第五章---第一节和第二节.ppt

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1、本章内容本章内容1、地震波在岩层中的传播速度、地震波在岩层中的传播速度2、几种速度概念、几种速度概念3、平均速度的测定、平均速度的测定4、叠加速度的求取、叠加速度的求取5、各种速度之间的关系和一些互相换、各种速度之间的关系和一些互相换 算的公式算的公式l地震波的速度是地震勘探中最重要的一个参数。地震波的速度是地震勘探中最重要的一个参数。l用地震勘探方法研究地下地质构造形态时，基本公用地震勘探方法研究地下地质构造形态时，基本公式是式是HV t/2，H是界面的深度是界面的深度,V是地震波的是地震波的传播速度传播速度,t是地震波从地面垂直向下到界面再返回是地震波从地面垂直向下到界面再返回地面的旅行时

2、。地面的旅行时。l在资料处理和解释的过程中，速度资料在许多环节在资料处理和解释的过程中，速度资料在许多环节都是一个重要参数。例如：都是一个重要参数。例如：在进行动校正时，要有叠加速度资料；在进行动校正时，要有叠加速度资料；进行偏移叠加时，要有偏移叠加速度。进行偏移叠加时，要有偏移叠加速度。时深转换时，要有平均速度资料。时深转换时，要有平均速度资料。l通过速度谱分析，获得叠加速度，进而求取均方根通过速度谱分析，获得叠加速度，进而求取均方根速度、层速度，为层位对比、岩性研究提供了新的速度、层速度，为层位对比、岩性研究提供了新的途径和资料。途径和资料。l熟悉各种有关的速度概念和各种速度资料的求取方熟

3、悉各种有关的速度概念和各种速度资料的求取方法，是很重要的。法，是很重要的。第一节第一节 地震波在岩层地震波在岩层中的传播速度中的传播速度 思考题思考题1.地震波速度与弹性参数有何关系？地震波速度与弹性参数有何关系？2.除了弹性参数外，地震波速度还与哪些因素有关？除了弹性参数外，地震波速度还与哪些因素有关？为什么？为什么？主要内容主要内容l 速度与岩石弹性常数的关系速度与岩石弹性常数的关系 l 速度与岩性的关系速度与岩性的关系l 速度与密度的关系速度与密度的关系l 速度与构造历史和地质年代的关系速度与构造历史和地质年代的关系l 速度与埋藏深度的关系速度与埋藏深度的关系l 速度与孔隙率和含水性的关

4、系速度与孔隙率和含水性的关系l 速度与频率和温度的关系速度与频率和温度的关系l 沉积岩中速度的一般分布规律沉积岩中速度的一般分布规律l地震勘探地震勘探是以研究是以研究地震波在岩层中的传播规律为基地震波在岩层中的传播规律为基础础的。的。l岩石的弹性性质岩石的弹性性质(主要表现为地震波的传播速度主要表现为地震波的传播速度)不不同，地震波在其中传播的情况也就不同，地震勘探同，地震波在其中传播的情况也就不同，地震勘探正是利用这种关系来研究地下地层的地质构造的。正是利用这种关系来研究地下地层的地质构造的。l理论研究和大量实际资料证明，地震波在岩层中的理论研究和大量实际资料证明，地震波在岩层中的传播速度传

5、播速度和和岩层的性质岩层的性质，如，如弹性参数弹性参数或或岩石的成分岩石的成分、密度密度、埋藏深度埋藏深度、地质年代地质年代，孔隙率孔隙率等因素有关。等因素有关。l下面分别介绍它们之间的关系。由于目前在石油地下面分别介绍它们之间的关系。由于目前在石油地震勘探中主要利用纵波，本章在谈到波速时，除特震勘探中主要利用纵波，本章在谈到波速时，除特别说明外，都是指别说明外，都是指纵波速度。纵波速度。一、速度与岩石弹性参数的关系一、速度与岩石弹性参数的关系l根据弹性波波动方程，可以导出地震纵波和横波在根据弹性波波动方程，可以导出地震纵波和横波在介质中传播的速度与介质的弹性常数之间的定量关介质中传播的速度与

6、介质的弹性常数之间的定量关系系l式中式中，是拉梅系数；是拉梅系数；是介质的密度；是介质的密度；E是杨氏模是杨氏模量；量；是泊松比。是泊松比。l它们都是说明介质的弹性性质的参数。它们都是说明介质的弹性性质的参数。l泊松比泊松比的值在大多数情况下约等于的值在大多数情况下约等于0.25，只有在最，只有在最为疏松的岩石中为疏松的岩石中0.5，可见，可见的变化不大。的变化不大。l杨氏模量杨氏模量的大小和的大小和岩石的成分岩石的成分、结构有关。、结构有关。l随着岩石密度的增加，随着岩石密度的增加，E比比增加的级次较高，所以增加的级次较高，所以当岩石密度增加时，地震波的速度不是减少反而增当岩石密度增加时，地

7、震波的速度不是减少反而增加。加。l同一介质中纵波和横波速度比的关系如下：同一介质中纵波和横波速度比的关系如下：l由上式可见纵波与横波速度之比取决于泊松比。因由上式可见纵波与横波速度之比取决于泊松比。因为在大多数情况下，泊松比为为在大多数情况下，泊松比为0.25左右，所以左右，所以纵波纵波与横波的速度比值与横波的速度比值Vp/Vs一般为一般为1.73。二、速度与岩性的关系二、速度与岩性的关系l岩石弹性性质的参数就是上面已谈到的几个弹性常岩石弹性性质的参数就是上面已谈到的几个弹性常数，可以说公式就是反映速度与岩石性质的基本关数，可以说公式就是反映速度与岩石性质的基本关系系l在在用地震勘探方法解决石

8、油勘探中的地质问题时用地震勘探方法解决石油勘探中的地质问题时，还需还需要要细致地研究地震波传播速度与地层的岩性、细致地研究地震波传播速度与地层的岩性、地质年代，埋藏深度和孔隙率等各种因素的关系，地质年代，埋藏深度和孔隙率等各种因素的关系，特别是地震波在沉积岩中其传播速度的规律，特别是地震波在沉积岩中其传播速度的规律，这对这对实际工作有具体的指导作用。实际工作有具体的指导作用。l地震波的速度主要决定于构成这些岩石的矿物本身地震波的速度主要决定于构成这些岩石的矿物本身的弹性性质。的弹性性质。l大多数火成岩和变质岩只有很少或没有孔隙，一般大多数火成岩和变质岩只有很少或没有孔隙，一般说来，火成岩的地震

9、波速度的说来，火成岩的地震波速度的变化范围变化范围比变质岩和比变质岩和沉积岩小。沉积岩小。l火成岩火成岩地震波速度的平均值比其它类型岩石的要地震波速度的平均值比其它类型岩石的要高高。l大多数变质岩的地震波速度变化范围比较大。大多数变质岩的地震波速度变化范围比较大。岩石类型岩石类型速度（米速度（米/秒）秒）沉积岩沉积岩15006000花岗岩花岗岩45006500玄武岩玄武岩45008000变质岩变质岩35006500速度（速度（km/s）l对于沉积岩，如砂岩、页岩和较软的石灰岩，它们对于沉积岩，如砂岩、页岩和较软的石灰岩，它们的结构比较复杂，颗粒之间有空隙，孔隙中可能充的结构比较复杂，颗粒之间有

10、空隙，孔隙中可能充填了液体或充填了象粘土这类软的固体物质。填了液体或充填了象粘土这类软的固体物质。l这类岩石速度是密切地依赖于孔隙率和充满于孔隙这类岩石速度是密切地依赖于孔隙率和充满于孔隙中的物质。中的物质。l 因为因为油气地震勘探的主要目标是沉积岩油气地震勘探的主要目标是沉积岩，今后我们，今后我们将主要讨论沉积岩的速度问题。将主要讨论沉积岩的速度问题。三、三、速度与密度的关系速度与密度的关系l沉积岩中的波速与岩石密度有密切关系，这种关系沉积岩中的波速与岩石密度有密切关系，这种关系除公式除公式由波动方程导出的严格的公式外由波动方程导出的严格的公式外l根据大量资料有时还可以把速度与密度表示成一种

11、根据大量资料有时还可以把速度与密度表示成一种近似的近似的线性关系线性关系，例如对，例如对某些石灰岩和砂页岩某些石灰岩和砂页岩来说，来说，这种关系可表示成方程式这种关系可表示成方程式V=6-11式中速度式中速度V V的单位是千米秒，密度的单位是千米秒，密度的单位是的单位是g gcmcm3 3。各种岩石的波速和波阻抗各种岩石的波速和波阻抗岩石成份岩石成份速度速度Vp(米秒米秒)波阻抗波阻抗Vp10（克（克/厘米厘米2秒）秒）砾岩碎石干砂砾岩碎石干砂2008002816 砂质粘土砂质粘土30090031018湿湿 砂砂6008003819 粘粘 土土120025001855 疏松岩石疏松岩石1500

12、25001416致密岩石致密岩石180040002760自自 垩垩1800350040112 泥质页岩泥质页岩270041003690石灰岩，致密白石灰岩，致密白云岩云岩2500610065135石膏，无水石膏石膏，无水石膏3500450058180 泥灰岩泥灰岩2000350077110冰冰3l00360045100 岩岩 盐盐420055003035 l通过对大量岩石样品作岩石物性研究，在对大量数通过对大量岩石样品作岩石物性研究，在对大量数据分析整理的基础上，发现地震纵波速度与岩石密据分析整理的基础上，发现地震纵波速度与岩石密度度(完全充水饱和体积密度完全充水饱和体积密度)之间，存在着良好

13、的定之间，存在着良好的定量关系，可用量关系，可用加德纳加德纳公式表示如下：公式表示如下：l式中速度式中速度v的单位是米秒；密度的单位是米秒；密度的单位是克厘的单位是克厘米米3l右图给出了按加德右图给出了按加德纳公式纳公式l计算的理论曲线和计算的理论曲线和测定的速度与密度的测定的速度与密度的关系。关系。l从图看出，这个公从图看出，这个公式对式对砂岩、泥岩、石砂岩、泥岩、石灰岩、白云岩等岩性灰岩、白云岩等岩性比较适用比较适用；l对对岩盐岩盐和和硬石膏硬石膏偏偏差大一些，只要地层差大一些，只要地层中所含岩盐及石膏厚中所含岩盐及石膏厚度百分比不大，还是度百分比不大，还是可以适用的。可以适用的。较较较较

14、为为为为接接接接近近近近差差差差距距距距较较较较大大大大差差差差距距距距较较较较大大大大l右图给出了我国某石油右图给出了我国某石油探区各种地层的速度与探区各种地层的速度与密度、埋藏深度之间的密度、埋藏深度之间的关系。关系。l这些经验公式具体地反这些经验公式具体地反映了映了速度与密度速度与密度之间的之间的关系关系，为参数之间的换，为参数之间的换算提供了方便。算提供了方便。l例如在计算人工合成地例如在计算人工合成地震记录时，如果已知震记录时，如果已知V，但没有密度参数，这时但没有密度参数，这时就可以用这些公式进行就可以用这些公式进行换算。换算。四、速度与构造历史和地质年代的关系四、速度与构造历史和

15、地质年代的关系l许多实际观测资料表明，同样深度、成分相似的岩石，许多实际观测资料表明，同样深度、成分相似的岩石，当地质年代不同时，波速也不同，当地质年代不同时，波速也不同，年老的岩石比年青年老的岩石比年青的岩石具有较高的速度。的岩石具有较高的速度。l速度与构造运动的关系，在不同地区有不同的表现。速度与构造运动的关系，在不同地区有不同的表现。l在在强烈褶皱强烈褶皱地区，经常观测到地区，经常观测到速度的增大速度的增大；而在；而在隆起隆起的构造顶部，则发现速度减低的构造顶部，则发现速度减低。l一般地说，地震波在岩石中的一般地说，地震波在岩石中的传播速度传播速度随地质过程中随地质过程中的的构造作用力的

16、增强而增大构造作用力的增强而增大。l根据在实验室对岩石样品的分析发现，地震波的速度根据在实验室对岩石样品的分析发现，地震波的速度与压力之间有一定的关系，与压力之间有一定的关系，速度随压力的增加而增加速度随压力的增加而增加。l此外此外压力的方向不同压力的方向不同，地震波沿不同方向传播的速度地震波沿不同方向传播的速度也就不同。也就不同。五、速度与埋藏深度的关系五、速度与埋藏深度的关系l大量实际资料表明，在岩石性质和地质年代相同的大量实际资料表明，在岩石性质和地质年代相同的条件下，地震波的条件下，地震波的速度随岩石埋藏深度的增加而增速度随岩石埋藏深度的增加而增大。大。其原因主要是埋藏深的岩石所受的地

17、层压力大其原因主要是埋藏深的岩石所受的地层压力大的原故。的原故。l 在不同地区，特别是在基底埋藏深度不同时，速度在不同地区，特别是在基底埋藏深度不同时，速度随深度变化的垂直梯度可能相差很大。随深度变化的垂直梯度可能相差很大。l一般地说，在一般地说，在浅处速度梯度较大；深度增加时，梯浅处速度梯度较大；深度增加时，梯度减小。度减小。l由地层的埋藏深度和电阻率由地层的埋藏深度和电阻率R计算地层波速的经验公计算地层波速的经验公式如下：式如下：式中速度式中速度V的单位是米秒，深度的单位是米秒，深度z的单位是米，电的单位是米，电阻率的单位欧姆阻率的单位欧姆/米。这个经验公式在没有地震测井米。这个经验公式在

18、没有地震测井和声波测井资料但有和声波测井资料但有电测井资料电测井资料的地区，可用来换的地区，可用来换算速度资料。算速度资料。六、速度与孔隙率和含水性的关系六、速度与孔隙率和含水性的关系l地震波在沉积岩中的传播速度与岩石的孔隙率和含地震波在沉积岩中的传播速度与岩石的孔隙率和含水性的关系问题，近几年进行了较多的研究。水性的关系问题，近几年进行了较多的研究。l因为岩石孔隙中含油或水或气时，岩石的波速因为岩石孔隙中含油或水或气时，岩石的波速(及及密度密度)会发生变化，因而引起波阻抗的变化，最后会发生变化，因而引起波阻抗的变化，最后导致在该界面的反射波振幅的变化。导致在该界面的反射波振幅的变化。l而利用

19、地震波振幅变化与反射界面波阻抗直接联系而利用地震波振幅变化与反射界面波阻抗直接联系来进行直接找油找气的方法技术就是所谓的来进行直接找油找气的方法技术就是所谓的亮点技亮点技术。术。l在大多数沉积岩中，岩层的实际波速是由岩石基质在大多数沉积岩中，岩层的实际波速是由岩石基质的速度、孔隙率、充满空隙的液体的速度以及颗粒的速度、孔隙率、充满空隙的液体的速度以及颗粒之间的胶结物的成份等因素来决定的。之间的胶结物的成份等因素来决定的。l下式是现在认为比较合适的关于液体速度、颗粒速下式是现在认为比较合适的关于液体速度、颗粒速度与孔隙率之间一个很简单的关系式，叫做时间平度与孔隙率之间一个很简单的关系式，叫做时间

20、平均方程速度的倒数，毫秒米均方程速度的倒数，毫秒米l式中式中V是波在岩石中的实际速度；是波在岩石中的实际速度；Vf是波在孔隙流是波在孔隙流体中的速度；体中的速度；Vr是岩石基质的速度；是岩石基质的速度；是岩石的孔是岩石的孔隙率。隙率。l这个公式的适用条件是岩层孔隙中只有油、气或水这个公式的适用条件是岩层孔隙中只有油、气或水一种流体，并且一种流体，并且流体压力与岩石压力相等流体压力与岩石压力相等。l从公式很容易看出：从公式很容易看出：l当孔隙率为零，速度当孔隙率为零，速度V等于等于Vr；l当孔隙率为当孔隙率为100，VVf，右图是几种类型，右图是几种类型沉积岩沉积岩的的1/V与与的关的关系图。系

21、图。l孔隙率为孔隙率为0到到30的砂的砂岩，与上式的关系符合岩，与上式的关系符合得很好。得很好。l当流体压力降低，流体压力这项的百分比影响就变当流体压力降低，流体压力这项的百分比影响就变小，当流体压力接近大气压时，其影响变得最小。小，当流体压力接近大气压时，其影响变得最小。l因此在实际条件下，时间平均方程必须用一个压差因此在实际条件下，时间平均方程必须用一个压差调节系数调节系数C加以修正，这时可用下式表示：加以修正，这时可用下式表示：l当岩石压力为当岩石压力为413107帕斯卡，流体压力等于岩帕斯卡，流体压力等于岩石压力的一半时，石压力的一半时，C值约为值约为0.85。l右图给出了根据右图给出

22、了根据修改后的时间平修改后的时间平均方程均方程(上式上式)得得到的速度与孔隙到的速度与孔隙率的关系。率的关系。l总之，由于地震总之，由于地震波在油、气、水波在油、气、水等流体中的传播等流体中的传播速度比在岩石基速度比在岩石基质中的速度小，质中的速度小，因而岩石孔隙中因而岩石孔隙中含有流体时使岩含有流体时使岩石的速度降低。石的速度降低。盐盐七、七、速度与频率和温度的关系速度与频率和温度的关系l试验资料表明在很宽的频率范围内，纵波与横波的试验资料表明在很宽的频率范围内，纵波与横波的速度与频率无关，这说明速度与频率无关，这说明纵波和横波不存在频散现纵波和横波不存在频散现象。象。l 速度随温度可能有很

23、微小的变化，每升高速度随温度可能有很微小的变化，每升高100，减少减少56。MPa是压强单位是压强单位:兆帕斯卡兆帕斯卡 八、沉积岩中速度的一般分布规律八、沉积岩中速度的一般分布规律（1 1）在沉积岩中速度的空间分布规律决定于地层的）在沉积岩中速度的空间分布规律决定于地层的沉积顺序及岩性特点。沉积顺序及岩性特点。沉积岩的基本特点之一是沉积岩的基本特点之一是成层分布。成层分布。l根据形成沉积的各种条件根据形成沉积的各种条件(如岩性、孔隙率等如岩性、孔隙率等)，可以将整个地质剖面划分为许多地层，在各层中可以将整个地质剖面划分为许多地层，在各层中波传播的速度是不同的。波传播的速度是不同的。l因此，因

24、此，速度在剖面上的成层分布就成为沉积岩的速度在剖面上的成层分布就成为沉积岩的基本特点，基本特点，而这一特点恰恰是使用地震勘探的有而这一特点恰恰是使用地震勘探的有利前提。利前提。（2）速度与深度和地质年代有关，这个关系基本上）速度与深度和地质年代有关，这个关系基本上是平滑变化。是平滑变化。所有影响因素的共同作用表现出速度所有影响因素的共同作用表现出速度变化具有变化具有方向性方向性，其方向接近于垂线方向。，其方向接近于垂线方向。l速度随着深度速度随着深度(或反射波或反射波t0时间时间)的增加而增大的增加而增大。速度。速度垂直梯度的存在也是速度剖面的又一重要特点。垂直梯度的存在也是速度剖面的又一重要

25、特点。速速度梯度是随深度的增加而减小的。度梯度是随深度的增加而减小的。（3）由于工区地质构造与沉积岩相的变化，也会引）由于工区地质构造与沉积岩相的变化，也会引起速度的水平方向变化。起速度的水平方向变化。一般说来，速度的水平梯一般说来，速度的水平梯度不会很大，但要细致地处理和解释资料，考虑速度不会很大，但要细致地处理和解释资料，考虑速度的水平梯度还是必要的，这个问题正在引起人们度的水平梯度还是必要的，这个问题正在引起人们的注意。的注意。l构造破坏构造破坏(如断层如断层)可以引起速度的突变。可以引起速度的突变。个个别地层中的不整合及地层尖灭都会对速度的别地层中的不整合及地层尖灭都会对速度的水平梯度

26、有显著的影响。水平梯度有显著的影响。第二节第二节 几种速度概念几种速度概念Section2 Several Velocity Conception 思考题思考题1.叠加速度的含义是什么？怎么求叠加速度？叠加速度的含义是什么？怎么求叠加速度？2.平均速度、均方根速度、等效速度、叠加速度之平均速度、均方根速度、等效速度、叠加速度之间的联系与区别是什么？间的联系与区别是什么？主要内容主要内容l平均速度平均速度l均方根速度均方根速度l等效速度等效速度l叠加速度叠加速度l地震波在地层中的传播速度是一个十分重要的参数，地震波在地层中的传播速度是一个十分重要的参数，但又很难精确测定它的数值。但又很难精确测定

27、它的数值。l即使在同一种岩层中的各个不同部分或沿不同的方即使在同一种岩层中的各个不同部分或沿不同的方向，地震波的传播速度都是不同的，也就是说，要向，地震波的传播速度都是不同的，也就是说，要精确表示地震波的传播速度应当用空间坐标的函数精确表示地震波的传播速度应当用空间坐标的函数 V=v(x,y,z)。l实际生产工作中，实际生产工作中，不可能真正精确确定这种函数关不可能真正精确确定这种函数关系，系，而只能根据当时生产工作的需要和地震勘探方而只能根据当时生产工作的需要和地震勘探方法技术所能达到的水平，对极其复杂的实际情况作法技术所能达到的水平，对极其复杂的实际情况作种种简化，建立各种简化介质模型，并

28、引进了各种种种简化，建立各种简化介质模型，并引进了各种速度概念。速度概念。l本节讨论的各种速度概念，就是根据本节讨论的各种速度概念，就是根据对介质的不同对介质的不同简化，或者获得速度的原始资料和计算方法不同，简化，或者获得速度的原始资料和计算方法不同，或者是用途的不同等原因引出来的。或者是用途的不同等原因引出来的。l必须明确必须明确，每种速度概念都有，每种速度概念都有它的意义、引入的原它的意义、引入的原因、计算或测定的方法以及使用范围因、计算或测定的方法以及使用范围等。并且地震等。并且地震勘探中的各种速度概念是随着地震勘探本身方法技勘探中的各种速度概念是随着地震勘探本身方法技术的发展而出现、变

29、化和被淘汰的。术的发展而出现、变化和被淘汰的。l下面分别说明几种目前常用的速度的概念下面分别说明几种目前常用的速度的概念一、平均速度一、平均速度Vavl平均速度平均速度定义为：定义为：“一组水平层状介质中某一界一组水平层状介质中某一界面以上介质的平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上介质的平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上各层的总厚度与总的传播时间之比面以上各层的总厚度与总的传播时间之比”。（第一章）（第一章）式中式中 hi、Vi 分别是每一层的厚度和速度。分别是每一层的厚度和速度。几种速度概念几种速度概念再从另一个角度来讨论平均速再从另一个角度来讨论平均速度的含义。设有右图所示的水度的含义。

30、设有右图所示的水平层状介质。在平层状介质。在O点激发，在点激发，在S点接收，并假定波按最短路点接收，并假定波按最短路程传播，即当地震波从程传播，即当地震波从O入射入射到第到第n层的层的P点时，点时，OP是直线。是直线。O*是是O相对于相对于Rn界面的虚震界面的虚震源，源，O*PS也是一条直线。所也是一条直线。所以以OP=O*P，波走过的总路程，波走过的总路程相当于相当于O*S，射线的入射角为，射线的入射角为。如果我们把平均速度定义。如果我们把平均速度定义为为“在水平层状介质中，波沿在水平层状介质中，波沿直线传播所走过的总路程与所直线传播所走过的总路程与所需总时间之比需总时间之比”，那么就有，那

31、么就有几种速度概念几种速度概念 因而，得到因而，得到因而，得到因而，得到式中式中l1,l2,ln是波在每是波在每层中走过的路程长度；层中走过的路程长度；tl1,tl2,tln是波在每层中是波在每层中传播的时间。从右图可看传播的时间。从右图可看出出几种速度概念几种速度概念由此可得出平均速度的定义：由此可得出平均速度的定义：注意：地震波传播时真正遵循的是注意：地震波传播时真正遵循的是“沿最小时间路沿最小时间路程传播程传播”，在非均匀介质，在非均匀介质(如层状介质如层状介质)中，最小时中，最小时间路程将是折线而不是直线，可见我们这样引入平间路程将是折线而不是直线，可见我们这样引入平均速度时所作的均速

32、度时所作的“地震波沿最短路程直线传播地震波沿最短路程直线传播”的的假设就是一种对实际介质结构的近似简化。假设就是一种对实际介质结构的近似简化。l 反射波时距曲线反射波时距曲线 二、二、均方根速度均方根速度VR其中其中 上式的意义在于，如果一条时距曲线的方程可以写上式的意义在于，如果一条时距曲线的方程可以写成这样的形式，就表示波是以成这样的形式，就表示波是以常速传播常速传播的。并且波的。并且波速的数值就等于式中速的数值就等于式中x2项的分母的平方根。下面在项的分母的平方根。下面在引入几个速度概念时都按这个思路，先把有关的方引入几个速度概念时都按这个思路，先把有关的方程化为上式形式，又从程化为上式

33、形式，又从x2项的分母中找出引入的速项的分母中找出引入的速度概念。度概念。现在根据实际的介质结构情况，提出这样的问题：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如果有一水平界面，覆盖介质是不均匀的(如覆盖层如覆盖层是连续介质或水平层状介质，当然，不管介质结构是连续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传播的如何，地震波总是遵从费马原理传播的)。那么这种。那么这种情况下的反射波时距曲线的表达式将如何情况下的反射波时距曲线的表达式将如何?它还是不它还是不是一条双曲线是一条双曲线?如果不是的话，能否在一定条件下，如果不是的话，能否在一

34、定条件下，近似地把它看成双曲线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的，因为在生产工作中进行动校正动校正时，时，不管不管介质是否均匀，我们都是采用双曲线公式计介质是否均匀，我们都是采用双曲线公式计算动校正量算动校正量，也即把，也即把反射波时距曲线总是看反射波时距曲线总是看成双曲线成双曲线。这样做是有误差的。均方根速度。这样做是有误差的。均方根速度的概念就是在讨论这些问题的过程当中，把的概念就是在讨论这些问题的过程当中，把不是双曲线关系的时距曲线方程简化为双曲不是双曲线关系的时距曲线方程简化为双曲线关系时要引入的一个速度

35、概念。线关系时要引入的一个速度概念。l定义：定义：把水平层状介质情况下的反射波时距把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似地当作双曲线，求出的波速就是这曲线近似地当作双曲线，求出的波速就是这一水平层状介质的均方根速度。一水平层状介质的均方根速度。l均方根速度的意义均方根速度的意义还可以这样说明：把各层还可以这样说明：把各层的速度值的平的速度值的平“方方”按时间取其加权平按时间取其加权平“均均”值，而后取平方值，而后取平方“根根”值，要注意其中速值，要注意其中速度较高的层所占比重要大，表明这种近似在度较高的层所占比重要大，表明这种近似在一定程度上考虑了一定程度上考虑了射线的偏折。射线的偏折。三、

36、三、等效速度等效速度V Vl倾斜界面均匀覆盖介质情况下的共中心点时距曲线倾斜界面均匀覆盖介质情况下的共中心点时距曲线方程方程:l式中式中V是介质的速度；是介质的速度；h是共中心点处界面的法线是共中心点处界面的法线深度；深度；是界面倾角。上式还可改写为是界面倾角。上式还可改写为l如果引入符号如果引入符号如果引入符号如果引入符号 （等效速度等效速度等效速度等效速度）l则上式可写成则上式可写成与均匀介质水平界面情况下一与均匀介质水平界面情况下一样的形式样的形式，即，即l等效速度的意义：等效速度的意义：倾斜界面情况下的共中心点道集倾斜界面情况下的共中心点道集的叠加效果存在两个问题，即的叠加效果存在两个

37、问题，即反射点分散反射点分散和和动校正动校正不准确不准确。l用用V代替代替V，倾斜界面共中心点时距曲线就可以变，倾斜界面共中心点时距曲线就可以变成水平界面形式的共反射点时距曲线成水平界面形式的共反射点时距曲线,也就是说，用也就是说，用V按水平界面动校正公式，按水平界面动校正公式，对倾斜界面的共中心点对倾斜界面的共中心点道集进行动校正，可以取得很好的叠加效果，没有道集进行动校正，可以取得很好的叠加效果，没有剩余时差。剩余时差。l但从地质效果来说，反射点但从地质效果来说，反射点分散分散的问题，并没有解的问题，并没有解决，这个问题只有用决，这个问题只有用偏移叠加偏移叠加才能妥善解决。才能妥善解决。四

38、、四、叠加速度叠加速度V Va al在一般情况下，在一般情况下，(包括水平界面均匀介质、倾斜界面包括水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖层为层状介质或连续介质等均匀介质、覆盖层为层状介质或连续介质等)，都都可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用一个，用一个共同的式子来表示：共同的式子来表示：式中式中Va为叠加速度。为叠加速度。l对于不同的介质结构它就有更具体的意义，例如对对于不同的介质结构它就有更具体的意义，例如对倾斜界面均匀介质倾斜界面均匀介质Va就是就是V，对，对水平层状介质水平层状介质Va就是就是VR，等等。等等。l叠加速度的含义也可以从另一个角

39、度来理解。在实叠加速度的含义也可以从另一个角度来理解。在实际的地震资料处理工作中，我们是通过计算速度谱际的地震资料处理工作中，我们是通过计算速度谱来求取叠加速度的来求取叠加速度的(下面将要介绍下面将要介绍)。l即对一组共反射点道集上的某个同相轴，利用双曲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线公式选用一系列不同速度Vi计算各道的动校正量，计算各道的动校正量，对道集内各道进行动校正；对道集内各道进行动校正；l当取某一个当取某一个Vi能把同相轴校成水平直线能把同相轴校成水平直线(将得到最好将得到最好的叠加效果的叠加效果)时，则这个时，则这个Vi就是这条同相轴对应的反就

40、是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。射波的叠加速度。介质结构介质结构方程式方程式Vaf(Vi)水平水平水平水平单层单层单层单层倾斜倾斜倾斜倾斜单层单层单层单层水平水平水平水平多层多层多层多层倾斜平倾斜平倾斜平倾斜平行多层行多层行多层行多层倾斜非平倾斜非平倾斜非平倾斜非平行多层行多层行多层行多层l上页的表已列出，上页的表已列出，对倾斜界面、均匀覆盖介对倾斜界面、均匀覆盖介质的情况，叠加速度就等于等效速度。质的情况，叠加速度就等于等效速度。即即VaV V/Cos，这里，这里是界面的倾角。更准是界面的倾角。更准确地说，这是指进行观测时的炮检线确地说，这是指进行观测时的炮检线(炮点与炮点与检波点连线检

41、波点连线)是沿界面倾向方向，是沿界面倾向方向，是界面的是界面的真倾角。真倾角。五、射线平均速度五、射线平均速度 前面所介绍的种种速度有共同的特点，把不均前面所介绍的种种速度有共同的特点，把不均匀介质都简化为某种假想速度的均匀介质，地震波在匀介质都简化为某种假想速度的均匀介质，地震波在此介质中沿不同方向的传播速度都是相同的，显然这此介质中沿不同方向的传播速度都是相同的，显然这是很粗略的近似。是很粗略的近似。实际上，地震波在非均匀介质中传播时，实际上，地震波在非均匀介质中传播时，沿不沿不同射线路径有不同的传播速度，且沿射线的每一个点同射线路径有不同的传播速度，且沿射线的每一个点上传播速度也可能不一

42、样。上传播速度也可能不一样。因此，引入射线平均速度因此，引入射线平均速度概念：概念：将地震波沿某一条射线传播所走的总路程除以将地震波沿某一条射线传播所走的总路程除以所需的时间，称为波沿这条射线的射线平均速度。所需的时间，称为波沿这条射线的射线平均速度。显然，射线平均速度对每条射线都不一样。显然，射线平均速度对每条射线都不一样。它既是时间的函数，也是射线的出射角或射线参它既是时间的函数，也是射线的出射角或射线参数数P的函数。的函数。由于射线平均速度不仅考虑了射线的弯折效由于射线平均速度不仅考虑了射线的弯折效应，也考虑了横向速度不均匀性的影响，因此，应，也考虑了横向速度不均匀性的影响，因此，射线平

43、均速度比前述的几种速度都更精确的描述射线平均速度比前述的几种速度都更精确的描述了波在介质中传播的情况，它可作为分析各种速了波在介质中传播的情况，它可作为分析各种速度精确度时进行比较的标准。度精确度时进行比较的标准。六、层速度六、层速度 在地震勘探中，在地震勘探中，将某一相对稳定或岩性将某一相对稳定或岩性基本一致的沉积层所对应的速度称为该地层基本一致的沉积层所对应的速度称为该地层的层速度。的层速度。层速度是一种对地震资料进行地层速度是一种对地震资料进行地质解释很有用的资料。声波测井资料、地震质解释很有用的资料。声波测井资料、地震测井或零井距测井或零井距VSP资料可以得到比较细致、资料可以得到比较细致、精确的层速度资料。精确的层速度资料。