， 而每种速度都有其本身的意义，引入的原因，计算与 测定方法，以及使用范围等，而且随地震勘探的法而 出现变化或淘汰。 1. 平均速度 2. 均方根速度 3. 等效速度 4. 叠加速度
600-800
地震勘探原理
第1章 绪论
三、地球物理勘探方法的特点
特点之五：方法都要经历三个环节， 设备和软件专业化强。
6、地球物理观测资料中既包含丰富多彩的 地质信息，但又可能受各种干扰因素的影响 或存在人为的观测误差。
自20世纪70年代中期以来，地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的 三大支柱。
3、物探法(Geophysical Prospecting):
根据地下岩石或矿体的物理性质差异所引起的某些物理异常现象的变化去判断地质构造、沉积、等地质现象发现矿体的一种方法，包括地震、重力、磁力、电法及地下 地球物理测量等， 具覆盖区、连续测 量、间接勘探的特 点
地震勘探物理勘探方法 三、地球物理勘探方法的特点 四、地震勘探方法 五、反射波法地震勘探 六、地震勘探发展史 七、世界石油产量预浏
第1章 绪论
第1章 绪论
1、地质法(Geological): 在矿产调查中，通过露头、岩石、 岩心观察，来研究成矿的地质条件 、地质环境和地质作用，实现找矿 的一种方法。
5 H.贝尼奥夫通过地震在这个带上作了较详细的研究，发现向大陆方向震源由浅变深构成一个倾斜带，证明这个倾斜带就是大洋壳的俯冲带，即贝尼奥夫带（全世界的中、深源地震主要发生地之一 ），带来了地学革命。 板块构造理论在很大的程度上依赖于地球物理勘探逐步地完善。如大洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷、大洋裂谷等概念的建立和完善。同时，依赖于板块构造理论的盆地分析，也给油气勘探等矿产的发现带来了显著指导性作用。（见朱夏、郭令智、李德生、田在艺、贾承造、摩根J.Morgan、麦肯齐D.P.Mekenzie、X.LePichon 、威尔逊J.T.Wilson等文献）
论地震波速度在地震勘探中的应用
论地震波速度在地震勘探中的应用论地震波速度在地震勘探中的应用论文提要地震勘探是地球物理勘探中的一种重要的方法，始于19世纪中叶，近五十年来经历了光点记录、模拟磁带记录、数字磁带记录三个阶段，广泛的应用于石油和天然气资源勘查、煤田勘查、工程地质勘查、及某些金属矿的勘查等方面。
地震勘探利用地震波在不同的岩石中的传播速度不同，研究地下的地质构造，判断油气藏等的可能储藏位置。
在这个过程中，地震波速度是一个重要的参数，根据不同的实际情况，可将地震波速度分为均一速度、层速度、等效速度、叠加速度、均方根速度等具有不同意义的速度，可谓是贯穿整个地震资料处理的过程。
正确的应用各种速度可以使所得资料更准确，更接近地下实际形态。
正文一、地震勘探发展史地震勘探是地球物理勘探中的一种最重要的方法。
它的原理是由人工制造的强烈的震动（一般是在地下不深处的爆炸）所引起的弹性波在岩石中的传播时，常遇到岩层的分界面，便产生反射波或折射波，在它返回地面时用高度灵敏的仪器记录下来，根据波的传播路线和时间，确定发生反射波或折射波的岩层介面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造，以寻找油气圈闭。
地震勘探始于19世纪中叶。
1845年，R．马利特曾用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳中的传播速度。
这可以说是地震勘探方法的萌芽。
在第一次世界大战期间，交战双方都曾利用重炮后坐力产生的地震波来确定对方的炮位。
反射法地震勘探最早起源于1913年前后R．费森登的工作，但当时的技术尚未达到能够实际应用的水平。
1921年，J．C．卡彻将反射法勘探投入实际应用，在美国俄克拉何马州首次记录到人工地震产生的清晰的反射波。
1930年，通过反射法地震勘探工作，在该地区发现了3个油田。
从此，反射法进入了工业应用的阶段。
50-60年代，反射法的光点照相记录方式被模拟磁带记录方式所代替，从而可选用不同因素进行多次回放，提高了记录质量。
70年代，模拟磁带记录又为数字磁带记录所取代，形成了以高速数字计算机为基础的数字记录、多次覆盖技术、地震数据处理技术相互结合的完整技术系统，大大提高了记录精度和解决地质的能力。
地震勘探原理第6章地震波的速度
2013-7-5 49
2、工作方法 炮点位置的确定： 1）、一般设远近 两个炮点，近炮点 距深井50—100米， 炮井按扇形排列， 远炮点距深井 300—500米，炮点 按矩形排列，井距 10米左右（见图63-2）
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2(1 ) 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）
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二、地震波速度与岩性的关系
岩 石 类 型 沉积岩 玄武岩 速 度 （米/秒） 1500——6000 4500——8000
变质岩
花岗岩
表6-1-1
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3500——6500
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一、地震测井
1、工作原理 地震测井的情况及有关 参数，可以用图6-3-4表 示。激发点在地面的位 置是O，但真正位置是井 底O*；爆炸井深 hc ， 爆炸井同深井的水平距 离是d. 原理： S Vav t
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近炮点距离：波沿AS传播 SH 远炮点距离：波沿O`S传播 ` 2 2 S O S d H hc） （ 近炮点平均速度： H Vv t 远炮点：射线平均速度
0.31V
1 4
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17
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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
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19
一般来说，沉积年代越 久，地震波速度越大
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20
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。 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。
地震勘探原理07第六章 地震波速度
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11
第六章地震波速度
◙
6.1 地震波速度的影响因素及纵横波速度关系
6.1.1 速度的影响因素： 2、岩性
造岩矿物成分不同的岩石，由于造岩矿物的密度、体积 模量、剪切模量的不同，又由于造岩矿物是组成岩石的 主要成分，因此是影响岩石弹性性质的主要因素。
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第六章地震波速度
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6.1 地震波速度的影响因素及纵横波速度关系
6.1.1 速度的影响因素： 5、埋深 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。 1951年Faust根据美国和加拿大的500多口井的资料统计得 出砂泥岩的纵波速度与深度关系的经验式（ Faust 公式）。
（km/s） 5.04 4.91
泊松比 0.23 0.24
铁铝榴石
锆石 绿帘石 透辉石 斜辉石
176.3
19.8 106.5 111.2 94.1
95.2
19.7 61.1 63.7 57.0
4.18
4.56 3.40 3.31 3.26
8.51
3.18 7.43 7.7 7.22
4.77
2.08 4.24 4.39 4.18
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第六章地震波速度
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6.1 地震波速度的影响因素及纵横波速度关系
6.1.1 速度的影响因素： 7、孔隙流体 因不同的流体，其密度和体积模量不同。如：石油速度为 1070-1320m/s ， 水 的 速 度 为 1483m/s ， 甲 烷 的 速 度 为 430m/s。对于孔隙度相同的储集层，当其孔隙空间所含流 体性质不同时，其速度和体积模量是不同的。根据沈联蒂 等（1992）、Wyllie（1956）、Wang（1990）等的实验 结果表明：孔隙度相同的砂岩，其含水时的速度高于含油 时的速度，而且砂岩的孔隙度越大，砂岩骨架的速度越高， 则孔隙度相同的含水砂岩和含油砂岩的速度差异越明显。
《地震波速度》课件
地震波的类型
P波和S波
地震波分为纵波和横波，纵波是一种压缩波，可以 在所有物质（固体、液体和气体）中传播；横波是 一种横振波，只能在固体中传播。
表面波
地震波在地表面传播时会产生表面波，它的速度比 体波慢，但振幅大，是地震破坏的主要来源之一。
地震波速度的测定方法
1
直接法
测量地震波在地下直接传播的速度，包括对井下岩心和地震记录进行分析等。
地震波速度
地震波速度是研究地震的重要参数之一。通过研究地震波速度的变化，我们 可以了解地球的内部结构，并用于地震勘探和监测。
引言
定义和意义
地震波速度是地震波在不同介质中传播的速度，它可以反映介质的物理性质和内部结构。
研究重要性
研究地震波速度是理解地震产生机制、预测地震危险性、探测地下物质和构造等方面的关键。
郭视频. 中亚高原晚新生代构造变形、地震地质 与地震云图[M]. 四川科学技术出版社,2015.
Friedrich, A. M., and D. A. Yuen. "Seismic anisotropy and the upper mantle." Annual Review of Earth and Planetary Sciences 38 (2010): 323-352.
总结与展望
研究现状
目前，地震波速度的研究已经成为地球物理学、地 球科学和地质学等领域不可或缺的内容。
未来研究方向
未来的研究方向是更准确地测定地震波速度，并将 其应用于地震灾害预测、地质灾害防治和地球物理 学研究的广泛领域。
参考文献
1. 2. 3.
朱宝山, 刘攀峰. 地震学文献综述[J ].地震地 质,1997(4).
地震波速度资料解释
地震波速度资料的解释论文提要地震波速度是地震勘探中最重要的一个参数，是地震波运动学特征之一。
在资料处理和解释过程中，速度资料均十分重要。
例如在计算动校正时需要叠加速度，绘制构造图进行时深转换时需要平均速度。
近年来，速度资料在地震解释中应用得越来越广泛，概括起来有以下几方面：（１）进行时深转换、绘制深度剖面和构造图。
（２）根据速度资料识别波的性质，如多次波、绕射波和声波等。
（３）利用速度资料制作合成地震记录和理论地震模型，对地震记录作模拟解释。
（４）利用速度纵横向变化规律，研究地层沉积特征和相态展布。
（５）利用层速度资料，预测岩性分布和砂泥岩横向变化。
（６）利用速度资料计算反射系数图板，进行烃类检测，判别含气亮点。
（７）利用合成声波测井，进行砂体横向追踪和对比。
（８）利用速度资料预测地层异常压力。
由此可见，提取和分析速度资料是地震地质解释的一项重要的工作，熟悉各种有关的速度概念、速度资料的求取方法和影响速度的各种地质因素对于应用速度资料解决地质问题是很重要的。
正文一、理论研究和实际资料证实，地震波在岩层中的传播速度与岩层的性质、岩石的成分、密度、埋藏深度、地质时代、孔隙度、流体性质等因素有关，下面分别分析各种因素对速度的影响。
（一）影响速度的一般因素1.岩性由于各种岩石类型的成分不同，其传播地震波的速度是不同的（图５—１）；有时即使是同一种岩石类型，由于结构不同其波速也在一定围变化。
地震波传播速度主要取决于构成这些岩石矿物的弹性性质，一般来说，火成岩孔隙很少或没有孔隙，地震波速度比变质岩和沉积岩的都高，且变化围小；变质岩的波速变化围较大，沉积岩波速最低，变化围大，这主要与沉积岩成分和结构复杂，受孔隙度和流体性质的影响较大有关。
表（５—１）是几种类型岩石与介质的波传播速度和波阻抗资料。
2.密度通过大量岩石样品物性研究和数据分析整理，发现地震波速度与岩石体积密度之间（图５—１（ａ）、（ｂ）），存在着一种令人满意的近似关系。
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• 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。
一、平均速度与层速度
• 平均速度定义与计算公式：
n
Vav
h1 h2 h1 h2
hn hn
hi
i 1
n hi
v1 v 2
vn
i 1v i
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) ：
Vav
O*S t
l1 l2 ln l1 l2 ln
三、等效速度
倾斜界面共中心时距曲线方程:
tV 14 h 02x2co 2 s或 t2t02x2c V 2o 2 s
其等效方程：
t2
t0 2
x2
V
2
其中： V coV2s
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：
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
V(H) V0 H
1
V(H) V0(1H)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 1C
V Vf
Vp Vs 1.73
（含气时泊松比变小）
二、地震波速度与岩性的关系
表6-1-1 各大类岩石的波速
表6-1-2 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:
Vp
(1) (1)(12)
• 如对某些石灰岩、页岩来说，可用线性方程 来描述：
•
V611
式中V——Km/s，—— g / cm3
第六章 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：
介质性质
弹性常数 岩性 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
Vp
2
4 ( )
3
(1 ) (1 )(1 2 )
Vs
2(1 )
Vp
2
4 ( )
3
(1 ) (1 )(1 2 )
Vs
2(1 )
弹性模量
拉梅系数、体变模量K、杨氏模量E、泊松比v
• 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 ）：
1
0.31V4
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：
剪切模量
Vp
2
Vs
体变模量
杨氏模量
(1 ) V p (1 )(1 2 )
V s 2 (1 )
Hale Waihona Puke Vp (1 ) (1 )(1 2 )
Vs 2 (1 )
上两式相除：
Vp 2(1 )
Vs
1 2
Vp 2(1 )
Vs
1 2
泊松比v为0.25左右， 所以
v1 v2
vn
Vav
h1 h2 hn
cos cos cos
h1 h2 hn
n
hi i1
n hi
v1cos v2cos
vncos v i1 i
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
hiv i p
1 v
2 i
p
2
hi
v i 1 i
1 v
2 i
p
2
sin 1sin 2sin np
v1
v2
vn
(vQ 4 1)
t2
t02
x2
v
2 R
v
4 R
4vQ 4t02
x4
式中：
n
t iv
2 i
v
2 R
i 1 n
ti
i 1
n
t iv
4 i
v
4 Q
i 1 n
ti
i 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。
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； • V r ——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
• 式中Vα称为叠加速t 2 度t0,2 t0vx为a22 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。
四、叠加速度
第三节：平均速度的测定
• 平均速度的用途：地震时间剖面转换为深 度剖面。