地震波的速度

第四章地震波的速度§4.1地震波速度的影响因素§4.2各种速度的概念§4.3速度的求取方法§4.4各种速度间的关系及其用途§4.1地震波速度的影响因素一、岩石的弹性对速度的因素二、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、弹性常数的影响纵波速度：横波速度：

大指示油气利用纵横波速度比、泊松比可以有效勘探 天然气。二、岩性的影响岩性是影响地震波速度最明显的因素。同一种岩石的速度具有一定的变化范围；不同种类的岩石其速度分布范围互相重叠；火成岩的速度最大；变质岩次之；沉积岩最低，但变化范围最大。利用速度的变化判别岩性——速度岩性预测。岩石类型速度（米/秒）沉积岩1500~6000花岗岩4500~6500玄武岩4500~8000变质岩3500~6500各类岩石的速度范围岩石或介质速度Vp（km/s）波阻抗(g/s.cm²)

╳10

⁴岩石或介质速度Vp(km/s)波阻抗(g/s.cm²)

╳10

⁴空气0.2~0.36~0.004致密砂岩1.8~4.040~112风化层0.1~0.51.2~9白垩1.8~3.536~90砾石、干砂0.2~0.32.8~16泥质页岩2.7~4.865~135砂质粘土0.3~0.93.0~18石灰岩白云岩2.5~6.058~180湿砂0.6~0.83.8~19石膏无水石膏3.5~4.577~110粘土1.2~2.518~55泥灰岩2.0~3.545~100石油1.3~1.412~15冰3.1~3.630~35水1.43~1.5914~16盐岩4.2~5.558~120疏松砂岩1.5~2.527~60不同岩性的沉积岩和介质速度变化范围三、密度的影响密度和速度是紧密联系的，对于岩石来说：密度越大，速度越大。加德纳(Gardner)公式：对于完全充水饱和岩石，其纵波速度与岩石密度之间的定量关系为：ρ=0.31xV0.25式中：V的单位为m/s，ρ的单位为g/cm3四、孔隙度的影响孔隙度的增加将引起密度的降低ρ=φρf＋(１-φ)ρm

ρf

—孔隙流体的密度ρm—岩石骨架的密度从而使得地震波的速度降低，使得岩石的速度小于组成岩石的矿物的速度。Wyllie（时间平均）公式：1/V=φ/Vf＋(１-φ)/Vm

修正公式：1/V=cφ/Vf＋(１-cφ)/Vm

当岩石压力为4.13x107帕斯卡时，流体压力为岩石压力一半时c约为0.85。分选好的颗粒经过自由堆积形成的沉积，孔隙度达到45%到50%。五、埋深和压力的影响埋深和压力增加使速度增加，但速度的变化梯度减小。孔隙度减小弹性常数增加经验公式：V=2x103(ZR)1/6V（速度）—m/s，Z（深度）—m，R（电阻率）—Ω/m

深度相当成分相似的岩石，年代越老，速度 越大；七、频率和温度的影响在地震勘探所使用的频带范围内，纵波和横波的速度与频率无关，即不存在频散。速度随温度有轻微变化：每升高100℃，速度降低5~6％。地温梯度：每变化百米深度所引起的变化的 温度。六、构造历史和地质年代的影响地质年代可看成是各种构造运动总效应的度量。构造运动剧烈的地区，地震波的速度变化较大。八、孔隙流体孔隙流体性质影响纵波的速度和反射系数，不影响横波；孔隙中含有水、油、气时，速度将依次降低；纵、横波速度比是研究孔隙流体性质的有利参数。岩性孔隙度%密度g/cm3速度m/s反射系数页岩2.254300砂岩2.655200∓0.13含气砂岩102.412510∓0.23含气砂岩202.071610∓0.49不同孔隙的砂岩与页岩的物性参数九、沉积岩中速度分布的规律纵向上成层性：受地层的沉积顺序和岩性特点的影响。递增性：速度与深度、地质年代有关；横向上方向性：横向上地质构造、沉积体能量、沉积相的变化等。分区性：平面上速度的分区、分带。岩石中的匪地震波转哄播速度是浇反映岩石通性质和地乓质构造分床析的重要基参数。研防究影响速喜度的地质韵因素，掌硬握沉积剖亦面中的速松度分布规段律对于地颈震勘探通况过测定地耽层的速度这来划分岩傻性、推测却区域的岩族性变化、侨确定沉积扁体系和沉蜓积环境有灭重要的意蒙义。在有形利的条件壮下，借助口速度资料卷可以直接来寻找油气馆藏。§4.比2各种速度炊的概念一、平均降速度（Ave帐rag孕eV妻elo乔cit石y）一组水平爸层状介质锐中某一界仙面以上介今质的平均截速度就是判地震波垂暴直穿过该洽界面以上梅各层的总婆厚度与总尖的传播时呀间之比。式中hi和vi分别是每纺一层的厚搅度和速度薪。二、均隔方根速撑度VR把水平划层状介眯质情况肝下的反集射波时家距曲线评近视地往看成双死曲线，隔求出的祸速度就云是这一两水平层猪状介质胸的均方资根速度猎。对于水庙平层状贷介质，反射波时亏距关系为午：均方根盼速度的区定义均方根速衡度的意义酬还可以这撇样说明：座把各层的兵速度值的泰平“方”按时间筹取其加权姿平“均”值,拖而后取幅平方“根”值，芝要注意垮其中速租度较高锦的层所子占比重伞要大，辩表明这狗种近似娱在一定诵程度上百考虑了茅射线的约偏折。三、等洲效速度前面已殿经推导膛出倾斜黑界面、貌均匀覆抚盖介质捐情况下歇的共中船心点反浪射波时读距曲线陈方程：如果引入哨符号束；吃称为倾前斜界面均编匀介质情朴况下的等筑效速度。等效速度委的意义倾斜界面雪情况下共爪中心点道醒集的叠加甜效果存在嗓两个问题厉：即反射期点分散和陶动校正不郑准确。引姿入等效速穴度后,用樱按娱水平界面怨动校正公犯式，对倾挺斜界面的恒共中心点稼道集进行始动校正，痒可以取得怀很好的叠仔加效果，聪没有剩余欺时差。但且不应忘记贤，从地质搂效果来说懒，反射点妈分散的问红题，并没掉有解决，咬这个问题洋只有用偏洪移叠加才励能妥善解踢决。四、叠加豪速度V叠加速班度的概烈念：动缠校正过呀程中选司用不同垂的速度桑值Vi进行校古正，其体中某个Vi能使得双滋曲线型的交同相轴校鸡正为直线谜，这时的Vi就是该同估相轴对应秩反射波的叠加速强度。或者说宣使叠加效祸果最好的革速度就是画叠加速度渣。——肠速度分翼析的基锻础。叠加速度次与其它速择度的关系在一般情浑况下（包崖括水平界咐面均匀介粪质、倾斜平界面均匀税介质、覆交盖层为层软状介质或嫌连续介质携等），都漆可将共中帅心点反射靠波时距曲涝线看作双竞曲线，用年共同的式届子来表示蜘：式中V为叠加农速度。对于不殊同的介齐质结构蔬,V就有具暮体的意便义，例孔如对倾斜界倚面均匀序介质V就是等胡效速度，对水平氧层状介递质V就是均趁方根速丧度VR，等等。构造方程式V=f(Vi)水平单层

倾斜单层

水平多层

倾斜平行多层倾斜非平行多层用迭代射线追踪方法V1不同介质蛛结构所对咸应的叠加盆速度叠加速家度与其恐他速度爬的关系均匀水顺平地层脉：V=Vav=V1水平层状词地层：V=VR倾斜地层赏：V=Vφ=V/盯cos舰φ平行倾国斜多层蛋：V=VR/co把sφ其它地层惠：利用射扭线追踪等买技术五、层速黎度稳定沉积摩环境、岩胡性和岩相小下的速度找趋于稳定披的数值，锯称为层速左度Vn。Vn所对应的扑沉积地层抚具有一定示的厚度，Vn数目远竹小于实龄际地质瓦上分层钓数目。层速度追的应用取：研究饺岩性、标沉积相功、孔隙翅流体性柱质等。§4.3测定速度璃的各种方千法一、影泊响速度花分析精挪度的因身素各种校正态的随机误店差表层速度拖分布不均腊匀地震波帖之间的扔干涉大倾角溉地层、嘱复杂构沫造观测方式逢、观测误荣差二、测箩定速度祸的方法测定地闸震波传见播速度咽的方法赚基本上谱可分为认以下几虑类:（1）标实验室燥测定法（2）井漏中观测法（3）时落距曲线计斗算法（4）速刺度谱方法（5）速刘度剖面法（一）实验室脚测定基于岩石慢样品的测楚定，关键剪是不要改松变岩石样破品在采样杏时的条件楼（温度、塑压力等）游，例如不轿能对岩样碌烘干。（二）井臂中观测方木法1、地震蒜测井（Wel泪lS匪urv贪ey)野外观测肉方法：用幻玉电缆将检豪波器放入算深井中，丛在井口附粒近激发地比震波，记抹录能量从狠震源传播桐到检波器拢的时间，陪每激发一林次，就向亡上提升一症次检波器2、声韵波测井（Con胞tin抚uou锈sV增elo凶cit化yL网og)将声波探尝头下到井棵里，然后杨边向上提闲升，边测血量声波时撒差，其倒抓数就是层挤速度。地震测井悉和声波测汗井的比较共同点：均为获就取平均速致度和层速民度的有效通方法。不同点：使用波型纱不同：贝直达波、欠折射波；工作条既件不同斑：炮检别距关系嚷、震源猫方式、工作马频率工作效率梯：WS低，CVL高资料差福异：WS：Vav精确，Vn较粗CVL：这Vn精确，Vav误差大3、VSP伏（垂直地震梦剖面）地表激肉发，井招中接收案所有波迎场，分涝为零偏故和非零成偏VSP伍（Ver萌tica耻lse江ismi月cpr栗ofil思e），经过特筛殊处理压可获得障速度信毛息。（三）速维度谱方法利用速度字谱方法求仍取叠加速宝度是目前屯生产单位阿提取速度乳参数的重侍要手段。模对道集内域某个反射政波同相轴顺用不同的舰速度进行跃动校正并吵分析校正将后的叠加遥效果，其中叠四加效果饰最好的安那个速超度就是副该反射大波的叠馆加速度。具体实矩现时有叠泥加速度谱鸽和相关速慢度谱。目的：求取旋记录的尼最佳叠今加速度腔资料；懂检查多乌次叠加怜剖面的火质量；坟发现多狼次波以肺便消除项它；帮湖助综合罗地质解岸释；提茧供层速设度资料洞进而研姑究岩性机变化、仪寻找地辰层或岩纵性圈闭绳等。起始t0值

起始V0→V计算动校正量Δtx,v

用Δtx,v作动校正，再叠加得ΦvV>Vmax?

V＋ΔV→V得到该t0值的Φv～V曲线

t0+Δt→t0

t0>Tmax?

得到一张Φv～t0速度谱

是是否否速度谱的获得实际资料间的速度谱（四）速返度剖面法这种方法攀基于波阻碰抗反演的卸基础上，枕即对地震凑记录做反