【正文】 第五章：地震波的速度 重點(diǎn)掌握 、 、 、 和 概念及相應(yīng)的計(jì)算公式。 掌握疊加速度 的求取，以及由 的過(guò)程。要求了解 的測(cè)定原理，以及各種速度之間的一些相互換算公式。 地震波速度是地震中最重要的一個(gè)參 數(shù)，用地震方法研究地下地質(zhì)構(gòu)造時(shí)， 從這一點(diǎn)看出地震波 V的重要性。 RV ?V?VPV?VnR VVV ? ??? ?? 求求?avVVtH 21?av V 地震波的用途 : 設(shè)計(jì)多次覆蓋野外觀系統(tǒng)，確定檢波器組合形式等，要知道有效波的干擾波的速。 計(jì)算動(dòng)、靜校正時(shí)要知道疊加速度 ,設(shè)計(jì)濾波器要知道視速度 ,偏移疊加要知道偏移速度 : (1)時(shí) 深轉(zhuǎn)換（把時(shí)間剖面轉(zhuǎn)成深度剖面） 012 avh v t?（ 2）利用速度資料計(jì)算空校量板，進(jìn)行偏移歸位 : : （ 5） 利用速度資料進(jìn)行制作合成地震記錄 ， 確定地震剖面上的地質(zhì)層位 。 （ 3）根據(jù)速度資料辨別波的性質(zhì)：如：多次波（低速異常）、繞射波（高速異常）、 折射波、面波、聲波。 （ 4）利用速度資料，計(jì)算空校量板和繞射圖板， 進(jìn)行偏移歸位。 2 2 1 12 2 1 1( ) ( ) ( ) ( ) vvx t S t R a R t vv???? ?? ? ? ?（ 6）利用速度縱向和橫向變化規(guī)律，研究地層沉積特征和沉積模式。 （ 8） 利用縱波和橫波速度的比值 ， 判別亮點(diǎn)性質(zhì)（ 含水 → 低速 ） ， 上此可見(jiàn)速度資料對(duì)地震勘探的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生打響，而最終都影響到解釋成果的精度，提取分析和利用速度資料，也是地震解釋工作的一個(gè)重要組成部分。 （ 7）利用層速度資料，直接劃分地層和巖性，進(jìn)行烴類(lèi)檢測(cè)。 目 錄 第一節(jié) 地震波在巖層中的傳播速度 第二節(jié) 幾種速度概念 第四節(jié) 迭加速度的求取 第三節(jié) 平均速度測(cè)定 第五節(jié) 各種速度之間的關(guān)系及一些相互換算公式 第一節(jié) 地震波在巖層中的傳播速度 理論研究和大量資料表明，地震波在巖層中的傳播速度和巖層的性質(zhì)，如彈性常數(shù)，巖石成分，密度，埋藏深度，地質(zhì)年代，孔隙度等因素有關(guān)，下面分別介紹一下它們之間的關(guān)系。 由于目前地震勘探中主要利用縱波，本章在談到波速時(shí)，都指縱波速度。 地震縱波、橫波在介質(zhì)中傳播速度與彈性常數(shù)之間有如下定量關(guān)系。 一、與巖石彈性常數(shù)的關(guān)系 λ、 μ拉梅系數(shù)， ρ介質(zhì)密度，Ｅ楊式模量，泊松比，都是說(shuō)明介質(zhì)的彈性性質(zhì)的參數(shù)。 vVp= = Vs= = ??? 2?)21)(1()1(vvv????? ??)1(2 v???因?yàn)? ＝ 在大多數(shù)情況下， ＝ ０．２５ 。Ｅ的大小和巖石的成分、結(jié)構(gòu)有關(guān)，隨著巖石的密度 ρ增加，Ｅ比 ρ增加的級(jí)次較高，所以當(dāng) ρ↑—Ｖｓ、Ｖｐ ↑。同一介質(zhì)中，縱波、橫波速度比。 2 (1 )12pSV vVv???v ? 3 1 .7 3 2PSVV ??二、與巖性的關(guān)系 巖性是影響地震波速度最明顯的因素。 一種巖石的速度具有一定的分布范圍 速度分布范圍互相重疊（多解性） 利用速度識(shí)別砂巖、頁(yè)巖（成為可能） 縱橫波速度比能反映巖性。縱橫波速度比不同則泊松比不同，不同的泊松比對(duì)應(yīng)不同的巖性 巖石的密度、速度與巖石的巖性有直接的聯(lián)系 砂巖速度 泥巖速度 速度的多解性 11 各類(lèi)巖石的波速 沉積巖速度密切依賴(lài)于孔隙度的充滿於隙中的物質(zhì)。 多數(shù)變質(zhì)巖的地震波速度變化范圍比較大。 一般 火成巖 的地震波速度的變化范圍比 變質(zhì)巖和沉積巖 小 ，且火成巖地震波速度的平均值比其它類(lèi)型巖石要 高。 巖石類(lèi)型 速度（米 /秒） 沉積巖 花崗巖 玄武巖 變質(zhì)巖 1500～ 6000(范圍廣 ) 4500～ 6500(大 ) 4500～ 8000(更大 ) 3500～ 6500(較廣 ) 沉積巖中的波速與巖石密度有密切關(guān)系。這種關(guān)系不是Ｖｐ，Ｖｓ公式中的反比關(guān)系。而是密度越大，速度越大。 我們主要討論沉積巖的速度問(wèn)題。 三、與密度的關(guān)系 經(jīng)驗(yàn)表明 : 根據(jù)大量資料，有時(shí)還可以把Ｖ與 ρ表示成一種近似的線性關(guān)系。 對(duì)某些石灰?guī)r和砂頁(yè)巖來(lái)說(shuō)，這種關(guān)系可表示成方程式 式中：Ｖ單位是 km/s， ρ單位是 g/cm３ 。 Ｖ＝６ ρ－ 11 通過(guò)對(duì)大量巖石樣品進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)地震縱波與巖性密度（完全充水飽和體積密度）之間，存在著良好的定量關(guān)系。 如圖經(jīng)驗(yàn)公式理論曲線和測(cè)定的Ｖ與 ρ的關(guān)系曲線。從圖中可看出公式對(duì)于砂巖、泥巖、石灰?guī)r、白云巖等比較適用。 可用加德納（ Gardner)公式表示： Ｖ：米 /秒， ρ：克 /厘米 ３ 140 .3 1 V? ?? (米制） 1 V? ?? （英制） 經(jīng)驗(yàn)公式具體的反映了Ｖ與 ρ之間的關(guān)系，為參數(shù)之間的換算提供了方便。如：在計(jì)算人工合成地震記錄時(shí)，如果以知Ｖ，沒(méi)有密度參數(shù)，就可利用這些公式進(jìn)行換算。 X（ t） = b（ t） *R（ t） R（ t） = iiiiiiiivvvv??????????1111四、與構(gòu)造歷史和地質(zhì)年代的關(guān)系 許多實(shí)際觀測(cè)資料表明，同樣深度、成分相似的巖石，當(dāng)?shù)刭|(zhì)年代不同時(shí)，波速也不同，即： 年老的巖石比年青的巖石具有較高的速度。 速度與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，在不同地區(qū)有不同的表現(xiàn)。 在強(qiáng)烈褶皺地區(qū)， V增大，在隆起的構(gòu)造頂部， V降低。 地震波在巖層中的傳播速度 V隨地質(zhì)過(guò)程中的構(gòu)造作用力的增強(qiáng)而增大。而且， V與壓力之間有一定的關(guān)系。 一般說(shuō)： 即：速度隨壓力的增加而增加。此外，壓力的方向不同，地震波沿不同方向傳播的速度也就不同 h↑，所受地層壓力大。 五、與埋藏深度的關(guān)系 大量實(shí)際資料表明，在巖石性質(zhì)和地質(zhì)年代相同的條件下， V隨巖石埋藏深度的增加而增大。 主要原因： V=2 103（ ZR） 1/6 經(jīng)驗(yàn)公式： 如果沒(méi)速度資料，可由地層埋深 z和電阻率 R計(jì)算 V。 速度 V：米 /秒 深度 Z：（米） 電阻率 R：歐姆 米，由電測(cè)井資料得到 速度與深度常用的三種模型（速度隨深度變化） 1： V（ Z） =V0（ 1+βZ） = V0+KZ 2： V（ Z） = V0（ 1+βZ） 1/2 3： V（ Z） = V0（ 1+βZ） 1/3 六、與空隙率和含水性的關(guān)系 研究表明，巖石空隙中含油或氣或水時(shí)，巖石的波速會(huì)發(fā)生變化， =導(dǎo)致在界面的反射波振幅的變化。 在大多數(shù)沉積巖中，巖石的實(shí)際速度石油巖石基質(zhì)的速度、空隙率、充滿空隙的流體速度等因素來(lái)決定。 可用一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系式來(lái)表示 : VrVV f????? 11 時(shí)間平均（ Villey)方程 V：巖層的實(shí)際速度 Vf：波在空隙流體中的速度 Vr：巖石基質(zhì)的速度 Ф：巖石的空隙率 巖石空隙中只有油、氣或水一種流體，并且流體壓力與巖石壓力相等。 公式適用條件： VrVV f????? 11由公式看出： 當(dāng) Ф=0， V=Vr， Ф=100% ， V=Vf 當(dāng)流體壓力降低，流體壓力這項(xiàng)的百分比影響就變小，當(dāng)流體壓力接近大氣壓時(shí)，其影響變的最小。 在實(shí)際條件下，時(shí)間平均方程必須用一個(gè) 壓差調(diào)節(jié)系數(shù) C加以修正。 VrVV f????? 11 總之，由于地震波在油、氣、水等流體中的傳播速度比在巖石基質(zhì)中的速度小，因而巖石空隙中含有流體時(shí)，使巖石的速度降低。 VrCVCV f????? 11 當(dāng)巖石壓力為 107帕斯卡，流體壓力等于巖石壓力的一半時(shí)， C值約為 . 七、與頻率和溫度的關(guān)系 試驗(yàn)資料表明： 在很寬的頻率范圍內(nèi)，縱波與橫波的速度與頻率無(wú)關(guān)。說(shuō)明，縱波與橫波不存在頻散現(xiàn)象 (與面波不同）。 速度隨溫度可能有微小的變化，每升高 100℃減少 5～ 6%。 八、沉積巖中速度的一般分布規(guī)律 ⑴ 速度在剖面上成層分布 沉積巖的基本特點(diǎn)之一是成層分布。在各層中波傳播的速度是不同的。因此，速度在剖面上的成層分布，就成為沉積巖的基本特點(diǎn)，這一點(diǎn)恰恰是使用