地震剖面的形成..

第四章 地震剖面的形成（15学时）

第一节 速度的概念及其相互关系

一、速度的用途

1、 在地震勘探的各个阶段中，速度是不可缺少的重要参数，其重要用途有以下几方面：

设计多次覆盖观海系统，确定组合检波形成，都需要知道有效波和干扰波的速度。

剩余时差： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧

≤≤≤≤⇒⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤≤∆≤⇒≤≤≤≤-=**n T V n n T V o n T n n T t o n y n n y o v

v x t F F x F F F d to td 212121

)

11(2222δχδδ有有有有有

2、速度是资料处理所必须的参数

动校正：o

t v x t 22

2=∆

精校正：

)()(1

221111v h v h v h v h v h v h o o s o o +++++ 偏移迭加需要偏移速度，迭加速度等

3、 资料解释中的应用：

（1）时深转换的重要参数，把时间剖面转换成深度剖面利用下式： o av t V h 2

1

=

（2）利用速度资料计算空校量板，进行偏移归位

（3）根据速度资料辨别波的性质：如：多次波（低速异常）、绕射波（高速异常）、 利用速度资料，计算空气校量板，进行偏移归位。折射波、面波、声波。

（4）利用速度资料进行制作合成地震记录，确定地震剖面上的地质层位。

1

1221

122)()

()()(v v v v t a b t t x ρρρρδδ+-=

⨯=

（5）利用速度纵向和横向变化规律，研究地层沉积特征和沉积模式。 （6）利用层速度资料，直接划分地层和岩性，进行烃类检测。 （7）利用纵波和横波速度的比值，判别粮店性质（含气→低速），上此可见速度资料对地震勘探的各个环节都会产生影响，而最终都影响到解释成果的精度，提取分析和利用速度资料，也是地震解释工作的一个重要组成部分。

二、速度的概念

严格地讲，速度是矢量，具有大小和方向，它是空间计算的参数，即V=V （x 、y 、z ），这就是说，即使在同一岩层的不几部位和不同方向，地震波的传播速度也各不相同。事实上，地下介质是不均匀的，所以地震波在岩层中传播的速度值是很难精确测定的。

然而，为了满足生产的需要，根据用途不同和地震勘探技术所能达到的水平可以对复杂的介质作种种面化，建立近似的模形，因而引入了各种不同用途的速度，下面我们就一一讲解。

（一）平均速度

为了将地震记录从时间剖面转换成深度剖面，引入平均速度对于n 层水平层状介质其

平均速度定义。

地震波垂直入到某个界面所在的总路程与时间比叫平均速度。

)11(211

2

--=

=vi

hi n hi x n

Vav i

从另一角度也可以引出有篷货车的定义：设有n 层水平层状介质，在O 点效泡，在S

点接收，我们先作出炮点O 的虚密度O*并假设地震

波在传播时按直线传播即波从O 入射到Rn 界面上某一点P 时OP 就为直线，这时波从O →P ，再P →S 所在的路程相全于波Ｏ*→Ｐ→Ｓ所走的总路程，设波入射角度为Ｘ这时，如果把有篷货车定义为在水平层状介质中波沿直线传播，所走的总路程与所需总时间

之比：

vi hi n hi n

vn h v h v h h h h t t t l l l p t op t s o V i n n n n o s o av ⋅⋅=

++++=++++===

=22cos 2cos 2cos 1)cos cos cos ()

(2)

(222*12

1212121*α

ααααα

但需要注意的是：地震波在水平层状介质中的传播路经是折线而不是直线，

我们以有篷货车时是假定波沿直线传播的，是一种对实际介质结构的近似面代。因而， 平均速度有误差，随着观测点离炸点的距离增加，这种误差就越大。由此可见， 平均速度只有在垂直入射或炮栓距范围不大的情况下才是正确的。所以它只适用 把时间剖面转换成浓度剖面，以将地震层位与钻井层位对比。

（二）均方根速度VR

通过前面的学习，我们知道，地震波的传播遵从“沿

所需时间最短的路”这一原理，即费马原理，在均匀

介质中，所需时间取短的路程是直线，因而均匀介质、水平界面情况下反射波的时距曲线是一条双曲线即：

h 1v 1 h 2v 2 R 1

R 2

R 3

S l 1 l 2

α

P

O*

可见两种讨论结

果是一样的。 h 1v 1 h 2v 2

R 2 R 1 S O h n R n-1

2241h x v t +=或2222y

x t t o +=这个式子的意义在于如果一条时距曲线的方程可以写成这样

的形式，就表示波是以常带传播的，且波速的数值就等于式中X2项的分母的平方根，下面要引入几个概念时，都按这个思路，先把有关的议程式化为（1-2）的形式，又从X2项的分母中找出引入的速度概念。

现在根据实际的介质结构情况，提出这样的问题，如果有一水平界面，覆盖介质是不均匀的连接介质或水平层状介质。当然，不管介质结构如何，地震波总是遵从费马原理的，那么这种情况下的反向波时此曲线的表达式将如何？它还是不是双曲线？如果不是的话，能否在一定条件下近似地把它看成双曲线？正确地解决这些问题是有很大实际意义的，因为在生产工作中进行动校正时，不管介质是否均匀，都是采用双曲线分式计算动校正量。也即把反射波时距曲线总是看成双曲线，通过下面的计论将会看，这样做是有误差的。均方根速度的概念就是在讲座这些问题的过程当中，在把不是双曲线关系的时距方程，面化为双曲线关系的要引入的一个速度概念。

下面的水平层状介质为例，按照上面的问题和思路进行具体讲座计算导出均方根速度的概念。如图示的水平层状介质，在O 点激发，在S 点接波到第n 层底面的反射波传播时间为：

相应的炮检距：⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧

====i

hitg n

x i vi hi n t i i αα11

22cos 22 这是水平层状介质反射时距曲线的

参数方程，通常为了方便要把它们设为以射线参数P 表示的议程，因为根据透射定律有

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧-=-=-=-========2

221221221

22122

11122122122122sin sin sin sin i i i i i i i i i n

n i i V P ti PV n V P PVi hi n x V P ti n V P Vi hi n t P V a V a V a V a 将（1）式用二项式展开

)3

211(22

44221

+++==Vi P V P ti n t i δ

当αi 较小且 Pvi=sin αi ≤1 可略去高次项得ti Vi n P t t t V P n to t t Vi

hi

n n Vi P ti n t i o o i

i o i i i 21

2

2

2

21

1

1

221

2

222

]2222[)211(22

=====+=+≠==+≠

（1） （2）

两边平方力学去高次项