近炮点平均速度： H hc V v t 远炮点：射线平均速度
2 d2 （H hc） O* S Vav tc tc
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地震波波速度-地球物理勘探技术
地震测井
当地层倾角时， 炮点应布置在地层下 倾方向，以防止折射 波的干扰。 在地层上倾方向 放炮时，容易接收到 折射波。 在地层下倾方向 放炮时，不易接收到 折射波。
均方根速度的概念
– 将水平层状介质情况下反射波时距曲线看成双曲线时 求得的速度
其意义还可这样说明：
– 把各层的速度值的平“方”按时间取其加权平“均” 值，而后取平方“根”值。
vR
t v
i 1 n
n
2 i i
t
i 1
i
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（3）等效速度
倾斜界面共中心点时距曲线方程：
x t =t + 2 V
2 2 0
2
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构造
水平单层
方程式
Vα=Vav=V1 Vα=V1/cosφ =Vφ
倾斜单层
水平多层
Vα=VR
倾斜平行多层
Vα=VR/cosφ
倾斜非平行多层 地下建筑与工程系
用叠带射线追踪 方法
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平均速度的测定
孔隙中的充填物对地震波速度的影响 地震波传播速度 ：固体>液体（水或油） >气体 孔隙流体性质影响纵波的速度和反射系数，不影响横波。 纵横波速度比是研究孔隙流体性质的有利参数。
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孔隙度对地震波速度的关系
当岩石完全充水饱和时，
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与岩石弹性常数的关系
纵波横波速度关系
Vp Vs
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(1 ) (1 )(1 2 ) 2 (1 ) 2(1 ) 1 2
两式相除： Vp Vs
泊松比约为0.25，所以 Vp 1.73 Vs
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与构造历史和沉积年代的关系
一般来说，地层越深， 沉积年代越久，构造历史越 远，地震波速度越大。
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与构造历史和沉积年代的关系
一般来说，沉积年代 越久，地震波速度越大
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2 2 x cos 2 2 t t0 V2 等效速度定义为：
V V cos
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（3）等效速度
等效速度的意义：
– 倾斜界面情况下共中心点道集的叠加效果存在两 个问题，即反射点分散和动校正不准确。引入等 效速度后，用Vφ按水平界面动校正公式，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，没有剩余时差。但不应忘记，从地 质效果来说，反射点分散的问题并没有解决，这 个问题只能用偏移叠加才能妥善解决。
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岩性对地震波速度的影响
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岩性对地震波速度的影响
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岩性对地震波速度的影响
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与岩石密度的关系
几乎各种岩石的波速都随密度增大而增大。
用途：
– 时深转换
测定方法：
– 岩石物理测定 – 井中测量（地震测井、声波测井、vsp） – 时距曲线计算法 – 速度谱 – 速度剖面
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地震测井
野外观测方法：
– 用电缆将检波器放入深井中，在井口附近激发地 震波，记录能量从震源传播到检波器的时间，每 激发一次，就向上提升一次检波器。 – 检波器记录从井口到检波器深度处直达波的传播 时间t，检波器深度H可由电缆长度测得，可求得 该深度H以上各地层平均速度。
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（4）叠加速度
在一般情况下（包括水平均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆 盖层为层状介质或连续介质等），都可将共中心点反射波时距 曲线看做双曲线，用共同的式子表示：
式中Vα为叠加速度。 对于不同的介质结构， Vα有不同的具体意义：均匀介质 Vav、水平层状介质为VR、倾斜界面为Vφ
地震测井
资料的整理：
– 1 利用得到的t和Vav，先 把t换算成t0。把数据画 在的坐标系中，就得到 平均速度（随t0变化） 曲线。 – 2 把H~t0 /2对应数据点 标在坐标系中，得到沿 垂直向下方向传播的距 离与传播时间之间的关 系，叫做垂直时距曲线。 – 3 当速度分层明显时， 可以根据垂直时距曲线 求出各层的层速度Vn， 作出Vn -H曲线，反映层 速度随深度变化的情况。
与频率和温度压力的关系
速度与频率无关（无频散） 温度每升高100度，速度减少5~6％。
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与频率和温度压力的关系
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几种常用速度的概念
（1）平均速度与层速度 （2）均方根速度 （3）等效速度 （4）叠加速度
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与构造历史和沉积年代的关系
地震波速度与沉积地质年代、地质构造历史有关,不同的地 区有不同的表现，主要有以下几个特点：
– 地质年代越长、构造历史越远，地震波速度越 高；地质年代越短、构造历史越近，地震波速度 越低。 – 在强烈褶皱地区，经常观测到的地震波速度大； 而在隆起的构造顶部，速度降低。
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与岩石弹性常数的关系
岩性是影响地震波速度最明显的因素。 一种岩石的速度具有一定的分布范围：
– 速度分布范围互相重叠 – 利用速度识别砂岩、页岩
纵横波速度比能反映岩性
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岩性对地震波速度的影响
变质岩和火成岩速度>沉积岩； 沉积岩：石灰岩速度>页岩>砂岩 水油接近，空气最小
h
i 1 n
n
i
hi i 1 vi
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（2）均方根速度
n层水平层状介质时距曲线方程：
n hi vi p x 2 i 1 1 vi2 p 2 n hi t 2 2 2 i 1 v 1 v p i i sin n sin 1 sin 2 p v1 v2 vn
孔隙度对地震波速度的关系
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岩石密度与速度的关系
式（1）表明，地震波速度 应随岩石密度的增加而降低？ 实际是增大，为什么呢？
因为杨氏模量随密度的增加而增加，杨氏模量的增加比密度 增加快。
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孔隙度对地震波速度的关系
当考虑流体压力变化影响因素时，引入压差调节系数C， wyllie公式变为：
1 C 1 C V Vf Vr
Φ ：孔隙度； V ：波在岩石中的实际速度； Vf：波在孔隙流体中的速度； Vr：波在岩石基质中的速度； C：压差调节系数。
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砂泥岩纵波速度-密度
砂泥岩横波速度-密度
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与岩石密度的关系
沉积岩中的波速与岩石密度的关系:
如对某些石灰岩、页岩来说，可用线性方程来描述：
V 6 11
式中V：Km/s，ρ：g/cm3
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与岩石密度的关系
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声波测井
• 原理
– 声波发生器O发射的20KHz脉 冲波，以临界角：
c sin 1
Vn Vk
Vn是泥浆速度，Vk是地层速度， 入射到井壁上，产生一个沿 井壁方向前进的滑行波。该 波的一部分能量又经过泥浆， 以临界角折射到接收器M和N， 形成时差Δtk，时差的大小决 定于M和N之间的地层速度Vk。
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孔隙度对地震波速度的关系
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孔隙度对地震波速度的关系
速度与孔隙度的关系 密度与孔隙度的关系
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孔隙度对地震波速度的关系
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孔隙度对地震波速度的关系
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地震测井
工作原理
– 激发点在地面的位置是O，但真正位置是井底O*；爆 炸井深hc；井源距d。 – 原理：
Vav
S t
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地震测井
近炮点距离：波沿AS传播 S H hc 远炮点距离：波沿O`S传播
2 S O* S d 2 （H hc）
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完全充水饱和时，地震纵 波速度与岩石密度之间存在 着良好的定量关系，非线性 关系经验公式（加德纳公 式 ）：
1 4
0.31V