第2章多个界面地震波时距曲线

7/23/2020
2
均匀介质--认为反射界面R以上的介质是均匀的，即层内介 质的物理性质不变。如地震波速度是一个常数V0，最简单的 情况，反射界面R是平面，可以是水平的或是倾斜面。
均匀介质平界面模型
7/23/2020
3
层状介质--认为地层剖面是层状结构，在每一层内速度是 均匀的，但层与层之间的速度不相同，介质性质的突变。 这些分界面也可以是倾斜的。
时距曲线是通过计算地震波传播的总 时间t，以及相应的接收点离开激发点 距离x。当计算一系列(t,x)值后，就 可得到R2界面的反射时距曲线。
传播方向必然满足透射定律
sin sin
P
V1
V2
x 2(h1tg h2tg )
t
2
OA V1
AB V2
2
c
h1 os
V1
h2 cos V2
7/23/2020
t=(X2+4.H 2)1/2/V , t2=t02+X2/V2 , t0=2.H/V 多层斜界面：Dip Layers:
t = (X2+4.H.X.sinФ+4.H 2)1/2/V
7/23/2020
15
时距曲线特点
1。双曲线； t2=t02+X2/V2
2。深层反射界面的时 距曲线比浅层反射界 面的时距曲线要缓。
7/23/2020
12
平均速度(Average Velocity)定义：
波垂直穿过地层的总厚度与 总的传播时间之比。
7/23/2020
13
2》平均速度的特点
average Velocity Character
(1) 平均速度与X无关； (2) 平均速度不是简单的算术平均，而是加
权平均； (3) 当 X=0 时 ， 法 线 入 射 ， α1=α2=0, 所 以
水平层状介质模型
7/23/2020
Leabharlann Baidu
4
连续介质--所谓连续介质是认为在界面R两侧介质1与介质2 的速度不相等，有突变。但界面R上部的覆盖层(即介质1) 的波速不是常数，而是连续变化的。最常见的是速度只是 深度的函数V(z)。
连续介质模型
7/23/2020
5
多个分界面情况下反射波的时距曲线特点
不能用虚震源原理简单地推导出时距 曲线方程。
6
水平层状介质共炮点反射波时距曲线
Horizontal Layer Media Condition Reflection Time Distance Equation
1．平均速度及时距曲线方程
1）平均速度的导出 ； 2）平均速度的特点； 3）时距方程及特点； 4）存在的问题
2.均方根速度及时距曲线方程
（深层的平均速度比浅
层的平均速度大，相应的 视速度也是深层大于浅层）
7/23/2020
16
4》存在的问题：
Exist Problems/questions
平均速度没有考虑在层状介质中波实际 上是按斯奈尔定律按折射线传播的事实， 即没有考虑折射效应，若要考虑折射效 应时就要用到均方根速度，故引进了均 方根速度(Even square Root velocity) 概 念
1）均方根速度及时距曲线方程； 2）均方根速度的特点； 3）时距曲线方程及特点
7/23/2020
7
水平层状介质共炮点反射波时距曲线
Horizontal Layer Media Condition Reflection Time Distance Equation
在层状介质中，反射波射线(Ray)是折线 (Broken Ray)，所以建立其方程比较困难， 为研究问题简单，一般把层状介质用均 匀介质代替，这时我们认为波是以平均 速度传播，射线是直射线，这时导出的 方程就认为是水平层状介质条下的时距 曲线 方 程 ， 首 先 推 导 平 均 速 度 Average Velocity。
cosα=1，所以Va=V,平均速度在X=0 处是正 确的.
7/23/2020
14
3》时距方程及特点
T--X Equation and Character
有了平均速度后，也就是把多层介质→单层均 匀介质，因此，反射波时距曲线方程具有与均
匀介质一样的形式；只是方程中V→Va代替， h→H代替。
水平多层Horizontal/level Layers ：
= (S1+S2)/(T1+T2) 其中： S1=h1/cosα1， S2=h2/cosα2
7/23/2020
9
V=(L1+L2) /(t1+t2)
t1=h1/cosα1 / V1, t2 =h2/cosα2 / V2 ,L1=h1/ cosα1, L2=h2/ cosα2
V= (h1/cosα1+ h2/cosα2) / ( h1/cosα1/V1+h2/cosα2/V2)
7/23/2020
17
2.均方根速度及时距曲线方程
7/23/2020
8
1．平均速度及时距曲线方程 Average Velocity and Time distance equation
1》 平 均 速 度 的 导 出 Average
Velocity Deduction 由层状介质，射线是折射线，
按折射线写出速度方程:
V = S/T
= 2(S1+S2)/2(T1+T2)
第二章 几何地震学
多个分界面情况下反射 波的时距曲线
Seismic Wave time distance Curve
7/23/2020
1
地层介质的结构模型
实际的地层存在着许多分界面，在地震勘 探中对客观存在杂的地层剖面，建立了多 种地层介质结构模型，主要有均匀介质、 层状介质以及连续介质等三种。
11
平均速度表达式:
Va=(h1+h2)/((h1/V1)+(h2/V2)) =H/T
推广到n层：
Va=∑hi/(∑hi/Vi)= ∑hi/∑ti
从图中可知，波沿射线传播，但这时的 波速既不是V1，也不是V2，而是以一种 平 均 速 度 Va 传 播 ， 加 权 平 均 Weight Average；
7/23/2020
10
开始简化：
把射线看成直射线 即α1=α2，也就是把这种水 平层状介质看成是单层均匀介质(替代层)，把 模型看成是一个厚度H=h1+h2的均匀介质 (Even Media)，这时波的射线是直射线，这时 的波速就是平均速度(Average velocity)。
7/23/2020