2 p
其中a,b,c是经验系数，ρ的单位是g/cm3 泥岩： a=-0.0261, b=0.373, c=1.458， Vp=1.5~5.0km/s
砂岩： a=-0.0115,
石灰岩：a=-0.0296, 白云岩：a=-0.0235,
b=0.261,
b=0.441, b=0.390,
c=1.515， Vp=1.5~6.0km/s
第一节 影响地震速度的主要因素
大量理论研究、实验室研究和实际资料都证明，地震波的传 播速度与地下岩石的性质，如岩石的弹性常数、岩石的成分、 密度、埋藏深度、孔隙度、地质年代、含流体性质以及温度等 因素息息相关。
第一节 影响地震速度的主要因素
（1）弹性常数
E 1- 2 K 4 / 3 p 1 1 2
Vs2
第一节 影响地震速度的主要因素
①因为流体的μ=0，所以流体中不能传播横波。 1914年，德国地球物理学家古 登堡发现地下2900千米处地震波的 传播速度有明显变化，后证实这里 是地核与地幔的分界层。人们将这 个界面称为“古登堡界面”。通过 此界面向下，纵波突然下降，横波 完全消失，并以此推断外核为液态 金属。
第一节 影响地震速度的主要因素
（4）构造历史和地质年代的影响
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，年代老的岩 石比年青的岩石具有较高的速度。 在强烈褶皱地区，经常观测到速度 的增大；在隆起的构造顶部，则发 现速度减低。一般地说，地震波在 岩石中的传播速度随地质过程中的 构造作用力的增大而增大。
c=1.963， Vp=3.5~6.4km/s c=1.242， Vp=4.5~7.1km/s
硬石膏：a=-0.0203,
b=0.321,
c=1.732， Vp=4.6~7.4km/s
第一节 影响地震速度的主要因素
Brocher（2005）根据大量的岩芯、测井和VSP资料建立了新 的纵波速度与密度的经验公式：
E s 2 1
2(1 ) 2 2 Vs 1 2 k (V p 4 / 3Vs ) Vp
它们分别表示纵波和横波在介质中的传播速度，可知弹性波 在均匀各向同性介质中的传播速度是由介质的弹性常数和密度 决定的。如果能求得岩石的地震纵波和横波速度以及密度就可 以得到弹性常数k和μ。
第素 第二节 几种地震速度的概念 第三节 地震速度参数的测定方法 第四节 地震速度之间的相互关系
地震波的速度是指地震波在地下岩层中的传播速度，简称地震速度。 它既是研究地球内部结构的最重要参数，也是地震勘探中最重要的参数 之一，渗透到地震资料处理和解释的大部分环节。在地震正演研究、地 震时深转换、地震偏移、地震反演、储层描述等过程中，都需要同地震 速度打交道。 根据不同的研究目的，往往加一些前缀赋予特定的含义，比如：平均 速度、瞬时速度、射线速度、层速度、偏移速度、叠加速度、均方根速 度等等。 计算各种地震速度的方法也不是单一的，包括实验室岩芯速度测井、 地震测井、垂直地震剖面、地震速度分析等方法。
Faust（1951）统计美国和加拿大 500口井砂岩、泥岩速度数据与地质时 间和深度的关系总结出了速度、年代 和深度的关系式如下：
岩性 气层砂岩 泊松比 0.12~0.22
油层砂岩
水层砂岩 泥岩 钙质泥岩 砾岩
0.21~0.25
0.24~0.35 0.25~0.40 0.32~0.43 0.22~0.38
含气砂岩 具有低泊 松比和低 速度比
煤层
0.33~0.49
第一节 影响地震速度的主要因素
某气藏泊松比变化剖面
Top
Base
3 5 1.6612Vp 0.4731 Vp2 0.0671 Vp 0.0043Vp4 0.000106Vp
其中VP 的单位是ft/s、ρ的单位是g/cm3，Vp=1.5~8.5km/s。 该公式适用深度范围较大，在石油地震勘探中仅仅只能作为参 考。 石油地震勘探中一定要建立适合本地区本地层的深度范围的 地震速度与密度的经验关系。
第一节 影响地震速度的主要因素
（3）密度 几乎各种岩石的波速都随密度增大而 增大。 最著名的速度与密度的经验关系式是 由加德纳（Gardner）总结美国多个 地区多种岩石（岩石饱和盐水，最大 深度约7400米）得到的：
盐
岩
硬石膏
石灰
岩
白 云岩
0.31v 0.25 p
纯泥岩
密度（g / cm3）；v p 纵波速度（m / s）
剖面中显示：由于含气砂岩具有低泊松比，所以气藏顶部位一个 负的反射(泊松比σ减小) 以及在气藏底部为一个正的反射(泊松比 σ增加)。
第一节 影响地震速度的主要因素
（2）岩性 造岩矿物成分不同的岩石，由于造岩矿物的密度、体积模量、 剪切模量的不同，又由于造岩矿物是组成岩石的主要成分，因 此是影响岩石弹性性质的主要因素。
经
验
公
式
纯砂
岩
第一节 影响地震速度的主要因素
在实际工作中不能生搬硬套加德纳公式，要建立勘探区域的速 度与密度的经验关系。 1993年Castagna通过大量的实验室数据和测井、地震数据分 别对不同的岩性，如泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩和硬石膏给 出了速度与密度的经验关系方程:
aV bVp c
第一节 影响地震速度的主要因素
②纵波速度大于横波速度 P波：P代表主要 （Primary）或压缩 （Pressure）前进速 度最快，也最早抵达。 S波：S意指次要 （Secondary）或剪力 （Shear），前进速度 小于P波
第一节 影响地震速度的主要因素
③纵横波速度比可以用泊松比 表示，可以用来区分岩性
沉积岩：１５００～６０００ 花岗岩：４５００～６５００ 玄武岩：４５００～８０００ 变质岩：３５００～６５００ 在单独利用地震纵波速度无法 区分岩性的情况下，人们提出 了利用纵波和横波速度之比 （VP/VS）与泊松比关系图 （也称交汇图）、VP/VS与 VP交汇图、AVO（振幅随炮 检波距变化）分析等新的方法 来区分不同的岩性。