第五章處理和速度

第五章地震資料數(shù)字處理

1

2

34地震資料處理設(shè)備和軟件SGIORIGION2000并行計算機(jī)

208億次/秒,32CPUs，32GB內(nèi)存;20TB自動帶庫

IBMPCCLUSTER、SPⅡ并行計算機(jī)

336億次/秒,42CPUs,

24GB內(nèi)存;40TB自動帶庫20臺套處理工作站處理軟件:OmegaGeovectuerplusParadigmGeodepthFocusGrisysFathom自己研制的處理軟件.5NCDX終端：32臺IBM3490帶機(jī)：12臺IBM3590帶機(jī):2臺繪圖儀：3臺彩色繪圖儀：1臺打印機(jī)：5臺IBMRS6000工作站：3套SGIoctane工作站:2套POWER3CPU：42個雙精度浮點運算速度：336億次/秒分布式內(nèi)存：24GB外置磁盤：2500GBIBM3494自動帶庫：40TB配備美國西方地球物理公司的Omega

地震資料處理軟件13221IBMSP2計算機(jī)系統(tǒng)6R10000型CPU：

32個浮點運算速度：208億次/秒共享式內(nèi)存：32GB外置磁盤：1500GB配備法國CGG地球物理公司的

GeovecteurPlus地震資料處理軟件IBM3494自動帶庫：10TBIBM3490帶機(jī)：6臺IBM3590帶機(jī)：2臺NCDX終端：20臺繪圖儀：3臺彩色繪圖儀：1臺打印機(jī)：3臺ULTRA60工作站:3套21207P波處理流程置觀測系統(tǒng)解編野外靜校正、折射波靜校正疊前去噪（面波、線性干擾、單頻干擾等）速度分析剩余靜校正地表一致性振幅補(bǔ)償、地表一致性反褶積統(tǒng)計子波反褶積、預(yù)測反褶積RNA疊加疊后提高分辨率、提高信噪比處理8三分量炮集予處理縱波靜校正地表一致性處理疊前去噪縱波速度分析動校正剩余靜校正疊加偏移疊后屬性提取轉(zhuǎn)換波波速度分析轉(zhuǎn)換波動校正剩余靜校正疊加偏移橫波靜校正疊加偏移各向異性分析抽CCP道集反褶積多波資料處理流程9原始資料分析試驗工作處理流程地震資料處理主要流程10山地占全區(qū)32.5%

丘陵占全區(qū)47.5%

平原占全區(qū)5%

礫石、沖溝占全區(qū)15%

1、分析工區(qū)的表層地震地質(zhì)條件11采集高頻干擾能量分析原始炮集（T2500、F180）高頻干擾能量分析原始炮集（T4000、F180）高頻干擾能量分析2056021160208002078012高頻風(fēng)力檢測分析Exit13靜校正去噪能量補(bǔ)償反褶積疊加偏移試驗工作靜校正：即地震勘探表層因素的校正。在計算靜校正值時要任選一個海拔高程作為基準(zhǔn)面（實際中一般選地形起伏的中線），將所有的炮點和接受點校正到這個基準(zhǔn)面上，把由于低、降速帶引起的時間延遲校正掉。靜校正：折射波靜校正層析成像靜校正綠山靜校正14應(yīng)用折射波靜校正量前后的初至前后應(yīng)用靜校正之后消除了地表因素和低降速帶對層位的影響15靜校正去噪能量補(bǔ)償

反褶積

疊加偏移試驗工作FX域去噪TX域去噪τP域去噪F-K域去噪16大值干擾衰減前后17靜校正去噪能量補(bǔ)償反褶積

疊加偏移試驗工作振幅補(bǔ)償就是消除地震記錄縱向和橫向上的能量差別，使記錄在時間方向和空間方向的能量達(dá)到基本一致。

球面擴(kuò)散補(bǔ)償?shù)乇硪恢滦哉穹a(bǔ)償18球面擴(kuò)散補(bǔ)償后的單炮振幅補(bǔ)償就是消除地震記錄縱向上的能量差別，使記錄在時間方向能量達(dá)到基本一致。19地表一致性振幅補(bǔ)償及球面擴(kuò)散補(bǔ)償前后單炮補(bǔ)償后圖12-1前后振幅補(bǔ)償就是消除地震記錄橫向上的能量差別，使記錄在空間方向的能量達(dá)到基本一致。20Q補(bǔ)償技術(shù)21靜校正去噪能量補(bǔ)償

反褶積疊加偏移試驗工作反褶積：地震記錄是震源子波信號和層位波阻抗等地下信息的褶積過程，反褶積就是消除子波等因素，獲得層位波阻抗信息的過程

地表一致性反褶積預(yù)測反褶積組合反褶積22反褶積前疊加剖面地表一致性反褶積后疊加剖面23靜校正去噪能量補(bǔ)償反褶積

疊加偏移試驗工作2462.0線STK疊加與DMO疊加剖面對比STK疊加DMO疊加疊加就是對地下同一點的反射信息進(jìn)行累加，得到地震剖面STK疊加是水平疊加，DMO疊加考慮了傾角信息，沿傾角疊加，使傾斜層成像效果更好。25靜校正去噪能量補(bǔ)償反褶積

疊

加偏移試驗工作FX域一步法偏移相移偏移克?；舴蚱撇▌臃匠唐?6偏移是把地下的反射能量歸位到正確位置的過程。使疊加剖面上的繞射能量正確歸位，斷點更加清楚、斷面更加清晰、構(gòu)造更加合理565線偏移剖面565線疊加剖面27二維剖面三維剖面28疊前時間偏移剖面（265線）常規(guī)疊后時間偏移剖面（265線）處理效果29P波處理流程置觀測系統(tǒng)解編野外靜校正、折射波靜校正疊前去噪（面波、線性干擾、單頻干擾等）速度分析剩余靜校正地表一致性振幅補(bǔ)償、地表一致性反褶積統(tǒng)計子波反褶積、預(yù)測反褶積RNA疊加疊后提高分辨率、提高信噪比處理30預(yù)處理疊前去噪反褶積靜校正精細(xì)處理的疊前數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備均方根速度分析建立均方根速度場疊前時間偏移CRP道集拉平輸出CRP道集切除疊加輸出疊前時間偏移剖面剩余速度分析no疊前時間偏移處理流程31三分量炮集予處理縱波靜校正地表一致性處理疊前去噪縱波速度分析動校正剩余靜校正疊加偏移疊后屬性提取轉(zhuǎn)換波波速度分析轉(zhuǎn)換波動校正剩余靜校正疊加偏移橫波靜校正疊加偏移各向異性分析抽CCP道集反褶積多波資料處理流程32處理質(zhì)量控制質(zhì)量控制工作是處理質(zhì)量的根本保證，研究所處理室積累多年的處理經(jīng)驗，建立了完善的質(zhì)量保證體系。一級質(zhì)量控制二級質(zhì)量控制三級質(zhì)量控制四級質(zhì)量控制處理員處理項目長室區(qū)塊負(fù)責(zé)人所高工在處理的關(guān)鍵工序，堅持責(zé)任人檢查簽字制度，做到責(zé)任落實到人頭，本道工序不合格不準(zhǔn)進(jìn)入下一道工序，人員考核不合格不準(zhǔn)上崗，參數(shù)不合理不準(zhǔn)出站，不完成地質(zhì)任務(wù)不準(zhǔn)出站的五不準(zhǔn)制度。333435一、地震勘探的基本流程資料處理：1、觀測系統(tǒng)定義2、預(yù)處理3、反褶積4、疊加5、偏移36顯示單炮解編野外班報

線性動校正置道頭 觀測系統(tǒng)定義

疊前去噪

疊加折射靜校正

球面擴(kuò)散補(bǔ)償資料處理流程37

疊加地表一致性振幅補(bǔ)償

疊加地表一致性反褶積

第一次速度分析

疊加第一次剩余靜校正預(yù)測反褶積38速度分析

剩余靜校正

疊加調(diào)諧反褶積

DMO疊加

疊后去噪及提高分辨率

偏移 偏移速度場

偏移成果39三、高分辨率地震資料處理技術(shù)

高分辨率地震資料處理是高分辨率地震勘探的關(guān)鍵，要在以下幾方面來提高地震資料的信噪比、分辨率及保真度，從而為地震資料解釋打下堅實的基礎(chǔ)。

■噪聲衰減；

■球面擴(kuò)散校正；

■吸收補(bǔ)償；

■同相疊加；

■提高高頻端信噪比及拓寬有效頻寬。40三、高分辨率地震資料處理技術(shù)主要開展了以下四方面的研究工作：■疊前去噪方法；■提高地震資料保真度的處理方法；■層析折射靜校正方法；■提高地震資料高頻段信噪比及拓展有效頻寬方法。通過研究，主要取得了以下8項技術(shù)成果。41三、高分辨率地震資料處理技術(shù)1、基于非線性變換的K-L分解疊前去噪技術(shù)；2、基于地震波場瞬時相干屬性的奇異值分解去除相干噪音技術(shù)；3、波動方程線性噪音衰減技術(shù)；4、分頻球面擴(kuò)散和高頻吸收補(bǔ)償技術(shù)；5、波動理論球面擴(kuò)散校正及吸收補(bǔ)償技術(shù)；6、反射系數(shù)有色譜補(bǔ)償技術(shù)；7、層析折射靜校正技術(shù)；▲8、提高地震資料高頻段信噪比及拓展有效頻寬技術(shù)?！?/p>

7、層析折射靜校正技術(shù)；424344綠山折射靜校正層析折射靜校正4546三、高分辨率地震資料處理技術(shù)1、基于非線性變換的K-L分解疊前去噪技術(shù)；2、基于地震波場瞬時相干屬性的奇異值分解去除相干噪音技術(shù)；3、波動方程線性噪音衰減技術(shù)；4、分頻球面擴(kuò)散和高頻吸收補(bǔ)償技術(shù)；5、波動理論球面擴(kuò)散校正及吸收補(bǔ)償技術(shù)；6、反射系數(shù)有色譜補(bǔ)償技術(shù)；7、層析折射靜校正技術(shù)；▲8、提高地震資料高頻段信噪比及拓展有效頻寬技術(shù)?！?/p>

8、提高地震資料高頻段信噪比及拓展有效頻寬技術(shù)。47三、高分辨率地震資料處理技術(shù)對地震記錄的各道進(jìn)行時頻能量分析，提取有效波所在的時間范圍，將其它部分充零，組成新的記錄；對新記錄中的有效波規(guī)則化后做奇異值分解重建，提取更為精確的有效波分量，從而達(dá)到提高高頻段信噪比的目的。

在此基礎(chǔ)上，采取多道統(tǒng)計子波反褶積來拓展有效頻寬，最終達(dá)到提高分辨率目的。

▲提高地震資料高頻段信噪比及拓展有效頻寬技術(shù)48經(jīng)過預(yù)處理及地表一致性反褶積后的動校正道集

運用本技術(shù)后的動校正道集

49應(yīng)用本技術(shù)前的地震剖面

應(yīng)用本技術(shù)后的地震剖面前后50第一次應(yīng)用本技術(shù)的頻譜分析結(jié)果51三、高分辨率地震資料處理技術(shù)

應(yīng)用以上研究的技術(shù)及具有的處理系統(tǒng)，對延遲激發(fā)、組合激發(fā)及高覆蓋次數(shù)段試驗資料進(jìn)行了處理。通過攻關(guān)，取得了令人滿意的效果，剖面T2反射層的視頻率可達(dá)95Hz以上，頻帶寬度可達(dá)10－160Hz以上。52延遲與組合激發(fā)合并后480次覆蓋地震剖面T2視頻率可達(dá)95Hz以上53組合激發(fā)240次覆蓋160—320Hz掃描剖面T254延遲激發(fā)

組合激發(fā)

延遲激發(fā)及組合激發(fā)240次覆蓋地震剖面T2反射層單道頻譜55

第一節(jié)數(shù)字濾波

原始信號?裝置?新信號

輸入?濾波器?輸出時間域：x(t)?h(t)

?y(t)=x(t)*h(t)

頻率域：X(w)?H(w)?Y(w)=X(w)H(w)1.理想濾波器最理想的濾波器是有效波在其頻率范圍內(nèi)無奇變得通過，實際工作中頻率濾波用得最多。56H(f)=|H(f)|={1有效波頻帶內(nèi)0其它（1）理想低通濾波器|H(f)|={1|

f|＜fc0|

f|＞fc57

（1）理想帶通濾波器|H(f)|={1f1＜

|

f|＜f20|

f|＞fc

58第四節(jié)偏移剖面的形成一、水平疊加剖面存在的問題水平疊加剖面可以大致反映地下構(gòu)造形態(tài)，但存在許多問題。（1）界面傾斜情況下是共中心點疊加而不是真正的共反射點疊加——降低了橫向分辨率；同時，水平疊加剖面上存在繞射波不收斂，干涉帶不分解，回轉(zhuǎn)波不歸位等。59（2)水平疊加剖面總是把反射點的位置定在共中心點的正下方，界面傾斜情況下反射點向界面下傾方向偏移。所以針對上述缺點采用了一種反偏移的方法——偏移歸位。應(yīng)當(dāng)注意，以往大量偏移方法是真對第二個問題而進(jìn)行的，即利用已經(jīng)得到的水平疊加剖面資料作為原始資料進(jìn)行偏移處理——疊加偏移。但是第一個問題仍未解決。60另一類方法則是從最原始的野外資料開始，進(jìn)行真正的偏移疊加，它有可能解決（1）（2）兩種問題。這種方法叫偏移疊加，但工作量較大。二、傾斜界面偏移歸位的基本原理首先指出，自激自收得到的反射波對應(yīng)的反射點位置可能來自于以1/2Vt為半徑以自激自收點o為圓心的圓弧上的任一點。所以，如果只有一道自激自收記錄，而沒有其它資料配合是無法確定反射點在地下準(zhǔn)確位置的。61其次，對反射界面段偏移大小進(jìn)行估算。設(shè)oc是反射界面，真傾角為Ψ，當(dāng)我們在地面上分別在A、B兩點自激自收時，我們接收到的分別是來自界面上A’’、B’’點的反射，但是實際上，我們把接收到的反射波顯示在A、B兩點的正下方，在地震剖面上是反射界面段A’、B’，它并不代表地下界面段真正位置，界面的傾角也是有誤差，是θ而不是Ψ，θ<Ψ，它們的關(guān)系為62

圖4—36反射界面段偏移的大小

63因為三角形OBB’和三角形OBB’’都是直角三角形，在三角形OBB’中有tgθ=BB’/OB,在三角形OBB’’中有sinΨ=BB’’/OB所以tgθ=sinΨ由此可以看出觀測點與界面距離越大（界面埋藏越深），則偏移越嚴(yán)重。64圖4—36反射界面段偏移的大小65確定反射界面方法：（1）公切線法當(dāng)我們得到來自界面上兩點的反射旅行時toA和toB以及波速V后，可以A為圓心用rA=1/2Vt0A為半徑畫一圓弧，以B為圓心用rB=1/2Vt0B半徑畫一圓弧，做兩個圓弧的公切線就可以得到真正反射點位置和反射段的位置A’’B’’。66圖4—38圖4—38用曲射線法構(gòu)組反射界面

67當(dāng)反射界面以上的覆蓋層中波速不是常數(shù)，而是速度隨深度線性增加的連續(xù)介質(zhì)時，用人工繪圖進(jìn)行界面偏移的原理是一樣的，只是此種情況下產(chǎn)生反射波t0A的反射點的可能位置不是位于以A為圓心以1/2Vt0A為半徑的圓弧上，而是位于圓心（0，Z0=1/β(chv0βt0A/2-1)半徑R0=shv0

βt0A/2的圓弧上。對A、B、、、各點做出一系列這樣的圓弧，它們的公切線就是反射界面。68（2）用反向射線追蹤法確定反射界面的位置設(shè)在A、B兩點觀測，得到自激自收時間t0A和t0B在反射界面為平面的情況下，從圖中可以看出，反射波到達(dá)A、B兩點的時差?t=t0A-t0B與界面傾角有關(guān)。如果把反射波看成界面上A’B’產(chǎn)生的向上傳播的平面波，則BC可以看成是1/2t0B時刻的反射波等時線。它與AB的夾角α用sinα=AC/AB計算，69而AC=1/2（t0A-t0B）v=1/2?tVsinα={(1/2?tV)/?x}=(1/2)V?t/?x根據(jù)上式先由?t和V、?x求出α，過A、B作出鉛垂線夾角為α的BB’和AA’截AA’=（1/2）Vt0A。BB’=（1/2）Vt0B可得A’B’兩點。70B’兩點。上述幾種方法都是從水平疊加剖面出發(fā)，得到反射界面正確位置。也是過去用人工繪圖實現(xiàn)傾斜界面同相軸歸位的辦法。雖然現(xiàn)在已不再用人工操作繪圖實現(xiàn)偏移歸位，但理解這些方法的原理是十分必要。因為許多用計算機(jī)實現(xiàn)的自動偏移方法在原理上與它們有共同之處。71圖4—39時間剖面與地質(zhì)剖面72三、偏移疊加原理在討論偏移問題的開始，已經(jīng)指出水平疊加剖面存在的問題，上面的討論只解決了界面的偏移，而沒有解決共反射點分散的問題?，F(xiàn)在討論怎樣從原始的共炮點記錄出發(fā)，即從未經(jīng)過水平疊加的資料出發(fā)，實現(xiàn)真正的共反射點疊加和偏移，這種方法又稱為偏移疊加。

73按照現(xiàn)在通常采用的多次覆蓋野外工作方法（如圖4-40），各組激發(fā)點與接收點對稱于它們的中心，在傾斜界面情況下，得到的并不是一組真正的共反射點道集，它們對應(yīng)的反射點分布在一小段界面上，如果把這些道當(dāng)作界面水平的情況進(jìn)行動校正后作疊加，實際上并不是真正共反射點疊加，而是對地面的共中心點疊加，因此在傾斜界面情況下，如果仍然要保證實現(xiàn)真正共反射點疊加，則激發(fā)點與接收點的布置就應(yīng)當(dāng)歸根據(jù)界面的傾角、速度等參數(shù)設(shè)計一套對應(yīng)的觀測系統(tǒng)。

74圖4—40界面傾斜時激發(fā)點、接收點與反射點的關(guān)系75為此，在界面傾斜情況下，O1激發(fā)時，為了保證仍然得到來自R點的反射，可以估算相應(yīng)的觀測點S’1位置，并按這個距離來布置接收點Si,這種想法是有道理的，但是在實際生產(chǎn)中事先不知道h和Φ因而是很難實現(xiàn)的。另一種方法是在野外仍按激發(fā)點與接收點對稱的方式來布置排列，但在疊加時不是按照界面水平抽道集，而是根據(jù)初步處理所得的h和Φ用上式抽道集，經(jīng)過相應(yīng)的動校正、疊加，這種方法在原理上是對的。76但在實際生產(chǎn)中過于麻煩，無人采用。盡管如此，這種方法的思路對我們理解偏移技術(shù)是很有幫助的。現(xiàn)在介紹比較典型的利用射線理論的偏移方法叫繞射掃描偏移疊加方法。設(shè)在同一測線上的許多點O1,O2,……Oj……Op激發(fā)，每一炮又在許多點Sj1,Sj2……Sji……Sjn接收(下標(biāo)第一個字母表示炮號，第二個字母表示對某一炮而言的道號）。（如圖4-41）77因而疊加結(jié)果會出現(xiàn)一個較大的數(shù)值（正或負(fù)）。當(dāng)然，這樣同時把許多道的不符合共反射點條件的振幅值（共有NP-P個）也取來加在一起了。但它們是隨機(jī)的振幅值，疊加結(jié)果會互相抵消而接近于零。如果M不是一個反射點，則按上述方法從各炮選取的全是不同相的NP個隨機(jī)振幅值，疊加結(jié)果接近于零，這就是射線偏移法。78以上是傾斜界面條件下實現(xiàn)真正共反射點疊加的方法，但是，這樣疊加后得到的位置是否反映了反射點的真實位置呢？（如圖4-42反射點位置的軌跡示意圖79

在Oj激發(fā)在Sji接收到一個旅行時間為T的反射波，僅僅根據(jù)這一道上的反射波到達(dá)時間T，是無法確定反射點在地下的真實位置的，因為反射點的可能位置有很多，只要地震波從Oj到某一點再反射回Sji的旅行時間為T，則該點就可能是反射點，在均勻介質(zhì)條件下，只要地震波從Oj到該點反射回Sji的總路程為L=VT，則該點就可能是反射點。80在解析幾何中我們知道，如果平面內(nèi)一個動點到兩個定點的距離之和等于定長，那么，這個動點的軌跡是一個橢圓（這兩個定點叫做橢圓的焦點，動點到兩點距離之和的一半稱為橢圓的長半軸），也就是說，與反射波T對應(yīng)的反射點地可能位置必然位于以O(shè)j和Sji為焦點，以L/2為長半軸的橢圓上。81進(jìn)行偏移疊加不僅能實現(xiàn)真正的共反射點疊加，也能同時正確的突出反射點的真實位置，因為用掃描法實現(xiàn)偏移疊加時，是對X—H平面上按?X，?h劃分的方格網(wǎng)上每一點M(X,H)都進(jìn)行計算的，只要劃分的足夠細(xì)，總可以在所要求的精度上反映反射點的全部可能位置，如果反射點的位置是在M點的話，只有當(dāng)對M點進(jìn)行計算時，才會在多次覆蓋的每一炮上都能找到一道是以M點為共反射點的。82總共能取到P個同相的有效幅值，疊加后得到較大的數(shù)值，當(dāng)對這個橢圓上的其它點（M’,M”……)進(jìn)行計算時，雖然也能對Oj這一炮在Sji道上取到一個振幅值，但因為M’,M”……等不是真正的反射點，因而在各炮中就不可能找到P個同相的振幅值，而只能找到NP個不同相的隨機(jī)振幅值，它們疊加的結(jié)果應(yīng)該接近于零，也就是說，對橢圓上的各點都用真正共反射點疊加辦法計算后，只可能在反射點M(X,H)上出現(xiàn)大的數(shù)值。83這就是偏移疊加能同時實現(xiàn)真正共反射點疊加以及確定反射點的真實位置的簡單原理，此外，不難理解，偏移疊加也能使繞射波收斂到真正的繞射點位置上，能使回轉(zhuǎn)波歸位，恢復(fù)凹界面的真實形態(tài)，水平疊加時間剖面上一些傾斜同相軸的交叉、打架也會得到分解而“各就各位”了。84

物理地震學(xué)認(rèn)為繞射是最基本的，反射波是繞射疊加的結(jié)果。因此在解決反演問題時，如果能把來自地下一個個繞射點源的繞射波都收斂到繞射點位置上，也就實現(xiàn)了地下界面正確位置的成像。另外，有時不用偏移一詞，而把在一定地質(zhì)結(jié)構(gòu)上所得到的地震剖面稱為這一地質(zhì)構(gòu)造的地震響應(yīng)，以表示它們兩者之間有聯(lián)系而又不完全一樣。把偏移稱為成像，85其意義可用點繞射的成像過程(如圖4—43所示)示意說明。點繞射源D在地面自激自收得出的繞射波到達(dá)時間是不相等的，因此按等時間疊加不能聚焦成像，但是經(jīng)過某種處理，如動校正后，到達(dá)地面各點的振動時間相等，相位相同，疊加后就能聚焦成像廠這里的動校正就相當(dāng)于一個聚焦透鏡的作用。86圖4—43繞射波的合成聚集過程87當(dāng)波速為常數(shù)，在共炮點記錄中，地面接收到的點繞射時距曲線是雙曲線，如圖4—44所示。88利用繞射掃描疊加作偏移時，是把地下空間劃分為網(wǎng)格點。把每個點看成繞射點，根據(jù)震源、接收點及繞射點的幾何位置和波速，可以畫出繞射雙曲線，按照繞射雙曲線的時距關(guān)系，從實際記錄上讀取對應(yīng)道的振幅值，把它們相加放在繞射點上，就得到該點偏移后的輸出道振幅。如果這個點是地下一個繞射點，則按繞射雙曲線規(guī)律可從各道取到同相的繞射波振幅，疊加后有較大的振幅值。89四、波動方程偏移原理簡介1.從幾何地震學(xué)出發(fā)的偏移技術(shù)存在的問題和波動方程偏移的優(yōu)點及意義最早采用的人工畫剖面使反射同相軸實現(xiàn)偏移的做法，首先要進(jìn)行波的對比和識別，因為只能對已識別出的反射波同相軸繪制深度剖面，而不是利用記錄下來的全部原始信息進(jìn)行偏移，所以人工繪制深度剖面，在反射波的對比過程中已含有較多的主觀因素，更不用說繪制出深度剖面后，反射波的動力學(xué)特征已完全不能反映出來了。90前面介紹的偏移疊加方法，雖然能把在地面上記錄到的反射波或繞射波都?xì)w位到真正的反射界面或繞射點上去，能較真實地反映地下構(gòu)造形態(tài)，無需首先進(jìn)行波的對比，但是這些方法的主要不足是：它只簡單地按地震波旅行時間把振幅放到地下去，而沒有考慮到波動的動力學(xué)特點，特別是能量的變化和其他波形特征的變化。因此，這種偏移方法得出的結(jié)果只適用于構(gòu)造形態(tài)的解釋，而不適用于較精細(xì)的地層巖性解釋，因而不能滿足油氣勘探對地震勘探提出的可進(jìn)行地層巖性解釋的要求。91

造成這一情況的根本原因在于地震波是一種波動，用幾何地震學(xué)的射線理論來描述波的傳播，只是一種較粗略的近似。波動方程才是描述波動傳播的全部特征(包括時間和能量)的精確的數(shù)學(xué)工具。因此如能找到以波動方程為基礎(chǔ)的解反問題的方法，就可以使偏移的結(jié)果，不僅恢復(fù)地下界面的真實形態(tài)，還可以保持波動的動力學(xué)特征。92

波動方程偏移是在一般偏移疊加基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，實質(zhì)上就是從波動方程出發(fā)通過一定的數(shù)學(xué)計算，把地面接收到的地震波場向下?lián)Q算，求出地下各點的地震波場值，然后算出激發(fā)的地震波到達(dá)某點的波場值。如時間相同，則取前者的振幅值作為該點的反射波（或繞射波）振幅值。如時間不相同則該點就不是反射點（或繞射點），更談不上振幅值了。這樣，它既如實地反映了該反射點（或繞射點）的真實位置，又保留了該反射點（或繞射點）的波形和能量特征，得出的時間剖面便于進(jìn)行巖性對比，或分析直接找油找氣標(biāo)志。932、波動方程偏移原理的簡單說明關(guān)于波動方程偏移的理論的精確闡述和有關(guān)公式——嚴(yán)格的推證將在《處理.》課中討論，這里只對它的原理作簡單的說明。我們可以把從震源出發(fā)向地下傳播的波，稱為下行波。當(dāng)下行波遇到反射層或繞射點時，一部分能量透過巖層或繞射點繼續(xù)向下傳播。另一部分能量則被反射層或繞射點反射或繞射返回地面。這種反射或繞射返回地面的波稱為上行波。

94圖中地下某點P如是反射或繞射點，則當(dāng)下行波到達(dá)這一點時，必有一上行波開始產(chǎn)生并且二者時間相等，上行波有一較強(qiáng)能量，如果地下某點不是反射或繞射點，例如P’和P’’點，則當(dāng)下行波到達(dá)這點時沒有上行波開始產(chǎn)生，下行波與上行波波場時間也不等。在地面布置的檢波器接收到的除直達(dá)波外，所記錄的都是上行波。95所以如果我們把接收到的上行波波場逐層向下?lián)Q算求出地下各點的上行波波場，并取下行波場到達(dá)某點的波場值。如果這點確是反射或繞射點的話，則下行波到達(dá)這點的時間必等于這點的上行波時間，且必有一強(qiáng)的上行波能量值。否則，其上行波能量等于零，所以如此向下?lián)Q算并取下行波到達(dá)另一時間等于上行波的時間，這點的上行波應(yīng)有一較大幅值，即為該繞射和反射點處的繞射和反射波振幅值，這表示了反射點或繞射點的實際位置，并且該振幅是該反射點或繞射點的真振幅。96上述偏移原理，可作如下解釋，利用波動方程將地下接收到的上行波長換算求得地下各層的上行波場值，就相當(dāng)于把檢波器放到地下各換算層上去接收。為什么檢波器接收記錄向下?lián)Q算，并取下行波波場值就能達(dá)到偏移的目的呢？97如圖示，如地下有一個傾斜層的反射，對于自激自收剖面，在激發(fā)點A上接收不到它正下方反射點P來的反射，P點產(chǎn)生的反射，根據(jù)地層傾斜大小到達(dá)地面B點時偏移了一定距離這個偏移據(jù)我們用d表示，當(dāng)接收層（或上行波）向下?lián)Q算時，偏移距越來越小，如d’當(dāng)換算到真正反射點深度時，偏移距等于零，就達(dá)到偏移了真正反射點位置的效果。而檢波器就放在這一點接收，所以它記錄的是這一點真實的上行波振動的情況。98這種偏移方法是很奇妙的。它好像把檢波器直接放地下去接收了，這在實際生產(chǎn)中是不可能的，但通過數(shù)學(xué)計算方法——波動方程計算卻可能到這一點。下面再看兩個例子：圖4—45觀測面與地質(zhì)體的距離對反射點偏移的影響99首先討論觀測面離開地質(zhì)體的深度不同對反射點偏移的影響。設(shè)有圖4—45所示的一段傾斜界面段OC，當(dāng)在地面OA的一點A自激自收時，將把接收到的來自界面上A"點的反射顯示在A點正下方的A′點。A′點相對于A"的正確位置在深度和水平位置上都有偏移。如果在比OA更靠近A"點的O′B平面上的B點進(jìn)行觀測，這時將把來自A"點的反射顯示在B點正下方的B′點。顯然B′點相對A"點的偏移要比A′點小得多，在極限情況下，在A"點進(jìn)行觀測就不會產(chǎn)生偏移了。100然后，再討論點繞射情況，圖4—46(a)所示是均勻介質(zhì)中的三個繞射點，為方便而不失一般性，設(shè)它們的深度分別為Z1，Z2=2Z1和Z3=3Z1。(b)圖是在地面上（Z＝0）觀測到的地震剖面示意圖，最淺繞射點的地震響應(yīng)是三條繞射雙曲線中最窄的一條。如果把觀測面降到Z＝Z1，結(jié)果見(c)圖，因為此時觀測面相當(dāng)于繞射點1的深度，所以t＝0時的地震響應(yīng)正好是繞射點1的真實位置，同時也由于記錄面的降低，原來在(b)圖中的雙曲線1，2，現(xiàn)在正好是繞射點2和3了，并且到達(dá)時間也減少了，在圖中用時間坐標(biāo)的移動來表示這一點。101(d)圖是在Z＝Z2時平面觀測的結(jié)果，因為只記錄上行波，在這種情況下，繞射點1的影響巳不存在了，同時繞射點2的地震響應(yīng)在t=0時已退化為一個點，而繞射點3的地震響應(yīng)則變成同(b)圖中的繞射點1的響應(yīng)一樣。(e)圖是在Z3平面觀測的結(jié)果。(f)圖表示在與三個繞射點的深度對應(yīng)的觀測平面上得到的三個繞射點的波場，并且(f)圖上的時間t1相當(dāng)于Z1平面觀測的t=0，t2，t3也有類似的關(guān)系。102圖4—46向下延拓地震波場實現(xiàn)偏移的原理示意圖103這兩個例子表明，通過把觀測面一次次向地下靠近地質(zhì)體，可以得到不同深度上地質(zhì)體的真實形態(tài)，這是實現(xiàn)偏移方法的基本原理。當(dāng)然在實際工作中，波場的觀測只能在地面進(jìn)行，因此上述原理在物理上是不可實現(xiàn)的，但是可以找到一套數(shù)學(xué)上的方法，把波場從一個高度換算到另一個高度——波場延拓。為了實現(xiàn)偏移，可以對波場進(jìn)行向下延拓，當(dāng)把地面得到的資料向下延拓到不同的地下反射界面時，地震剖面就轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)的深度模型，反映出反射界面的真實形態(tài)。104波動方程偏移實際上是將地表記錄的地震剖面作為邊界條件，依據(jù)波的傳播規(guī)律向下延拓成像的過程。下面給出水平疊加剖面偏移的數(shù)學(xué)模型。水平疊加剖面是經(jīng)過動校正后的剖面，可以認(rèn)為是自激自收剖面。假定各道在地面的位置為01，02，…，On，反射波的to時間相當(dāng)于從虛震源O1＊，02＊，…，On＊出發(fā)，以速度v傳播到地面的時間，如圖4—47所示。如果將速度v變成，就相當(dāng)于t0時刻虛震源在反射界面上R1，R2，…，Rn點向上傳播到地面。105假定用P(x，z，t)表示二維完全彈性介質(zhì)的波場值，將波速v改成后，它們滿足波動方程

(4—58)邊界條件及初條件為106圖4—47反射波以速度v傳播到地面107其中F(x，t)為水平疊加時間剖面。式(4—58)與式(4—59)構(gòu)成了波動方程偏移的定解問題，從式(4—58)中可以看出，方程中有P(x，z，t)對z的二次偏導(dǎo)數(shù)項，而初條件中，只能提供一個條件P(x，z，t)z＝0＝F(x，t)。數(shù)學(xué)上可以證明這是一個不適定的問題，要想求解必須對該定解問題做適當(dāng)?shù)男拚laerbout用只含上行波的波動方程解決了這一困難，具體請參考有關(guān)數(shù)字處理方法的書籍。108由水平疊加剖面偏移的原理可知，速度減半后，從地面向下延拓至t0時刻，即為反射界面處的波場值，這一原理稱為Claerbout成像原理，也稱爆炸反射界面原理。上面介紹的只是波動方程偏移最基本的原理，具體實用方法目前常用的有三種，即有限差分法(在時間一空間域處理)、F—K法(即在頻率一波數(shù)域進(jìn)行偏移)以及克?；舴蚍e分法，關(guān)于這些偏移方法的具體公式和實現(xiàn)過程將不在本課程中詳細(xì)討論。109圖4—48地質(zhì)模型圖4—49地震模型的水平疊加剖面

110下面用一個理論模型來說明向下延拓的原理和效果。圖4—48的模型包括一個平緩向斜、一個陡向斜、一個平緩背斜、一個陡背斜、地層尖滅、充填盆地的地層、一些孤立的繞射點和一條斷層等各種類型的地質(zhì)特征。波速被認(rèn)為是常數(shù)。該模型對應(yīng)的自激自收地震剖面如圖4—49所示。地震剖面有些同相軸與深度剖面中的界面形態(tài)及位置是對應(yīng)相符的，但也存在回轉(zhuǎn)波、繞射波以及傾斜界面同相軸發(fā)生偏移等問題。111圖4—50是一個向下延拓到上部反射層頂部的剖面(相當(dāng)在A深度觀測)，這樣就突出了靠近觀測平面處的同相軸，同時也改變了整個剖面。例如可以看到平緩向斜的底部變圓了，來自陡向斜翼部的反射波交點向下移動了。然后把觀測下移到B,再下移到C，得到圖4—51和圖4—52。每向下延拓一段就有一條剖面。然后，再利用這些沒有重疊的剖面部分做出一條新的剖面(如圖4—53所示)，它幾乎與原來的深度剖面一樣。112圖4—50向下延拓到箭頭所示深度的結(jié)果113圖4—51向下延拓到箭頭所示深度的結(jié)果114圖4—52向下延拓到箭頭所示深度的結(jié)果115圖4—53最終得到的經(jīng)過偏移的剖面1165偏移成像117海拉爾盆地銅缽廟工區(qū)疊后時間偏移剖面118海拉爾盆地銅缽廟工區(qū)三維疊前深度偏移剖面119三維疊前深度偏移疊后時間偏移120一、速度的用途在地震勘探的各個階段中，速度是不可缺少的重要參數(shù)，其重要用途有以下幾方面：1.野外施工(設(shè)計多次覆蓋觀測系統(tǒng)，確定組合檢波形式，都需要知道有效波和干擾波的速度。)剩余時差：2、室內(nèi)處理(速度是資料處理所必須的參數(shù))動校正：靜校正：偏移迭加需要偏移速度，迭加速度等1213、

資料解釋中的應(yīng)用：（1）時深轉(zhuǎn)換的重要參數(shù)，把時間剖面轉(zhuǎn)換成深度剖面利用下式：h=(1/2)Vt

（2）利用速度資料計算空校量板，進(jìn)行偏移歸位（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）、利用速度資料，計算空校量板，進(jìn)行偏移歸位。折射波、面波、聲波。（4）利用速度資料進(jìn)行制作人工合成地震記錄，確定地震剖面上的地質(zhì)層位。

122（5）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。（6）利用層速度資料，直接劃分地層和巖性，進(jìn)行烴類檢測。（7）利用縱波和橫波速度的比值，判別亮點性質(zhì)（含氣→低速），由此可見速度資料對地震勘探的各個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生影響，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重要組成部分。123二、速度的概念嚴(yán)格地講，速度是矢量，具有大小和方向，它是空間坐標(biāo)的參數(shù)，即V=V（x、y、z），這就是說即使在同一巖層的不同部位和不同方向，地震波的傳播速度也各不相同。事實上，地下介質(zhì)是不均勻的，所以地震波在巖層中傳播的速度值是很難精確測定的。然而，為了滿足生產(chǎn)的需要，根據(jù)用途不同和地震勘探技術(shù)所能達(dá)到的水平可以對復(fù)雜的介質(zhì)作種種簡化，建立近似的模形，因而引入了各種不同用途的速度，下面我們就一一講解。124一組水平層狀介質(zhì)中，某一界面以上介質(zhì)的平均速度是地震波垂直入射到該界面所走的總路程與總時間之比。定義：Ｖav＝＝(一)、平均速度125Hi，vi：每一層的厚度和速度現(xiàn)在從另一角度來討論的含義。如圖：126水平層狀介質(zhì)，Ｏ點激發(fā)，Ｓ點接收，并假設(shè)波按最短路程傳播。波從Ｏ入射到第ｎ層的Ｐ點時，ＯＰ是直線，Ｏ＊是Ｏ相對于Ｒｎ的虛震源，Ｏ＊ＰＳ也是一直線，ＯＰ＝Ｏ＊Ｐ，波走過總路程相當(dāng)于O*S，入射角為α。即：把定義為：在水平層狀介質(zhì)中，波沿直線傳播所走過的總路程與所需總時間之比。127＝===地震波傳播遵循是“沿最小時間路程傳播”。在層狀介質(zhì)中，最小時間路程是折線而不是直線。注意：128但需要注意的是：地震波在水平層狀介質(zhì)中的傳播路經(jīng)是折線而不是直線，我們引入平均速度時是假定波沿直線傳播的，是一種對實際介質(zhì)結(jié)構(gòu)的近似簡化。因而，平均速度有誤差，隨著觀測點離爆炸點的距離增加，這種誤差就越大。由此可見，平均速度只有在垂直入射或炮檢距范圍不大的情況下才是正確的。所以它只適用把時間剖面轉(zhuǎn)換成深度剖面，以將地震層位與鉆井層位對比。

129(二)、均方根速度ＶR地震波傳播遵循“費馬原理”，沿最小時間路程傳播。在均勻介質(zhì)中最小時間路程是直線。水平介面：均勻介質(zhì)反射波時距曲線是一條雙曲線，方程t=或t=t+130式子意義：如果一條時距曲線的方程可以寫成這樣的形式，表示波以常速傳播，波速等于式中Ｘ２項的分母的平方根。引入ＶＲ速度，按這個思路把有關(guān)方程化為：t=t+形式，從x2項的分母中找出。131對于水平層狀介質(zhì)，在Ｏ點激發(fā)，Ｓ點接收，第n層底面的發(fā)射波傳播時間為：

t=2①水平層狀介質(zhì)反射波時距。相當(dāng)炮檢距：x=2132變換為以射線P表示的方程：②曲線的參數(shù)方程（θi）由133化簡：134③④展開：135而⑤由⑤式兩邊平方：⑥⑦136將⑦式代回t2的表達(dá)式：137令為均方根速度：各小層的速度：各層的垂直時間：稱為n層水平層狀介質(zhì)的均方根速度138對于覆蓋層為連續(xù)介質(zhì)，只給出對應(yīng)的基本公式。定義：把水平層狀介質(zhì)情況下的反射波時距曲線近似當(dāng)作雙曲線求出的波速，就是這一水平層狀介質(zhì)的均方根速度。139當(dāng)時，連續(xù)介質(zhì)反射波時距曲線方程：140在一定假設(shè)前提下，方程可寫成141(三)、等效速度傾斜界面，共中心點時距曲線方程為：：波速，h0：中心點處，：傾角142令143與均勻介質(zhì)、水平界面情況一樣。：傾斜界面、均勻介質(zhì)情況下的等效速度。傾斜界面、共中心點道集迭加效果存在兩個問題：144用代替，傾斜界面共中心點時距曲線變成平界面、共中心點時距曲線）。即：用按平界面動校正量公式，對傾斜界面共中心點道集進(jìn)行校正，可以取得較好的迭加效果，沒有剩余時差。上式表明：145(四)、迭加速度在一般情況下，（水平界面均勻介質(zhì)、傾斜界面均勻介質(zhì)、層狀介質(zhì)、連續(xù)介質(zhì)）可將其共中心點反射波時距曲線看作雙曲線，用一個共同的式子來表示：：迭加速度146對于不同的介質(zhì)結(jié)構(gòu)，意義不同。水平界面均勻介質(zhì)：＝傾斜界面均勻介質(zhì)：＝水平層狀介質(zhì)：＝147迭加速度的含義：（從另一個角度來理解）傾斜層狀介質(zhì)：148在實際的地震資料處理過程中，是通過計算速度譜來求取迭加速度的。即：對一組共反射點道集上的某個同相軸，利用雙曲線公式選用一系列不同速度計算個道的動校正量，對道集內(nèi)個道進(jìn)行動校正。當(dāng)取某一個能把同相軸棱成水平直線（迭加效果最好）時，則這個就是這條同相軸對應(yīng)的反射波的迭加速度。149Focus地震處理系統(tǒng)疊加速度分析

GeoDepth地震處理系統(tǒng)疊加速度調(diào)整

疊加速度分析

150三.各種速度之間的關(guān)系及一些相互換算公式151(一)、Vav,VR,Vp之間的關(guān)系Vav,VR,都是對介質(zhì)模型作了不同簡化。引入不同的假設(shè)后導(dǎo)出的速度概念。為了比較它們之間的差別和精度，要找一個更精確的速度作為標(biāo)準(zhǔn)。我們引入射線平均速度Vp,VR可以作為標(biāo)準(zhǔn)。152地震波在非均勻介質(zhì)中傳播時，沿不同的射線路徑有不同的傳播速度——叫射線速度。射線平均速度：定義：把地震波沿某一條射線傳播所走的總路程長度除以所需的時間叫波沿這條射線的射線平均速度。153射線平均速度對每條射線都不一樣。所以Vp即是地震波沿射線旅行時的函數(shù)（炮檢距x），也是射線之射角α0（或射線參數(shù)）的函數(shù)。在水平層狀介質(zhì)中：154連續(xù)介質(zhì)：射線平均速度比Vav,VR更精確地描述了波在介質(zhì)中的情況。所以在分析Vav,VR的精度時，用Vp作為一個比較的標(biāo)準(zhǔn)。例題：以Vp為標(biāo)準(zhǔn)，分析Vav，和VR的特點。155在什么條件下，哪一種速度反映實際情況比較精確？３個界面水平層狀介質(zhì)（R1,R2,R3）,計算R3界面以上的Vav,VR和以α1α2α3等入射角入射的每條射線的射線平均速度156157對應(yīng)于：透射定律：再求出

158對一個α1=10°：Vp=4310x=1684米α２=２0°：Vp=4420x=3977米α３=３0°：Vp=5450x=27025米159由以上的計算，得出幾點結(jié)論：⑴：介質(zhì)不均勻時，地震波沿不同射線傳播的速度是不同的，射線平均速度Vp能較好地反映波沿不同射線傳播情況不同這一特點。對同一地層：x↑→Vp↑,所以當(dāng)x繼續(xù)增大，Vp趨近于剖面中最高的層的速度。因此，可用Vp作為衡量其它速度精度的標(biāo)準(zhǔn)。160⑵：Vav,VR是把層狀介質(zhì)看成某種假象的均勻介質(zhì)，因此，對一種介質(zhì)結(jié)構(gòu)，只有一個Vav和一個VR。又由于地震波在同一種介質(zhì)結(jié)構(gòu)中，沿不同射線傳播，速度是不同的。用同一速度對道集中各道作動校正，嚴(yán)格說來，是不能完全校正準(zhǔn)確的，炮檢距x越大，誤差越大。說明：161⑶：例子中結(jié)論：Vav<VR

證明：Vav≤VR（對連續(xù)介質(zhì)情況進(jìn)行證明，更有一般性，書寫方便）速度：Vav＝速度是傳播時間t的函數(shù)v=v(t)162T：單程垂直傳播時間由許互茲不等式有：?。篺(t)=1,g(t)=v(t)（二者均非負(fù)），a=0,b=T。163即:164⑷:由模型計算Vav,VR,VP三者之間有如圖所示的關(guān)系。165②當(dāng)x↑增大到某一值，VR＝VP。①當(dāng)x=0時VP=Vavx=0，Vav比VR精度高。即：在跑檢距為某一數(shù)值附近，VR精度較高。X在繼續(xù)增大，VR與VP差別也逐漸增大，VR誤差也將很大。此時，Vav,VR均不準(zhǔn)確。③當(dāng)x→∞時，VP→。VP趨近于高層的層速度。166Vav與VR的優(yōu)缺點：①Vav能較好地描述跑檢距為零的情況，在設(shè)計井深，時深轉(zhuǎn)換，要用Vav。②隨著x↑,VR比Vav準(zhǔn)確。當(dāng)x過大時，VR的精度也要降低，總的來說，它畢竟可以代替大多數(shù)。167VR時比較精確的速度資料，目前，VR是由Vα進(jìn)行換算求得。下面具體看一看如何由Vα求VR。（最重要的是準(zhǔn)確校正）①水平層狀介質(zhì)，Vα＝VR。（疊加速度就是均方根速度）(二)、由疊加速度Vα計算均方根速度VR(Vα→VR)168即：φ＝０，Vα＝VR②傾斜界面，φ，覆蓋層為均勻介質(zhì)。此時：Vα＝,作傾角校正。（求傾角φ）在只有時間剖面的情況，可用時間剖面上同相軸的一些參數(shù)來表示Cosφ。169如圖：深度剖面上：時間剖面上：170：是這條同相軸對應(yīng)的均方根速度，是A,B兩個道上這條同相軸的時差171③：界面傾斜，φ，覆蓋層為連續(xù)介質(zhì)。不能用式校正當(dāng)時，導(dǎo)出傾角校正系數(shù)172②考慮到①②式太復(fù)雜，并根據(jù)對計算結(jié)果的分析，提出一個經(jīng)驗公式：在利用計算時，主要是進(jìn)行傾角校正。173即：一個地層剖面由淺到深一般可分為幾個速度層，個層之間在波速上存在明顯差別。在地震勘探中把某一速度層的波速叫做這一層的層速度。(三)、由均方根速度計算層速度1、層速度沉積巖中速度分布規(guī)律特點之一是速度在剖面上的成層分布。1742、由計算本章第三節(jié)一講過，通過地震測井可得到層速度，精度高。但是測井資料畢竟還是很少的。討論：利用地震資料由速度譜求出有n層水平層狀介質(zhì)，各層每小層內(nèi)單程垂直傳播時間。175n層以上的VR

①由第一層到第n層的均方根速度：第一層到第n層的t0

176n-1層的②①－②177又利用ＶＲ求層速度的Dix公式,當(dāng)已知第n層，第n-1層的均方根速度時，以及這兩層的時間，利用上式求出第n層的層速度。178(四)、總結(jié)各種介質(zhì)結(jié)構(gòu)情況下，各種速度的計算公式及相互換算公式各種速度的計算公式、換算公式。1、層狀介質(zhì)1792、連續(xù)介質(zhì)180由時的自己看書。討論：與之間換算。1）層狀介質(zhì)：1811822）連續(xù)介質(zhì)已知：求已知：求183利用此公式，已知時，由VR求Vav184第二節(jié)地震波傳播速度的影響因素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，都指縱波速度。185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Vp==Vs==λ、μ拉梅系數(shù)，ρ介質(zhì)密度，Ｅ楊式模量，υ泊松比，都是說明介質(zhì)的彈性性質(zhì)的參數(shù)。186因為Υ≈0.25＝>Ｖｐ／Ｖｓ＝≈1.73在大多數(shù)情況下，υ＝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增加的級次較高，所以當(dāng)ρ↑—>Ｖｓ、Ｖｐ↑。同一介質(zhì)中，縱波、橫波速度比。Ｖｐ／Ｖｓ＝187二、與巖性的關(guān)系地震波的傳播速度與巖性有一定的關(guān)系，不同巖性的巖石，地震波在其中傳播速度不同。一般：沉積巖１５００～６０００花崗巖４５００～６５００玄武巖４５００～８０００變質(zhì)巖３５００～６５００188沉積巖中的波速與巖石密度有密切關(guān)系。這種關(guān)系除了Ｖｐ，Ｖｓ公式外，在實用中我們主要討論沉積巖的速度問題。三、與密度的關(guān)系經(jīng)驗表明:根據(jù)大量資料，有時還可以把Ｖ與Ｐ表示成一種近似的線性關(guān)系。189對某些石灰?guī)r和砂質(zhì)巖來說，這種關(guān)系可表示成方程式Ｖ單位是ｋｍ／ｓ，ρ單位是ｇ／ｃｍ３。Ｖ＝６ρ－１１通過對大量巖石樣品進(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。190如圖經(jīng)驗公式理論曲線和測定的Ｖ與ρ的關(guān)系曲線。從圖中可看出公式對于砂巖、泥巖、石灰?guī)r、白云巖等比較適用。可用加德納公式表示：ρ＝０．３１×Ｖ１／４

Ｖ：米／秒，ρ：克／厘米３191經(jīng)驗公式具體的反映了Ｖ與Ｐ之間的關(guān)系，為參數(shù)之間的換算提供了方便。如：在計算人工合成地震記錄時，如果以知Ｖ，沒有密度參數(shù)，就可利用這些公式進(jìn)行換算。X（t）=b（t）*ξ（t）ξ（t）=192四、與構(gòu)造歷史和地質(zhì)年代的關(guān)系許多實際觀測資料表明，同樣深度、成分相似的巖石，當(dāng)?shù)刭|(zhì)年代不同時，波速也不同，即：年老的巖石比年青的巖石具有叫高的速度。速度與構(gòu)造運動的關(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。193地震波在巖層中的傳播速度V隨地質(zhì)過程中的構(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：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194h↑，所受地層壓力大。五、與埋藏深度的關(guān)系大量實際資料表明，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（Z·R）1/6經(jīng)驗公式：195由地層埋深、和電阻率R計算V。V：米/秒Z：深度（米）R：歐姆·米，由電測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+KZ1962：V（Z）=V0（1+βZ）1/23：V（Z）=V0（1+βZ）1/3

六、與孔隙率和含水性的關(guān)系研究表明，巖石空隙中含油或氣或水時，巖石的波速會發(fā)生變化，=>導(dǎo)致在界面的反射波振幅的變化。197在大多數(shù)沉積巖中，巖石的實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決定。可用一個簡單的關(guān)系式來表示:時間平均方程198V：巖層的實際速度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：199由公式看出：當(dāng)Ф=0，V=Vr，Ф=100%，V=Vf當(dāng)流體壓力降低，流體壓力這項的百分比影響就變小，當(dāng)流體壓力接近大氣壓時，其影響變的最小。在實際條件下，時間平均方程必須用一個壓差調(diào)節(jié)系數(shù)C加以修正。200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，使巖石的速度降低。七、與頻率和溫度的關(guān)系試驗資料表明：在很寬的頻率范圍內(nèi)，縱波與橫波的速度與頻率無關(guān)。說明，縱波與橫波不存在頻散現(xiàn)象。201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，這一點恰恰是使用地震勘探的有利前提。202⑵：速度變化具有方向性速度在垂直方向上隨深度而變，在橫向上受地質(zhì)構(gòu)造和沉積巖性的控制，在水平方向上也發(fā)生變化。⑶：速度存在垂直梯度速度隨深度的增加而增大，但速度變化的梯度隨深度增加而遞減。203在不同地區(qū)，由于沉積環(huán)境不同和巖性變化，速度在平面內(nèi)的分布具有分區(qū)分帶的特點。⑷：分區(qū)性204205測定地震波傳播速度的方法，基本上可分下面幾類：1、根據(jù)巖石樣品，在實驗室內(nèi)測定（這種方法在地震勘探中較少使用）。2地震測井和連續(xù)過度測井，根據(jù)井中觀測資料可以得到平均速度和層速度的較準(zhǔn)確的資料。（目前及使用）3根據(jù)各種地震波時距曲線，通過計算求取速度資料（迭加速度），（在數(shù)字處理中用共反射點道集資料計算速度譜）。206第三節(jié)速度來源207速度是一重要參數(shù)，不論是在解釋和處理中應(yīng)用都很廣，前面咱們講了幾種速度的概念及影響速度的主要因素。今天，咱們講如何獲得我們所需要的速度。速度資料主要通過三種方法得到（1）地震測井（2）聲波時差測井（3）地震參數(shù)覆蓋資料——速度譜下面首先介紹用地震測井方法求取平均速度的野外工作方法和資料整理工作

208一.地震測井方法(一)、地震測井的野外工作地震測井是將測井檢波器用電纜放入深井中，檢波器隔一定距離向上提升一次，在井附近激發(fā)地震波，測井檢波器記錄下從井口到檢波器深度處直達(dá)波的傳播時間，檢波器深度可由電纜長度測得，這樣，就可求出該深度以上各地層的平均速度。209地震測井是由鉆井隊，地震隊和電測隊共同協(xié)作完成，一般在深井完井前進(jìn)行，在保證安全情況下，盡可能減小炮井到深井之間的距離。為了保證所測平均速度的精度，一般設(shè)遠(yuǎn)近兩個炮點，近炮點距深井50~100米，炮井按扇形排列，遠(yuǎn)炮點距深井300~500米，炮點按矩形排列，井距10米左右。210激發(fā)點布置：注意：211當(dāng)?shù)貙觾A角較大時，炮點應(yīng)布置在地層下傾方向，以防折射波的干擾，（在地層上傾方向放炮時，容易接收到折射波）212測井時，首先將檢波器沉放到井底，從井底測起，測點間隔50米左右，在地層分界面附近適當(dāng)加密測點，檢波器在井中停留時間不能太長，以免出現(xiàn)泥漿固結(jié)卡住檢波器。野外注意：下井前檢查檢波器絕緣情況，計數(shù)表是否正常運轉(zhuǎn)，大量電纜是否準(zhǔn)確，檢波器極性是否接錯等等。地震測井記錄的是初至波。213如在某一需要停留較長時間，可以在該點附近上下活動檢波器。測井資料的初步整理和分析必須在井場進(jìn)行，在現(xiàn)場作出垂直時距曲線，發(fā)現(xiàn)問題，及時補(bǔ)炮檢查。214(二)、地震測井資料的整理點激發(fā)，即在井底激發(fā)，炮井深度，炮井同深井的水平距離為。215每次檢波器沉放深度以及相應(yīng)的記錄下來的透過波傳播時間。則：通過測井得到數(shù)據(jù)是：波由點到所用時間為，則波由到所用時間為：216①利用遠(yuǎn)炮點資料，計算波沿方向傳播的速度——射線平均速度。利用近炮點資料，由①式得。217一般，淺層與差別大；通過對地震測井資料的整理，可得出幾種成果：深層與相近（逐漸靠近）1、利用上式求得和，（~），把數(shù)據(jù)畫在－坐標(biāo)系中，得到隨變化曲線。2183、當(dāng)?shù)貙悠拭娴乃俣确謱用黠@時，在時距曲線上將表現(xiàn)為許多折線段組成，每一段斜率不同。2、把對應(yīng)數(shù)據(jù)（點在）坐標(biāo)系中，得到地震波沿垂直向下方向傳播的距離與傳播時間之間關(guān)系——垂直時距曲線。每一段折線反映了一種層速度的地層，折線的斜率倒數(shù)就是這一地層的層速度，。219用地震測井求取的和是比較可靠的速度資料。利用這一關(guān)系，求出各層的層速度后，可作出曲線，反映層速度隨深度變化的情況。220二.聲波時差測井（聲速測井）

它是一種地球物理測井方法。現(xiàn)已廣泛用于地震勘探，成為求取速度參數(shù)的一個重要手段。它是利用沿井壁滑行的初至折射時差來求取速度參數(shù)的，具有簡單方便又能連續(xù)觀測的特點。目前用的聲速測井儀的原理如圖。主要有電子線路和聲系兩部分組成，聲系包括一個超聲波發(fā)生器和