1、地震波的用途地震波的用途:设计多次覆盖野外观系统，确定检波器组合形式等，设计多次覆盖野外观系统，确定检波器组合形式等，要知道有效波的干扰波的速。要知道有效波的干扰波的速。计算动、静校正时要知道叠加速度计算动、静校正时要知道叠加速度,设计滤波器要设计滤波器要知道视速度知道视速度,偏移叠加要知道偏移速度偏移叠加要知道偏移速度3.3.资料解释中的应用资料解释中的应用:(1)(1)时时-深转换（把时间剖面转成深度剖面）深转换（把时间剖面转成深度剖面）012avhv t（2 2）利用速度资料计算空校量板，进行偏移归位）利用速度资料计算空校量板，进行偏移归位2.2.资料处理中的应用资料处理中的应用:1.1
2、.野外采集中的应用野外采集中的应用:（5 5）利用速度资料进行制作合成地震记录，确定地震剖）利用速度资料进行制作合成地震记录，确定地震剖面上的地质层位。面上的地质层位。（3 3）根据速度资料辨别波的性质：如：多次波（低速异）根据速度资料辨别波的性质：如：多次波（低速异常）、绕射波（高速异常）、常）、绕射波（高速异常）、折射波、面波、声波。折射波、面波、声波。（4 4）利用速度资料，计算空校量板和绕射图板，）利用速度资料，计算空校量板和绕射图板，进行进行偏移归位。偏移归位。221 1221 1()()()()vvx tS tR aR tvv（6 6）利用速度纵向和横向变化规律，研究地层沉积特征）
3、利用速度纵向和横向变化规律，研究地层沉积特征和沉积模式。和沉积模式。（8 8）利用纵波和横波速度的比值，判别亮点性质）利用纵波和横波速度的比值，判别亮点性质（含水（含水低速），低速），上此可见速度资料对地震勘探的各个环节都会产上此可见速度资料对地震勘探的各个环节都会产生打响，而最终都影响到解释成果的精度，提取分析生打响，而最终都影响到解释成果的精度，提取分析和利用速度资料，也是地震解释工作的一个重要组成和利用速度资料，也是地震解释工作的一个重要组成部分。部分。（7 7）利用层速度资料，直接划分地层和岩性，进行烃类）利用层速度资料，直接划分地层和岩性，进行烃类检测。检测。目目 录录第一节第一节
4、地震波在岩层中的传播速度地震波在岩层中的传播速度 第二节第二节 几种速度概念几种速度概念 第四节第四节 迭加速度的求取迭加速度的求取 第三节第三节 平均速度测定平均速度测定 第五节第五节 各种速度之间的关系及一些相互换算公式各种速度之间的关系及一些相互换算公式 第一节第一节 地震波在岩层中的传播速度地震波在岩层中的传播速度 理论研究和大量资料表明，地震波在岩理论研究和大量资料表明，地震波在岩层中的传播速度和岩层的性质，如弹性常数，层中的传播速度和岩层的性质，如弹性常数，岩石成分，密度，埋藏深度，地质年代，孔岩石成分，密度，埋藏深度，地质年代，孔隙度等因素有关，下面分别介绍一下它们之隙度等因素有
5、关，下面分别介绍一下它们之间的关系。间的关系。由于目前地震勘探中主要利用纵波，本由于目前地震勘探中主要利用纵波，本章在谈到波速时，都指纵波速度。章在谈到波速时，都指纵波速度。地震纵波、横波在介质中传播速度与弹性常地震纵波、横波在介质中传播速度与弹性常数之间有如下定量关系。数之间有如下定量关系。一、与岩石弹性常数的关系一、与岩石弹性常数的关系、拉梅系数，拉梅系数，介质密度，杨式模量，介质密度，杨式模量，泊松比，都是说明介质的弹性性质的参数。泊松比，都是说明介质的弹性性质的参数。vVp=Vs=2)21)(1()1(vvv)1(2v因为因为 在大多数情况下，在大多数情况下，。的大小和。的大小和岩石的
6、成分、结构有关，随着岩石的密度岩石的成分、结构有关，随着岩石的密度增加，比增加，比增加的级次较高，所以当增加的级次较高，所以当、。同一介质中，纵波、横波。同一介质中，纵波、横波速度比。速度比。2(1)1 2pSVvVvv0.25v 31.732PSVV二、与岩性的关系二、与岩性的关系岩性是影响地震波速度最明显的因素。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（多解性）速度分布范围互相重叠（多解性）利用速度识别砂岩、页岩（成为可能）利用速度识别砂岩、页岩（成为可能）纵横波速度比能反映岩性。纵横波速度比不同则纵横波速度比能
7、反映岩性。纵横波速度比不同则泊松比不同，不同的泊松比对应不同的岩性泊松比不同，不同的泊松比对应不同的岩性岩石的密度、速度与岩石的岩性有直接的联系岩石的密度、速度与岩石的岩性有直接的联系砂岩速度砂岩速度泥岩速度泥岩速度速度的多解性速度的多解性10 各类岩石的波速 沉积岩速度密切依赖于孔隙度的充满於隙中的物质。沉积岩速度密切依赖于孔隙度的充满於隙中的物质。多数变质岩的地震波速度变化范围比较大。多数变质岩的地震波速度变化范围比较大。一般一般火成岩火成岩的地震波速度的变化范围比的地震波速度的变化范围比变质岩和变质岩和沉积岩沉积岩小小，且火成岩地震波速度的平均值比其它类，且火成岩地震波速度的平均值比其它
8、类型岩石要型岩石要高。高。岩石类型岩石类型速度（米速度（米/秒）秒）沉积岩沉积岩花岗岩花岗岩玄武岩玄武岩变质岩变质岩15006000(范围广)45006500(大)45008000(更大)35006500(较广)沉积岩中的波速与岩石密度有密切关系。这种沉积岩中的波速与岩石密度有密切关系。这种关系不是，公式中的反比关系。而是关系不是，公式中的反比关系。而是密度越大，速度越大。密度越大，速度越大。我们主要讨论沉积岩的速度问题。我们主要讨论沉积岩的速度问题。三、与密度的关系三、与密度的关系经验表明经验表明:根据大量资料，有时还可以把与根据大量资料，有时还可以把与表示表示成一种近似的线性关系。成一种近
9、似的线性关系。对某些石灰岩和砂页岩来说，这种关系可对某些石灰岩和砂页岩来说，这种关系可表示成方程式表示成方程式式中：单位是式中：单位是km/s，单位是单位是g/cm。11 通过对大量岩石样品进行研究，发现地震通过对大量岩石样品进行研究，发现地震纵波与岩性密度（完全充水饱和体积密度）之纵波与岩性密度（完全充水饱和体积密度）之间，存在着良好的定量关系。间，存在着良好的定量关系。如图经验公式理论曲线和测定的与如图经验公式理论曲线和测定的与的的关系曲线。从图中可看出公式对于砂岩、泥关系曲线。从图中可看出公式对于砂岩、泥岩、石灰岩、白云岩等比较适用。岩、石灰岩、白云岩等比较适用。可用加德纳（可用加德纳（
10、Gardner)公式表示：公式表示：米：米/秒，秒，：克：克/厘米厘米140.31 V(米制）140.23 V（英制）经验公式具体的反映了与经验公式具体的反映了与之间的关系，之间的关系，为参数之间的换算提供了方便。如：在计算为参数之间的换算提供了方便。如：在计算人工合成地震记录时，如果以知，没有密人工合成地震记录时，如果以知，没有密度参数，就可利用这些公式进行换算。度参数，就可利用这些公式进行换算。X（t）=b（t）*R（t）R（t）=iiiiiiiivvvv1111四、与构造历史和地质年代的关系四、与构造历史和地质年代的关系许多实际观测资料表明，同样深度、成分相许多实际观测资料表明，同样深度
11、、成分相似的岩石，当地质年代不同时，波速也不同，似的岩石，当地质年代不同时，波速也不同，即：即：年老的岩石比年青的岩石具有较高的速年老的岩石比年青的岩石具有较高的速度。度。速度与构造运动的关系，在不同地区有不同速度与构造运动的关系，在不同地区有不同的表现。的表现。在强烈褶皱地区，在强烈褶皱地区，V增大，在隆起的构造顶增大，在隆起的构造顶部，部，V降低。降低。地震波在岩层中的传播速度地震波在岩层中的传播速度V随地质过程中随地质过程中的构造作用力的增强而增大。而且，的构造作用力的增强而增大。而且，V与压与压力之间有一定的关系。力之间有一定的关系。一般说：一般说：即：速度随压力的增加而增加。此外，压
12、力即：速度随压力的增加而增加。此外，压力的方向不同，地震波沿不同方向传播的速度的方向不同，地震波沿不同方向传播的速度也就不同也就不同h，所受地层压力大。，所受地层压力大。五、与埋藏深度的关系五、与埋藏深度的关系大量实际资料表明，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，条件下，V V随岩石埋藏深度的增加而增大。随岩石埋藏深度的增加而增大。主要原因：主要原因：V=2103（ZR）1/6经验公式：经验公式：如果没速度资料，可由地层埋深如果没速度资料，可由地层埋深z和和电阻率电阻率R计算计算V。速度V：米/秒深度Z：（米）电阻率R：欧姆米，由电测井资料得到速度与深
13、度常用的三种模型（速度随深度变化）速度与深度常用的三种模型（速度随深度变化）1：V（Z）=V0（1+Z）=V0+KZ2：V（Z）=V0（1+Z）1/23：V（Z）=V0（1+Z）1/3 六、与空隙率和含水性的关系六、与空隙率和含水性的关系研究表明，岩石空隙中含油或气或水时，岩石的研究表明，岩石空隙中含油或气或水时，岩石的波速会发生变化，波速会发生变化，=导致在界面的反射波振幅的导致在界面的反射波振幅的变化。变化。在大多数沉积岩中，岩石的实际速度石油岩石基质的在大多数沉积岩中，岩石的实际速度石油岩石基质的速度、空隙率、充满空隙的流体速度等因素来决定。速度、空隙率、充满空隙的流体速度等因素来决定。
14、可用一个简单的关系式来表示可用一个简单的关系式来表示:VrVVf11时间平均（时间平均（Villey)方程方程V：岩层的实际速度：岩层的实际速度Vf：波在空隙流体中的速度：波在空隙流体中的速度Vr：岩石基质的速度：岩石基质的速度：岩石的空隙率：岩石的空隙率 岩石空隙中只有油、气或水一种流体，并且流体压岩石空隙中只有油、气或水一种流体，并且流体压力与岩石压力相等。力与岩石压力相等。公式适用条件：公式适用条件：VrVVf11由公式看出：由公式看出：当当=0，V=Vr，=100%，V=Vf 当流体压力降低，流体压力这项的百分比影响就当流体压力降低，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
15、时，其影响变的最小变小，当流体压力接近大气压时，其影响变的最小。在实际条件下，时间平均方程必须用一个压差调节系数C加以修正。VrVVf11 总之，由于地震波在油、气、水等流体中的传播速度总之，由于地震波在油、气、水等流体中的传播速度比在岩石基质中的速度小，因而岩石空隙中含有流体时，比在岩石基质中的速度小，因而岩石空隙中含有流体时，使岩石的速度降低。使岩石的速度降低。VrCVCVf11 当岩石压力为当岩石压力为4.134.1310107 7帕斯卡，流体压力等于岩石压力帕斯卡，流体压力等于岩石压力的一半时，的一半时，C C值约为值约为0.85.0.85.七、与频率和温度的关系七、与频率和温度的关系
16、试验资料表明：试验资料表明：在很宽的频率范围内，纵波与在很宽的频率范围内，纵波与横波的速度与频率无关。说明，纵波与横波不横波的速度与频率无关。说明，纵波与横波不存在频散现象存在频散现象(与面波不同）。与面波不同）。速度随温度可能有微小的变化，每升高速度随温度可能有微小的变化，每升高100减少减少56%。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速度在剖面上成层分布速度在剖面上成层分布 沉积岩的基本特点之一是成层分布。在各层沉积岩的基本特点之一是成层分布。在各层中波传播的速度是不同的。因此，速度在剖面中波传播的速度是不同的。因此，速度在剖面上的成层分布，就成为沉积岩的基本特点，
17、这上的成层分布，就成为沉积岩的基本特点，这一点恰恰是使用地震勘探的有利前提。一点恰恰是使用地震勘探的有利前提。速度变化具有方向性速度变化具有方向性 速度在垂直方向上随深度增加而增大，在横速度在垂直方向上随深度增加而增大，在横向上受地质构造和沉积岩性的控制，在水平方向上受地质构造和沉积岩性的控制，在水平方向上也发生变化。向上也发生变化。速度存在垂直梯度速度存在垂直梯度 速度随深度的增加而增大，但不是单调的，即速度随深度的增加而增大，但不是单调的，即速度变化的梯度（变化率）随深度增加而递减。速度变化的梯度（变化率）随深度增加而递减。分区性分区性 在不同地区，由于沉积环境不同和岩性在不同地区，由于沉
18、积环境不同和岩性变化，速度在平面内的分布具有分区分带变化，速度在平面内的分布具有分区分带的特点。的特点。第二节第二节 几种速度概念几种速度概念 26说明：说明：第一种速度都有它的第一种速度都有它的1.适用条件适用条件2.用途用途3.局限性（等）局限性（等）一组水平层状介质中，某一界面以上介一组水平层状介质中，某一界面以上介质的平均速度是地震波垂直入射到该界面质的平均速度是地震波垂直入射到该界面所走的总路程与所用总时间之比。所走的总路程与所用总时间之比。定义：定义：111111nnniiiiiiiavnnniiiiiiihht vVhttv一、平均速度一、平均速度avvR1R2h1=600mV1
19、=1500m/sh2=1100mV2=2000m/sHi，vi：每一层的厚度和速度：每一层的厚度和速度现在从另一角度来讨论现在从另一角度来讨论 的含义。的含义。avv如图：如图：lnV1,h1O*OSV2,h2l1Vn,hnl2PAR1R2Rn水平层状介质，点激发，水平层状介质，点激发，点接收，并假设波按最短路程点接收，并假设波按最短路程传播。传播。波从入射到第层的波从入射到第层的点时，是直线，点时，是直线，*是是相对于相对于的虚震源，的虚震源，*也是一直线，也是一直线，*，波走过总路程相，波走过总路程相当于当于O O*S S，入射角为，入射角为。即：即：把把 定义为：在水平层状介质中，波沿定
20、义为：在水平层状介质中，波沿直直线线传播所走过的总路程与所需总时间之比。传播所走过的总路程与所需总时间之比。avvV1,h1O*OSV2,h2l1Vn,hnl2PAR1R2Rn =avvSOtSO*)(2)(22121nntttlllcoscoscoscos111nnnvhvhhhniiiniivhh11 实质上，地震波传播遵循是实质上，地震波传播遵循是“沿最短时间路程传播沿最短时间路程传播”。在层状介质中，最短时间路程是折线而不是直线。在层状介质中，最短时间路程是折线而不是直线。注意：注意：平均速度的引入是对实际介质结构的近似简化。平均速度的引入是对实际介质结构的近似简化。不符合不符合“费玛
21、费玛”原理，但用一定的用途原理，但用一定的用途二、均方根速度二、均方根速度R地震波传播遵循地震波传播遵循“费马原理费马原理”，“沿所需时沿所需时间最短路径传播间最短路径传播”。在均匀介质中，所需时。在均匀介质中，所需时间最短路径是直线。间最短路径是直线。水平界面：水平界面：均匀介质反射波时距曲线是一条均匀介质反射波时距曲线是一条双曲线，方程为双曲线，方程为t=或或t =t +20241hxv22022vx式子意义：式子意义：如果一条时距曲线的方程可以写成如果一条时距曲线的方程可以写成这样的形式，即表示波以常速传播，波速等这样的形式，即表示波以常速传播，波速等于式中于式中项的分母的平方根。项的分
22、母的平方根。引入引入速度，按这个思路把有关方程化为：速度，按这个思路把有关方程化为：t =t +形式，从形式，从x2项的分母中找出项的分母中找出 。RV22022Rxv22202xttV对于水平层状介质，对于水平层状介质，在点激发，点在点激发，点接收为：接收为：hi,vixihi2iiihtv用射线参数用射线参数p p表示的表示的水平层状介质时距曲线水平层状介质时距曲线参数方程参数方程:水平层状介质反射波时距线（见书水平层状介质反射波时距线（见书P47)。2212212121niiiiniiiih v pxp vhtvp v221222111niiiniiiittp vt v pxp v121
23、2sinsinsinsinininaaaaPVVVV3522201iiittx则则21Riv求求 的思路：的思路：Rv0112nniiiiihttv式中：式中：221222111niiiniiiittp vt v pxp v可将这个参数方程展成幂级数可将这个参数方程展成幂级数对于对于n n层水平层状介质，层水平层状介质，当满足下列关系时：当满足下列关系时：2212()niiimiVhxVV这个幂级这个幂级数是收敛数是收敛的的 是是n层中最层中最大的层速度大的层速度mV将将 表达式作幂级数展开得：表达式作幂级数展开得：122224466211135(1)(1)2816nniiiiiiiittp
24、vtp vp vp v2222428111113()()().28nnnniiiiiiiiiittt vptt vpt两边平方两边平方224411113()()28nnniiiiiiiitt vpt vp2222111()()().nnniiiiiiitttt vp222244662211135(1.)28161nniiiiiiiiiit v pxt v pp vp vp vp v4244224281111()()().2nnniiiiiiiiixt vpt vt vp2222426111()().2nniiiiiixt vpt vp同理同理21122201122202)(niiniiinii
25、niiitvtxttvtxtt22201iiittx只取只取i=1 令令 niiniiiRtvtv112为均方根速度为均方根速度 22202Rvxtt：各小层的速度：各小层的速度 iv：各层的垂直时间：各层的垂直时间(双程双程)it：称为：称为n层水平层状介质的均方根速度层水平层状介质的均方根速度Rv均方根速度的定义：均方根速度的定义：把水平层状介质情况下的反射波时距曲线把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似当作双曲线近似当作双曲线，求出的波速就是这一水平，求出的波速就是这一水平层状介质的均方根速度。层状介质的均方根速度。211niiiRniit vvt均方根速度的意义：代表了该速度的计算过
26、程均方根速度的意义：代表了该速度的计算过程把各层速度值的平把各层速度值的平“方方”按时间取其加权平按时间取其加权平“均均”值，再取平方值，再取平方“根根”。方均根zzuvpuvdutduuvpupvx022022)(1)(2)(1)(2当当 时，连续介质反射波时距曲线方程：时，连续介质反射波时距曲线方程：)(zvv 对于覆盖层为连续介质，只给出对应的基本对于覆盖层为连续介质，只给出对应的基本公式。公式。在一定假设前提下，方程可写成在一定假设前提下，方程可写成 )(22202zvxttR2100200)(1tRdttvtv三、等效速度三、等效速度 v倾斜界面，共中心点时距曲线方程为：倾斜界面，共
27、中心点时距曲线方程为：222014costhxv ：波速，：波速，h0：中心点处法线深度，：中心点处法线深度，：v倾角倾角上式改写成：上式改写成：222022cosxttv002htv 令令 cosvv22202vxtt式中：式中：与均匀介质水平界面情况时距曲线一样。与均匀介质水平界面情况时距曲线一样。叫做倾斜界面、均匀介质情况下的等效叫做倾斜界面、均匀介质情况下的等效速度。速度。v倾斜界面、共中心点道集叠加效果存在两个倾斜界面、共中心点道集叠加效果存在两个问题：问题：动校正不准确反射点分散用用 代替代替 ，倾斜界面共中心点时距曲线，倾斜界面共中心点时距曲线变成变成水平界面共中心点时距曲线水平
28、界面共中心点时距曲线。vv即：用即：用 按平界面动校正量公式，对倾斜按平界面动校正量公式，对倾斜界面共中心点道集进行校正，可以取得较好界面共中心点道集进行校正，可以取得较好的叠加效果，没有剩余时差。的叠加效果，没有剩余时差。v上式表明：上式表明：四、叠加速度四、叠加速度 v在一般情况下，（水平界面均匀介质、倾斜在一般情况下，（水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、层状介质、连续介质）可将界面均匀介质、层状介质、连续介质）可将其其共中心点反射波时距曲线看作双曲线共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用，用一个共同的式子来表示：一个共同的式子来表示：22202xttv：叠加速度叠加速度 v49对于不同的
29、介质结构，对于不同的介质结构，意义不同。意义不同。v水平界面均匀介质：水平界面均匀介质：vv倾斜界面均匀介质：倾斜界面均匀介质：vv水平层状介质：水平层状介质：vRv22202)cos(RvxttcosRvv叠加速度的含义：（从另一个角度来理解）叠加速度的含义：（从另一个角度来理解）v倾斜层状介质：倾斜层状介质：在实际的地震资料处理过程中，是通过计算在实际的地震资料处理过程中，是通过计算速度谱来求取叠加速度的。速度谱来求取叠加速度的。即：对一组共反射点道集上的某个同相轴，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利用双曲线公式选用一系列不同速度 计计算个道的动校正量
30、，对道集内各道进行动校算个道的动校正量，对道集内各道进行动校正。正。iviviv当取某一个当取某一个 能把同相轴校成水平直线能把同相轴校成水平直线（叠加效果最好）时，则这个（叠加效果最好）时，则这个 就是这条就是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。同相轴对应的反射波的叠加速度。53地震波在非均匀介质中传播时，沿不同的地震波在非均匀介质中传播时，沿不同的射线路径有不同的传播速度射线路径有不同的传播速度叫射线速叫射线速度。度。四、射线平均速度：四、射线平均速度：定义：定义：把地震波沿某一条射线传播所走的总路程把地震波沿某一条射线传播所走的总路程长度除以所需的时间叫波沿这条射线的射长度除以所需的时间叫
31、波沿这条射线的射线平均速度线平均速度（考虑了射线的偏折（考虑了射线的偏折P213）。54真倾角、视倾角和测线方位角之间的关系真倾角、视倾角和测线方位角之间的关系（下册（下册P34）真倾角：真倾角：倾斜界面与水平地面的夹角叫界面的真倾斜界面与水平地面的夹角叫界面的真倾角（倾角（）。）。视倾角：视倾角：倾斜界面与水平地面上测线的夹角叫界面的视倾斜界面与水平地面上测线的夹角叫界面的视倾角（倾角（）。）。方位角：方位角：倾斜界面的倾向在地面的投影线和测线的夹角倾斜界面的倾向在地面的投影线和测线的夹角叫方位角（叫方位角（）三者的关系：三者的关系：sinsincos说明：说明：55xxD真倾角、视倾角和方
32、位角示意图：真倾角、视倾角和方位角示意图：56D0 xx第三节第三节 平均速度测定平均速度测定 测定地震波传播速度的方法，基本上可分下面几类：测定地震波传播速度的方法，基本上可分下面几类：1.1.实验室测定法：实验室测定法：根据岩石样品，在实验室内测定（这种方根据岩石样品，在实验室内测定（这种方法在地震勘探中较少使用）法在地震勘探中较少使用）。2.2.井中观法：井中观法：地震测井和连续过度测井，根据井中观测资地震测井和连续过度测井，根据井中观测资料可以得到平均速度和层速度的较准确的资料。（目前主要料可以得到平均速度和层速度的较准确的资料。（目前主要用用VSPVSP垂直地震剖面垂直地震剖面-Ve
33、rtical Seismic Profile-Vertical Seismic Profile法法）3.3.时距曲线计算法时距曲线计算法：根据各种地震波时距曲线，通过计算：根据各种地震波时距曲线，通过计算求取速度资料求取速度资料(如直达波、折射波等）。如直达波、折射波等）。4.4.速度谱法：速度谱法：在数字处理中用共反射点道集资料计算速度在数字处理中用共反射点道集资料计算速度谱以获取叠加速度谱以获取叠加速度 。5.5.速度剖面法（速度剖面法（反演的方法）反演的方法）：将地震记录进行某种数学将地震记录进行某种数学运算以获得地层波阻抗（速度和密度的积）进而获得层速度。运算以获得地层波阻抗（速度和密
34、度的积）进而获得层速度。下面主要介绍地震测井方法求取平均速度下面主要介绍地震测井方法求取平均速度 一、地震测井的野外工作一、地震测井的野外工作 地震测井原理：地震测井原理：是将测井检波器用电缆放入深井是将测井检波器用电缆放入深井中，在井附近激发地震波，每激发中，在井附近激发地震波，每激发一次，检波器隔一定距离向上提升一次，检波器隔一定距离向上提升一次，测井检波器记录下从井口到一次，测井检波器记录下从井口到检波器深度处直达波的传播时间，检波器深度处直达波的传播时间，检波器深度可由电缆长度测得，这检波器深度可由电缆长度测得，这样，就可求出该深度以上各地层的样，就可求出该深度以上各地层的平均速度。平
35、均速度。H到地震仪到地震仪d井中检井中检波器波器地面地面震源震源图图6-3-1 地震测井原理图地震测井原理图 地震测井是由钻井队，地震队和电测队共同地震测井是由钻井队，地震队和电测队共同协作完成，一般在深井完井前进行，在保证安全协作完成，一般在深井完井前进行，在保证安全情况下，尽可能减小炮井到深井之间的距离。情况下，尽可能减小炮井到深井之间的距离。为了保证所测平均速度的精度，一般设远近两为了保证所测平均速度的精度，一般设远近两个炮点，近炮点距深井个炮点，近炮点距深井50100米，炮井按扇形排米，炮井按扇形排列，远炮点距深井列，远炮点距深井300500米，炮点按矩形排列，米，炮点按矩形排列，井距
36、井距10米左右。米左右。激发点布置：激发点布置：注意：注意：当地层倾角较大时，炮点应布置在地层下当地层倾角较大时，炮点应布置在地层下倾方向，以防折射波的干扰，（在地层上倾方向，以防折射波的干扰，（在地层上倾方向放炮时，容易接收到折射波）倾方向放炮时，容易接收到折射波）测井时，首先将检波器沉放到井底，从井底测井时，首先将检波器沉放到井底，从井底测起，测点间隔测起，测点间隔50米左右，在地层分界面附米左右，在地层分界面附近适当加密测点，检波器在井中停留时间不近适当加密测点，检波器在井中停留时间不能太长，以免出现泥浆固结卡住检波器。能太长，以免出现泥浆固结卡住检波器。野外注意：野外注意：下井前检查检
37、波器下井前检查检波器绝缘绝缘情况，计数表是否正情况，计数表是否正常运转，丈量电缆是否准确，检波器极性是常运转，丈量电缆是否准确，检波器极性是否接错等等。地震测井记录的是初至波。否接错等等。地震测井记录的是初至波。如在某一需要停留较长时间，可以在该点附如在某一需要停留较长时间，可以在该点附近上下活动检波器。测井资料的初步整理和近上下活动检波器。测井资料的初步整理和分析必须在井场进行，在现场作出分析必须在井场进行，在现场作出 垂垂直时距曲线，发现问题，及时补炮检查。直时距曲线，发现问题，及时补炮检查。OtH 二、地震测井资料的整理二、地震测井资料的整理 点激发，即在井底点激发，即在井底S点接发，炮
38、井点接发，炮井 ，炮，炮井同深井的水平距离为井同深井的水平距离为 。OChdH到地震仪到地震仪d井中检井中检波器波器地面地面oShcAtc震源震源图图6-3-1 地震测井原理图地震测井原理图每次检波器沉放深度每次检波器沉放深度 以及相应的记录下来以及相应的记录下来的透过波传播时间的透过波传播时间 。HCt则：则：22)(ChHdSO通过测井得到数据是通过测井得到数据是（H、）波由波由 点到点到 所用时间为所用时间为 ，则波由，则波由 到到 所所用时间用时间 为：为：OSCtAtSCtSOtHCt22)(CChHdtHt利用远炮点资料，计算波沿利用远炮点资料，计算波沿 方向传播的方向传播的速度速
39、度射线平均速度射线平均速度 。SOSVCCCSthHdtSOV22)(t利用近炮点资料，由利用近炮点资料，由 式得式得 。avHvt一般一般 ，浅层，浅层 与与 差别大；差别大；SavVVavVSV通过对地震测井资料的整理，可得出几种成果通过对地震测井资料的整理，可得出几种成果：SVavVSVavV深层深层 与与 相近（相近（逐渐靠近逐渐靠近 ）1、利用上式求得、利用上式求得 和和 ，换算为，换算为（），把数据画在），把数据画在 坐标系中，坐标系中，得到得到 随随 变化曲线。变化曲线。t0tavVOttavVOtavV2t 0t3、当地层剖面的速度分层明显时，在垂直时、当地层剖面的速度分层明显
40、时，在垂直时距曲线上将表现为许多折线段组成，每一段距曲线上将表现为许多折线段组成，每一段斜率不同。斜率不同。2、把、把 对应数据（点在）对应数据（点在）坐标系坐标系中，得到地震波沿垂直向下方向传播的距离中，得到地震波沿垂直向下方向传播的距离与传播时间之间关系与传播时间之间关系垂直时距曲线。垂直时距曲线。2OtH 2OtH 每一段折线反映了一种层速度的地层，折线每一段折线反映了一种层速度的地层，折线的斜倒数就是这一地层的的斜倒数就是这一地层的层速度层速度 ，。nVtHVnDD用地震测井求取的用地震测井求取的 和和 是比较可靠的速度是比较可靠的速度资料。资料。avVnVHVn利用这一关系，求出各层
41、的层速度后，可作利用这一关系，求出各层的层速度后，可作出出 曲线，反映层速度随深度变化的情曲线，反映层速度随深度变化的情况。况。第四节第四节 叠加速度的求取叠加速度的求取 叠加速度的概念在前面以做了介绍，本节叠加速度的概念在前面以做了介绍，本节主要简单介绍一下用计算速度谱的方法求取主要简单介绍一下用计算速度谱的方法求取叠加速度的基本原理。叠加速度的基本原理。对于水平界面：对于水平界面：共中心点反射波时距曲线可看成是一条双共中心点反射波时距曲线可看成是一条双曲线曲线 共中心点道集上有一个反射波同相轴，共中心点道集上有一个反射波同相轴，利用动校正量计算公式利用动校正量计算公式 ，计算出道集，计算出
42、道集内各道的动校正量内各道的动校正量 ，对这个道集进行动校，对这个道集进行动校正，正，使双曲线形状的同相轴被校正成水平使双曲线形状的同相轴被校正成水平直线形状的同相轴。直线形状的同相轴。0222tvxt DxtD动校正成水平直线形状的同相轴动校正成水平直线形状的同相轴动校正的正确与否，和速度的选择有很大的动校正的正确与否，和速度的选择有很大的关系。关系。如果速度值选择正确，按如果速度值选择正确，按0202)(ttvxtxD计算了的合适计算了的合适 ，动校正后的曲线变成水，动校正后的曲线变成水平直线。如果速度值选的不合适，动校正后，平直线。如果速度值选的不合适，动校正后，共反射点时距曲线就不是水
43、平直线。共反射点时距曲线就不是水平直线。xtD选用一系列不同的速度值对共反射点时距曲选用一系列不同的速度值对共反射点时距曲线进行校正，看选用哪一个速度值正好能把线进行校正，看选用哪一个速度值正好能把曲线校正成水平直线，则这个速度就是合适曲线校正成水平直线，则这个速度就是合适的叠加速度。的叠加速度。速度谱分析原理：速度谱分析原理：怎样来判别曲线是否被校正成水平直线？怎样来判别曲线是否被校正成水平直线？判别方法：判别方法：相关速度谱：这种方法叫迭加速度谱差，迭加后能量较弱，存在相位道波形没有校正成直线，则各加后波形能量最强。如迭加，迭同相迭加，如校正成直线，点道集中个道动校正后迭加速度谱：把共反射
44、相关能量准则迭加能量准则1.对于一组共反射点道集上的某一个反射同对于一组共反射点道集上的某一个反射同相轴，它的相轴，它的t0时间是时间是t01。计算共反射点道集的各道相关函数，用相计算共反射点道集的各道相关函数，用相关函数值的相对大小来判断是否同相。关函数值的相对大小来判断是否同相。计算叠加速度谱的过程（用叠加能量准则）计算叠加速度谱的过程（用叠加能量准则）2.选一个较小的速度选一个较小的速度v1按按 计计算各道的动校正量算各道的动校正量 ，对各道进行动校正，对各道进行动校正，然后计算道集上各道波的叠加能量，得然后计算道集上各道波的叠加能量，得v1。（如（如v1v，曲线向下弯，各道波形间存在相
45、，曲线向下弯，各道波形间存在相位差位差v1较小。）较小。）0202)(ttvxtxDxtD计算叠加速度谱的过程（用叠加能量准则）计算叠加速度谱的过程（用叠加能量准则）选选 vvvD122vxtD计算依次依次 3132vxtvvvDDvnxntvnvvDD)1(13.对于一系列对于一系列 出一组出一组能量能量 计算,21nvvvvnvv,21把它们（把它们（,vi）画在）画在v坐标系中，坐标系中，并把这些点（并把这些点（,vi）连成直线）连成直线它就是它就是这个反射波的速度谱曲线。这个反射波的速度谱曲线。iViV从从v曲线上看到，当曲线上看到，当时，时，值最大。即：值最大。即：时，把曲线校正成水
46、时，把曲线校正成水平直线，平直线，是最合适的动校正速度（叠加是最合适的动校正速度（叠加速度）速度）还可看到：还可看到：vm时时,过过小，校正后曲线向上弯曲，叠加能量也较小。小，校正后曲线向上弯曲，叠加能量也较小。xtD实际上，地震记录上来自不同界面的许多反实际上，地震记录上来自不同界面的许多反射波，即有许多不同射波，即有许多不同t0的同相轴。的同相轴。上面是对道集的一个同相轴（上面是对道集的一个同相轴（t01）计算其）计算其速度谱步骤。速度谱步骤。为了求出整张记录上曲线到深层所有各个反为了求出整张记录上曲线到深层所有各个反射波的叠加速度，（即求它们各条速度谱曲射波的叠加速度，（即求它们各条速度
47、谱曲线）。线）。可把整张记录按一定的可把整张记录按一定的t0间隔间隔(）划分许多时窗，（这些时窗以划分许多时窗，（这些时窗以t0为中心，有为中心，有一定的宽度（）。一定的宽度（）。025tmsD沿一个个时窗来计算各道波形的叠加能量，沿一个个时窗来计算各道波形的叠加能量，通过这样的方法，对一张记录，计算出很多通过这样的方法，对一张记录，计算出很多条速度谱曲线，（每条对应一个条速度谱曲线，（每条对应一个t0值），把值），把这些曲线按这些曲线按t0的大小依次排列起来，就是一的大小依次排列起来，就是一张速度谱。张速度谱。在速度谱曲线上，可确定出各在速度谱曲线上，可确定出各t0的的Vm值（一值（一次波形
48、成速度谱曲线的极大值）。把各次波形成速度谱曲线的极大值）。把各t0的的Vm连接起来，就可以确定出叠加速度连接起来，就可以确定出叠加速度随随t0的变化曲线。的变化曲线。第五节第五节 各种速度之间的各种速度之间的关系及一些相互换算公式关系及一些相互换算公式 一、一、Vav,VR,Vp之间的关系之间的关系Vav,VR,都是对介质模型作了不同简化。引都是对介质模型作了不同简化。引入不同的假设后导出的速度概念。入不同的假设后导出的速度概念。为了比较它们之间的差别和精度，要找一个为了比较它们之间的差别和精度，要找一个更精确的速度作为标准。我们引入射线平均更精确的速度作为标准。我们引入射线平均速度速度Vp,
49、VR可以作为标准。可以作为标准。地震波在非均匀介质中传地震波在非均匀介质中传播时，沿不同的射线路径播时，沿不同的射线路径有不同的传播速度有不同的传播速度叫叫射线速度。射线速度。射线平均速度：射线平均速度：定义：定义：把地震波沿某一条射线把地震波沿某一条射线传播所走的总路程长度和传播所走的总路程长度和所用的时间比值叫波沿这所用的时间比值叫波沿这条射线的射线平均速度。条射线的射线平均速度。hi vih1 v1isi射线平均速度对每条射线都不一样。射线平均速度对每条射线都不一样。所以所以Vp即是地震波沿即是地震波沿射线旅行时的函数（炮射线旅行时的函数（炮检距检距x），也是射线出），也是射线出射角射角
50、0（或射线参数）（或射线参数）的函数。的函数。在水平层状介质中在水平层状介质中射线平均速度公式：射线平均速度公式：niiiiniiivpvhvphtstpv12212211),(hi vih1 v1isisiniipvzzzvpzvdzzvpdztpv022022)(1)()(1),(连续介质：连续介质：射线平均速度比射线平均速度比Vav、VR更精确地描述了波更精确地描述了波在介质中的情况。所以在分析在介质中的情况。所以在分析Vav,VR的精度的精度时，用时，用Vp作为一个比较的标准。作为一个比较的标准。例题：以例题：以Vp为标准，分析为标准，分析Vav，和，和VR的特点。的特点。秒米/428
