地震地层学第四章(速度岩性一)

二、均方根速度
1、定义
如果有一水平界面，覆盖介质是不均匀的，地震波总 是遵循费马原理，故反射波时距曲线就不是双曲线。 但是，如果近似地把它看成双曲线来处理，将有较大 的意义。因为在生产中进行动校正时，不管介质是否 均匀，都采用双曲线公式计算动校正量。 均方根速度的概念正是在这种思路中产生的，即把不 是双曲线关系的时距方程化简为双曲线关系时引入的 一个速度概念。
Vs

E 2 (1 )
一、 岩石弹性常数的影响
2 E (1 ) Vp (1 )(1 2 )
Vs

E 2 (1 )
式中、是拉梅系数；是介质的密度；是杨氏模量；是泊松比。 它们都是说明介质的弹性性质的参数 。 比相对于密度增加了， 增加的级次较高。
砾岩碎屑（干砂） 砂质粘土 湿 砂 粘 土 疏松砂岩 致密砂岩 泥质页岩 石灰岩、致密灰岩 石膏、无水石膏 泥灰岩 岩 盐 冰
三、密度的影响
除了波动方程导出的严格公式外，已经可以肯定，
速度与密度的关系近似为线性关系，随着密度的增
加，速度也会增加。另外，国外对大量岩石样品做 了物性研究后，提出经验公式（Gardner公式）：
第一节 地震波传播速度的影响因素
二、岩性的影响
岩石类型 速度（米/秒）
沉积岩
花岗岩 玄武岩 变质岩
1500~6000
4500~6500 4500~8500 3500~6500
二、岩性的影响
岩 石 类 型
沉积岩的波速
速度（米/秒）
200~800 300~900 600~800 1200~2500 1500~2500 1800~4000 2700~4100 2500~6100 3500~4500 2000~3500 4200~5500 3100~3600
平均速度的测量方法： （1） 声波测井法（AC曲线积分法）
T0 t (h)dh
0
H
VaV
H

H
0
t ( h) dh
（2） 地震测井法（VSP法）——高精度平均速度
VV
Di Ti
第三节 主要地震速度之间的关系 二、叠加速度与均方根速度
1.水平层状介质时，叠加速度就是均方根速度：
从另一方面看，地震反射资料无非是地层
界面之间波阻抗差的反映。
第四章
地震速度－岩性分析
第一节 地震波传播速度的影响因素
一、 岩石弹性常数的影响
根据“均匀的完全弹性介质中弹性波的波动方程”可以知道，地 震纵波与横波在介质中传播的速度与介质的弹性常数之间存在下 述关系：
2 E (1 ) Vp (1 )(1 2 )
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。
第二节 主要地震速度的概念 1、定义
t2
三、等效速度
对于倾斜界面、均匀覆盖介质情况下的共中心点时距曲线方 程为：
X2 t V2 cos 2
2 0
为界面倾角，V
为介质速度，如果引入 V 速度，则
V
V cos
V 称作倾斜界面、均匀介质情况下的等效速度
V
Ps
—层速度；
Vs
—砂岩速度；Vsh —泥岩速度；
—砂岩百分比
纯砂岩和纯泥岩的速度，一般随埋深变化而变化，所以也 称之为压实曲线。
END !
V f (盐水） 1600m / s
Vf (气） 300 ~ 400m / s
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七、温度和压力的影响
温度升高，速度减小；
压力增大，速度减小。
八、控制地层速度的四种微观因素
1. 颗粒矿物成分（石英、长石、岩屑等） 2. 孔隙度 3. 孔隙流体成分 4. 孔隙充填胶结物成分
第二节 主要地震速度的概念
2 t 2 t0
适合于各种地层模型情况
X2 2 V
（1）对于倾斜界面、均匀介质时：
V V
（2）对于水平层状介质时：
V VR
四、叠加速度
4、第二种定义 通过计算叠加速度谱（速度分析）求取的速度就是
叠加速度。
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的计算各道的动校正量， 对道集内各道进行动校正，当取某一个能把同相轴 校成水平直线时，将得到最好的叠加效果，则这个 就是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。
三、等效速度
2、地层模型
倾斜界面、均匀介质 模型
3、数学模型
V
V cos
第二节 主要地震速度的概念
四、叠加速度
1、定义 在一般情况下，都可将共中心点反射波时距曲线看 作双曲线，可用一个共同的式子表示：
2 t 2 t0
X2 V2
V 称为叠加速度
四、叠加速度
2、地层模型 3、数学模型
2 4 R
i i 2
(
4 VQ
1) X4
其中，
2 VR
t V
i 1 n
t
i 1
i
在一定的近似条件下，可以把等高次项略去，便得到形式上 与均匀覆盖介质情况下完全一样的双曲线型时距曲线方程。 可见，就相当于均匀介质情况下的波速： n
X t2 t 2 VR
2 0
2
水平层状介质的 均方根速度为
一、平均速度 1、定义
一组水平层状介质中某一层以上介质的平均速度
就是地震波垂直穿过该层以上各层的层厚度与总
的传播时间之比。
一、平均速度
2、地层模型 水平层状介质——（平均速度）
3、数学模型
VaV

h
i 1 n
n
i
hi i 1 Vi
一、平均速度
4、第二种定义
也可以定义为：“在水平层状介质中，波沿直线 传播所走过的总路程与所需总时间之比。”
VR
t V
i i 1 n
i
t
i 1
i
二、均方根速度
水平层状介质
X V 2 4 2 VR 4VR t0
2 4 R
(
4 VQ
1) X4
2 t 2 t0
简化为
2 X 2 t 2 t0 2 VR
2 X t 2 t02 V2
均匀介质
水平界面
4、第二种定义
或定义：“把水平层状介质情况下的反射波时距
VR V
2.倾斜界面、均匀介质时，叠加速度是等效速度：
V V
VR V cos
VR V cos
二、叠加速度与均方根速度
倾斜界面、均匀介质时，均方根速度与叠加 速度关系式：
VR
V
2 V2 t0 1 4 L2
t0 是A,B 其中， L 是地面上任意两点（A,B）之间距离， 是倾角。 两个道上同相轴的时差；
第二节 主要地震速度的概念
五、射线平均速度 1、定义
地震波在均匀介质中传播时，沿不同射线路径有不
同的传播速度。把地震波沿某一条射线传播所走的 总路程长度除以所需的时间叫做沿这条射线的射线 平均速度。
五、射线平均速度
2、数学模型
对于水平层状介质情况， 有
s V ( p, t ) t
其中， p 为射线参数。
六、层速度
2、地层模型
单个岩层的速度
以上几种速度都反映地震波在所有各层中总
的传播情况，但并不反映单个岩层的速度。
第四章
地震速度－岩性分析
第三节 主要地震速度之间的关系
一、平均速度与均方根速度
VAV
tV t
i i
i
VR
2 t V i i
t
i
一般地
VR VaV
一、平均速度与均方根速度
V a 4
0.31V
1 4
但是，速度与密度的关系随地区的不同而有差异， 在每个地区应该存在一定的关系
四、与埋深的关系
大量实际资料表明，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，其原因主要是埋深控制地 层压实程度的高低。 一般地，存在如下公式：
V (Z ) V0 eCZ
地质工程专业2004级专业课
地震地层学
（第八次课）
主 讲 人： 刘 震
任课单位：资源与信息学院 2007 年 3 月
第四章
地震速度－岩性分析
地震波的速度是地震勘探中最重要的一个
参数，同时也是地震地层解释中最重要的一 个参数。
从实质上讲，各种（大多数）地震技术的
核心任务（主要目标），在诞生初期，几乎 都是围绕着地层速度的勘测在进行。
二、均方根速度
2、地层模型 水平层状介质
2 X V 2 t0 2 4 2 VR 4VR t0 4 R 4 VQ
(
1) X4
t2
均匀介质、水平界面
2 t 2 t0
X2 V2
二、均方根速度
3、数学模型
对于水平层状介质，可以推导出下式：
2 t 2 t0
n
X V 2 4 2 VR 4VR t0
五、与地质年代的关系
在相同埋深条件下，地质年代增加时，因塑 性介质的蠕变，造成压实程度增高，进而速 度升高。
六、与孔隙度和流体成分的关系
时间平均方程
1 1 V Vf Vm
油、气、水等流体的速度很小，尤其是气。
Vm 5000 6 m/ s
V f (油） 1300m / s

i 1
n
hi 1 p 2Vi 2 hi 1 p 2Vi 2
V
i 1
n
i
射线平均速度比上面谈到的平均速度、均方根速度 等都更精确地描述波在介质中传播的情况。
第二节 主要地震速度的概念
六、层速度
1、定义
在地震勘探中把某一速度层的波速叫做这一层 的层速度。 速度层指地层剖面上从浅到深按速度差异所划 分的一系列层段。
第三节 主要地震速度之间的关系
三、均方根速度与层速度 Dix（迪克斯）公式表达均方根速度与层速度关系：
Vint
to ,nVR2,n to ,n 1VR2,n 1 to ,n to ,n 1
第三节 主要地震速度之间的关系
四、岩石体积物理模型 层速度与岩性的定量关系：
1 Ps 1 Ps V Vs Vsh
地震波传播时真正遵循的是“沿最小时间路程传播”
第二种定义所做的“波直线传播是沿着最短路程”
在非均匀介质中（如层状介质），最小时间路程将
不是直线而是折线。
第二节 主要地震速度的概念
二、均方根速度 在均匀介质、水平界面情况下反射波的时距曲线是 一条双曲线，即：
2 t 2 t0
X2 V2
式中 t 0 是双程垂直反射时间，X 是接收点与激发 点距离， t 是在 X 处接收到反射波的时间。