第三讲-地震波速度
地震波在地球内部传播速度的特点
地震波在地球内部传播速度的特点
1、纵波是推进波，地壳中传播速度为5.5~7千米／秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。
2、横波是剪切波：在地壳中的传播速度为3.2～4.0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。
面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。
其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
地震所造成的直接灾害有：
1、建筑物与构筑物的破坏，如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等等。
2、地面破坏，如地面裂缝、塌陷，喷水冒砂等。
3、山体等自然物的破坏，如山崩、滑坡等。
4、海啸、海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，造成沿海地区的破坏。
5、此外，在有些大地震中，还有地光烧伤人畜的现象。
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。
地震波的速度
i1
x2
i1
n
ti vi2
i1
)2
n
ti
i1
n
令
vR
t
i
v
2 i
i1
n
ti
i1
为均方根速度
t2
t
2 0
x2
v
2 R
v i ：各小层的速度
t i ：各层的垂直时间
v R ：称为n层水平层状介质的均方根速度
定义：
把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近 似当作双曲线求出的波速，就是这一水平层 状介质的均方根速度。
地震波的速度
第一节 地震波速度的影响因素
• 一、岩石的弹性对速度的影响 • 二、岩性的影响 • 三、密度的影响 • 四、孔隙度的影响 • 五、埋深和压力的影响 • 六、构造历史和地质年代的影响 • 七、频率和温度的影响 • 八、孔隙流体的影响 • 沉积岩中速度分布的规律
一、弹性常数的影响
弹性常数增加，速度增加
各种校正的随机误差 表层速度分布不均匀 地震波之间的干涉 大倾角地层、复杂构造 观测方式、观测误差
二、测定速度的方法
• 测定地震波传播速度的方法基本上可分 为以下几类:
• （1）实验室测定法 • （2）井中观测法 • （3）时距曲线计算法 • （4）速度谱方法 • （5）速度剖面法 • 对上述几种速度的测定方法作简要描述
对于覆盖层为连续介质，只给出对应的基本 公式。
均方根速度的定义
n
令
t
i
v
2 i
vR
i1 n
ti
i1
为均方根速度
均方根速度的意义还可以这样说明：把各层的速度值的平“方” 按时间取其加权平“均”值,而后取平方“根”值，要注意其中速 度较高的层所占比重要大，表明这种近似在一定程度上考虑了射 线的偏折。
地震波的速度
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
五、射线平均速度 在地震波传播非均匀介质中时，波沿不同 的射线路径具有不同的传播速度。波沿射 线路径传播的速度称为射线速度，把波沿 射线所走过的总距离除以总时间称为波沿 该射线的平均速度。
1、 水 平 层 状 介 质 时 的 线 射平均速度 s v 0 , t t
i 1
n
hi 1 P v hi
300-500米
50-100米
o *
****** ****** ******
•***** •***** •*****
长方形布设(远炮点)
炮点的扇形布设
(近炮点)
2、地震测井的资料整理
仪 器
A
d
hc
o
o`
o s d H hc
' 2
2
H
测 井 检 波 器
vc
vc
tc
'
d H hc tc
2000
8000
经验公式
2.0 1000 密度:克/立方厘米 2.5 3.0
《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。
地震波传播速度
地震波传播速度
一、层中的传播速度
1、与岩石弹性常数的关系：
表1.3.1
v p/v s与б泊松比的关系
①对于岩土介质来说,越坚硬致密б越小,越
松软б越大,液体的泊松比最大б=0.5；多
数岩石б从0.2到0.3。
当б从0—0.5。
②横波速度比纵波速度低,横波分辩薄层比纵
波深；岩层富含水或油气时,纵波速度影响
大,横波无影响,可利用v p /v s 来判断岩土介质的含水性。
③ 面波速度v r 对瑞利方程分析可知p s R V V V <<,v r 和v s 较接近。
б=0.25和λ=μ时，
p p
s V V 3=, v r =0.9194v s =0.5308v p 分析可知б增加,v r 与vs 愈接近。
2、 与岩性关系
沉积岩：1500——6000米/秒 花岗岩：4500——6500米/秒 玄武岩：4500——8000米/秒 变质岩：3500——6500米/秒
3、 与密度关系
加德纳公式：41
31.0V ⨯=ρ
4、 与构造历史、地质年代关系
6
1
3)(102R Z V ∙⨯= 5、与孔隙率和含水性关系
r f V V V φφ-+=11 r f V c V c V φφ-+=11
v f 为波在孔隙流体中的速度。
v r 为波在岩石其质的速度。
φ为岩石的孔隙率 c 为压差调节系数。
地震速度培训讲义
2、均方根速度ＶR
地震波传播遵循“费马原理”，沿最小时间路程 传播。在均匀介质中最小时间路程是直线。
水平介面：均匀介质反射波时距曲线是一条双曲线， 方程：
t= 1
v
x 2 4h02
或
x2
t 2=
t2 +
0
v2
式子意义：
如果一条时距曲线的方程可以写成这样的形式， 表示波以常速传播，波速等于式中Ｘ２项的分母的平 方根。
一、地震波在岩层中的传播速度
1、与岩石弹性常数的关系
在大多数情况下， g ＝０．２５。Ｅ的
大小和岩石的成分、结构有关，随着岩石 的密度ρ增加，Ｅ比ρ增加的级次较高，所 以当ρ↑—>Ｖｓ、Ｖｐ↑。同一介质中，纵 波、横波速度比。 Ｖｐ／Ｖｓ＝ 2(1 g )
1 2g
因为g ≈0.25＝>Ｖｐ／Ｖｓ＝ ≈31.73
厚度的地层△hi与通过该地层的地震 波的旅行时间△ti的比值
S
h1v1
l1
R1
h2v2
l2
R2
α
R3 P
Ｖi＝
△hi △ti
O*
二、几种速度概念
4、层速度vi
①一由、地平震均速测度井特别是声波测井求得；
②由均方根速度换算得到。
Dix公式:
h1v1
h2v2
( ) Vn=
VR,n2to,n-VR,n-1·to,n-1 to,n - to,n-1
1/2
l1 l2
α
P
S R1 R2
R3
O*
三、速度建场的软件
一、平均速度 1. Landmark(兰德马克)TDQ 和 DepthTeam． 2. Paradigm(帕拉戴姆)Explorer 3. 双狐微机解释系统 4. 微机地震速度应用软件系统(SVAS)
应用地球物理学原理03 岩石地层地震波的速
1
0.31VP4 （ 1.4-7）
• 式中：V 的单位m/s；
•
ρ的单位是g/cm３。
• 图1.4-3是按公式(1.4-7)计算的速度 与
• 由图可以看出，这个公式对砂岩、泥岩、 石灰岩、白云岩等岩性比较适 用，对岩 盐、和硬石膏偏差大一些，不过地层中 所含岩盐和石膏厚度百分比不太大，加 德纳公式还是可以使用。
• 由表可见，火成岩速度大于变质岩和沉 积岩速度，且速度变化范围小些。
• 变质岩速度变化范围大。
• 沉积岩速度较小，但因其结构复杂，影 响因素众多，速度的变化范围最大。
• 根据大量的资料统计，各种沉积岩的速 度由表1.4-3
•
• 地震勘查主要在沉积岩区域进行，我们 主要考虑影响沉积岩的诸多因素。
• 一、地震波在岩层中的传播速度 • 地震勘查是以研究地震波在岩层中的传
播规律为基础的。
• 岩石的弹性性质不同，地震波在其中传 播的情况也就不同，地震勘查正是利用 了这种关系来研究地下地质构造。
• 地震波在不同地层中传播的速度值取决 于介质的弹性常数和密度。
• 在弹性力学中，已得出了它们之间的定 量关系。
• 当孔隙度由3%到30%时，速度变化很大， 这说明速度受孔隙度的影响是很大的。
• 当流体压力降低时，上述公式要做一定 c 加以
修正，此时时间平均方程变为：
1 1 c c
v
vm
vL
• 当流体压力等于岩石压力一半，岩石压 力相当于埋深1700米，承受压力为4 13×１０７ 帕斯卡时，c 值约为0.85。
L (1 )m
•
ρｍ ρＬ分别表示岩石骨架和孔
隙充填物的密度。
• 此外，根据大量 的资料对不同岩石总结 出了不同的经验公式，对某些灰岩和砂 页岩，速度和密度的关系可表示为：
地震波速度与地震源特征研究
地震波速度与地震源特征研究地震是地球上最常见的自然灾害之一，对人类社会造成了巨大的破坏。
研究地震的波速度与地震源特征对于预测地震的发生和减轻地震灾害具有重要意义。
本文将探讨地震波速度与地震源特征的研究进展，并分析其在地震学领域的应用。
一、地震波速度的研究地震波速度是地震学中的重要参数，它反映了地质介质传播地震能量的速度。
通过测量地震波速度，可以了解地下岩石的物理性质及其变化，从而推断出地球内部的结构和组成。
一般来说，地震波速度可以分为纵波速度和横波速度两种。
1.1 纵波速度纵波速度是地震波中沿着传播方向产生压缩和膨胀的速度，也称为P波速度。
通过测量地震P波在不同介质中的传播速度，可以研究地下结构的速度横向变化和纵向分层。
纵波速度的研究对于预测地震的传播路径和发生地区具有重要意义。
1.2 横波速度横波速度是地震波中垂直于传播方向产生横向振动的速度，也称为S波速度。
横波在地球内部传播的速度与纵波相比较慢，而且它只能在固体介质中传播，不会在液态介质中传播。
通过测量横波速度，可以判断地下介质的弹性性质和地震活动的断裂状况。
二、地震源特征的研究地震源是指地震发生时释放能量的具体位置和形态。
研究地震源特征可以帮助我们了解地震的成因和发展规律，从而为地震预测和防灾减灾提供科学依据。
2.1 震源机制地震的震源机制是指地震破裂过程中岩石断裂的方式和方向，它可以通过研究震波记录中的波形和极性信息来确定。
根据震源机制，可以判断地震发生时岩石受到的应力和应变状态，进而了解地震发生的构造背景和活动断层的性质。
2.2 断层参数断层参数是描述地震活动断层性质的物理参数，包括断层面积、滑动位移、断层倾角等。
通过测量断层参数，可以了解地震的规模和能量释放情况。
同时，断层参数的研究对于评估地震的破坏性和危险性具有重要意义。
三、地震波速度与地震源特征的关系地震波速度和地震源特征是地震学中紧密相关的两个方面。
地震波传播过程中受到地下介质的影响，波速度的变化可以反映出地下结构的特征。
地震波传播路径与速度分析
地震波传播路径与速度分析地震是地球上最常见的自然灾害之一，它的发生往往给人们的生命和财产带来极大的损失。
地震波是地震能量在地球内部传播过程中的结果，了解地震波的传播路径与速度对于地震研究和防灾减灾工作至关重要。
地震波的传播路径通常可以分为P波、S波和表面波三种类型。
P波是最快到达的波动，也是影响地震带来的第一种波动。
P波是一种纵波，它的传播速度相对较快，可以在固体、液体和气体介质中传播。
在地震发生时，当P波到达地表时，人们感受到的是一种像是快速到来的冲击。
S波是次于P波到达的波动，它是一种横波，只能在固体介质中传播，传播速度比P波稍慢。
S波的传播路径沿着地球内部的垂直方向传播，给地表带来的影响相对较小，但仍然会引起明显的振动。
S波振动的方向与地震波传播路径的垂直方向相同，使得人们在地震发生时会感到一种从上下来回晃动的感觉。
表面波是沿着地表传播的波动，它的传播路径相对较长，速度较慢。
表面波包括Rayleigh波和Love波两种类型。
Rayleigh波主要是由地球表面摩擦引起的，它的振动方式呈现出类似水波的滚滚效应。
Love波则是通过地球表面的剪切力传播，它的振动方式呈现出沿水平方向振动的特点。
地震波的传播速度与地球内部的密度、硬度有着密切的关系。
在地球内部，介质的密度和硬度随着深度的增加而逐渐增大，因此地震波的传播速度也会随之增加。
此外，不同类型的地震波在不同的介质中传播速度也会有所不同。
由于地震波传播速度的差异，地震台网可以通过监测到的到时差来确定地震的震源位置和震级大小。
地震波的传播路径与速度分析在地震研究和防灾减灾工作中具有重要意义。
通过分析地震波的传播路径，可以了解地壳和地幔的物理特性，深入研究地球内部的结构和变化。
通过对地震波速度的测量，可以了解地下介质的性质，为地质勘探和矿产资源的开发提供重要参考。
此外，地震波传播路径与速度的分析还可以为地震灾害的预测和防范提供帮助。
通过对地震波的传播路径进行模拟和预测，可以预测地震的传播范围和强度，为地震预警系统的建立和地震风险评估提供科学依据。
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。
地震波的速度
c
sin1
Vn Vk
（其中，V n 是泥浆速度，V k 是地层 速度）入射到井壁上，产生一 个沿井壁方向前进的滑行波。
该波的一部分能量又经过泥浆， 以临界角折射到接收器M和N， 形成时差 ，时 t差k 的大小决定 于M和N之间的地层速度 。
Vk
▪ 因为M、N之间的距离是固定的，时差大表
示声波在地层中的传播速度小；时差小表示
▪ 补充说明：炮井距d的选择：
▪ 1、炮点不能太远。射线平均速度一般大 于平均速度，尤其在浅层更为显著，深 层速度逐渐靠近平均速度。因此d应该尽 量小一些。
▪ 2、炮点不能太近。d太小则可能出现电 缆波或套管波的干扰，对深井也不安全。 所以，d不能选得太小。
3、资料的整理成果：
1）、利用得到的t 和 ，先把t换算 成 V av。把数据画在 的坐t 0 标系中，就得 到平均速度（随 变化）曲线（见图t 0 6-3-5）
▪ 均方根速度考虑了射线通过界面透射时发生的偏折 (但推导时又采用了近似算法)。对炮检距为例零的射 线它不如平均速度准确；但随着炮检距增大，它就比 较准确了；可是炮检距过大时，它的精度也要降低。 总的来说，它毕竟可以代表大多数。
▪ 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。
地震波传播路径与速度结构分析
地震波传播路径与速度结构分析地震波是一种由地震活动引起的地球内部能量释放产生的波动。
它的传播路径和速度结构对于地震灾害的研究和预测具有重要意义。
本文将深入探讨地震波传播路径与速度结构的分析。
地震波的传播路径主要由地震震源到达地面，然后通过地壳、地幔和地核等不同的介质传播。
地震波可以分为两类：纵波和横波。
纵波以压缩和膨胀的形式传播，传播速度快于横波；横波以会造成介质振荡的方式传播，传播速度慢于纵波。
地震波在不同介质之间传播时会发生折射、反射和绕射等现象，这些现象会导致地震波传播路径的变化。
地震波的传播速度结构是指随着深度的增加，地震波在地球内部不同介质中的传播速度的变化。
地震波传播速度结构的研究可以帮助我们了解地球内部的结构和组成，从而解释地震活动的发生机制。
目前，通过地震记录和地震台网观测，科学家可以利用波形分析、走时分析和反演方法等手段来研究地震波传播速度结构。
在地震波的传播路径分析中，地震记录是研究地震波传播路径的重要依据之一。
地震记录是地震波在地球内部的传播过程中所产生的振动信号的记录。
通过分析地震记录，科学家可以确定地震波传播路径的形状和传播速度的变化。
此外，地震台网观测也为地震波传播路径提供了重要数据信息。
地震台网观测可以同时记录多个地震站点的地震波信号，通过这些信号的相互比较和分析，可以确定地震波传播路径的走向和速度。
地震波传播速度结构的研究需要使用地震波速度模型。
地震波速度模型是用来描述地球内部不同介质中地震波传播速度变化的一种数学模型。
通过地震波速度模型，科学家可以模拟地震波在地球内部的传播过程，进而研究地震波的传播路径和速度变化。
地球内部的速度结构主要包括地壳速度、地幔速度和地核速度等。
地震波传播路径和速度结构的研究对于地震活动的预测和地震灾害的防治具有重要意义。
通过研究地震波的传播路径，可以确定地震震源到达地面的路径，进而预测地震波在不同地区的传播情况，有助于提前做好地震预警和应急准备工作。
第三章时深转换
①由简单的几何关系，可得视倾角与真倾角的关系
1．叠加速度谱的解释（如下图）
根据速度谱确定一条合理的叠加速度曲线，即为对速度谱的解释。 常用的方法有： ①选择质量好的速度谱进行解释，即要求谱的能量强弱变化分明，并 与反射波的强弱变化相对应，强反射团峰值突出，信噪比高； ② 能量团的分布符合速度随时间的增大而递增的规律，可靠的能量团 应与时间剖面上的反射波相对应； ③ 叠加速度应穿过多数的能量团或速度极值点； ④判断速度谱能量团或极值的性质，剔出各种异常波引起的高低速极 值点； ⑤ 时间剖面和切面的检查。
§2
速度谱资料的解释和应用
2．叠加速度谱在构造解释中的应用
① 认识异常多次波（低速极值点）、绕射波、断面波（高速极值 点）。
叠加速度谱上，深层速度过低的能量团，可能是由浅层多次波 引起的，根据这一现象可识别多次波（如图）。
绕射波、断面波在叠加速度谱是表现为高速异常。
② 由叠加速度求平均速度、层速度。
§2
速度谱资料的解释和应用
许多因素都会影响求取速度的精度： ① 地下介质各向异性 ② 低速带的不均匀分布 ③ 地震波形随炮检距的变化 ④记录信噪比低，规则干扰波
3．对速度精度的要求
⑤ 速度参数选取不当
（ 对各种用途的速度精度要求不一）
§3
时深转换和深度剖面的绘制
一、时深转换
时间剖面虽可反映构造的形态、位置，但不能确切 表示界面的深度和产状，必须进行时深 转换。 对水平叠加剖面先作偏移 V t0 2
速度资料对地震勘探的各个环节都会产生影响，最终影响解释的精度， 因此提取、分析、利用速度是地震资料解释的重要环节。
二、速度的概念
地震波的类型不同，速度不同，这里只讲纵波速度。
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近炮点平均速度： H hc V v t 远炮点：射线平均速度
2 d2 （H hc） O* S Vav tc tc
地下建筑与工程系
地震波波速度-地球物理勘探技术
地震测井
当地层倾角时， 炮点应布置在地层下 倾方向，以防止折射 波的干扰。 在地层上倾方向 放炮时，容易接收到 折射波。 在地层下倾方向 放炮时，不易接收到 折射波。
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
其意义还可这样说明：
– 把各层的速度值的平“方”按时间取其加权平“均” 值，而后取平方“根”值。
vR
t v
i 1 n
n
2 i i
t
i 1
i
地下建筑与工程系
地波波速度-地球物理勘探技术
（3）等效速度
倾斜界面共中心点时距曲线方程：
x t =t + 2 V
2 2 0
2
地下建筑与工程系
地震波波速度-地球物理勘探技术
构造
水平单层
方程式
Vα=Vav=V1 Vα=V1/cosφ =Vφ
倾斜单层
水平多层
Vα=VR
倾斜平行多层
Vα=VR/cosφ
倾斜非平行多层 地下建筑与工程系
用叠带射线追踪 方法
地震波波速度-地球物理勘探技术
平均速度的测定
孔隙中的充填物对地震波速度的影响 地震波传播速度 ：固体>液体（水或油） >气体 孔隙流体性质影响纵波的速度和反射系数，不影响横波。 纵横波速度比是研究孔隙流体性质的有利参数。
地下建筑与工程系
地震波波速度-地球物理勘探技术
孔隙度对地震波速度的关系
当岩石完全充水饱和时，
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与岩石弹性常数的关系
纵波横波速度关系
Vp Vs
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(1 ) (1 )(1 2 ) 2 (1 ) 2(1 ) 1 2
两式相除： Vp Vs
泊松比约为0.25，所以 Vp 1.73 Vs
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与构造历史和沉积年代的关系
一般来说，地层越深， 沉积年代越久，构造历史越 远，地震波速度越大。
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与构造历史和沉积年代的关系
一般来说，沉积年代 越久，地震波速度越大
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2 2 x cos 2 2 t t0 V2 等效速度定义为：
V V cos
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（3）等效速度
等效速度的意义：
– 倾斜界面情况下共中心点道集的叠加效果存在两 个问题，即反射点分散和动校正不准确。引入等 效速度后，用Vφ按水平界面动校正公式，对倾斜 界面的共中心点道集进行动校正，可以取得很好 的叠加效果，没有剩余时差。但不应忘记，从地 质效果来说，反射点分散的问题并没有解决，这 个问题只能用偏移叠加才能妥善解决。
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岩性对地震波速度的影响
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岩性对地震波速度的影响
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岩性对地震波速度的影响
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与岩石密度的关系
几乎各种岩石的波速都随密度增大而增大。
用途：
– 时深转换
测定方法：
– 岩石物理测定 – 井中测量（地震测井、声波测井、vsp） – 时距曲线计算法 – 速度谱 – 速度剖面
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地震测井
野外观测方法：
– 用电缆将检波器放入深井中，在井口附近激发地 震波，记录能量从震源传播到检波器的时间，每 激发一次，就向上提升一次检波器。 – 检波器记录从井口到检波器深度处直达波的传播 时间t，检波器深度H可由电缆长度测得，可求得 该深度H以上各地层平均速度。
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（4）叠加速度
在一般情况下（包括水平均匀介质、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 曲线看做双曲线，用共同的式子表示：
式中Vα为叠加速度。 对于不同的介质结构， Vα有不同的具体意义：均匀介质 Vav、水平层状介质为VR、倾斜界面为Vφ
地震测井
资料的整理：
– 1 利用得到的t和Vav，先 把t换算成t0。把数据画 在的坐标系中，就得到 平均速度（随t0变化） 曲线。 – 2 把H~t0 /2对应数据点 标在坐标系中，得到沿 垂直向下方向传播的距 离与传播时间之间的关 系，叫做垂直时距曲线。 – 3 当速度分层明显时， 可以根据垂直时距曲线 求出各层的层速度Vn， 作出Vn -H曲线，反映层 速度随深度变化的情况。
与频率和温度压力的关系
速度与频率无关（无频散） 温度每升高100度，速度减少5~6％。
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与频率和温度压力的关系
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几种常用速度的概念
（1）平均速度与层速度 （2）均方根速度 （3）等效速度 （4）叠加速度
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与构造历史和沉积年代的关系
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：
– 地质年代越长、构造历史越远，地震波速度越 高；地质年代越短、构造历史越近，地震波速度 越低。 – 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，速度降低。
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与岩石弹性常数的关系
岩性是影响地震波速度最明显的因素。 一种岩石的速度具有一定的分布范围：
– 速度分布范围互相重叠 – 利用速度识别砂岩、页岩
纵横波速度比能反映岩性
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岩性对地震波速度的影响
变质岩和火成岩速度>沉积岩； 沉积岩：石灰岩速度>页岩>砂岩 水油接近，空气最小
h
i 1 n
n
i
hi i 1 vi
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（2）均方根速度
n层水平层状介质时距曲线方程：
n hi vi p x 2 i 1 1 vi2 p 2 n hi t 2 2 2 i 1 v 1 v p i i sin n sin 1 sin 2 p v1 v2 vn
孔隙度对地震波速度的关系
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岩石密度与速度的关系
式（1）表明，地震波速度 应随岩石密度的增加而降低？ 实际是增大，为什么呢？
因为杨氏模量随密度的增加而增加，杨氏模量的增加比密度 增加快。
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孔隙度对地震波速度的关系
当考虑流体压力变化影响因素时，引入压差调节系数C， wyllie公式变为：
1 C 1 C V Vf Vr
Φ ：孔隙度； V ：波在岩石中的实际速度； Vf：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。
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砂泥岩纵波速度-密度
砂泥岩横波速度-密度
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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，ρ：g/cm3
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与岩石密度的关系
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声波测井
• 原理
– 声波发生器O发射的20KHz脉 冲波，以临界角：
c sin 1
Vn Vk
Vn是泥浆速度，Vk是地层速度， 入射到井壁上，产生一个沿 井壁方向前进的滑行波。该 波的一部分能量又经过泥浆， 以临界角折射到接收器M和N， 形成时差Δtk，时差的大小决 定于M和N之间的地层速度Vk。
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孔隙度对地震波速度的关系
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孔隙度对地震波速度的关系
速度与孔隙度的关系 密度与孔隙度的关系
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孔隙度对地震波速度的关系
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孔隙度对地震波速度的关系
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地震测井
工作原理
– 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；井源距d。 – 原理：
Vav
S t
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地震测井
近炮点距离：波沿AS传播 S H hc 远炮点距离：波沿O`S传播
2 S O* S d 2 （H hc）
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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 4
0.31V