地震勘探方法原理

地震勘探方法原理第1頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：高精確度、高分辨率、大穿透深度。條件：具有規(guī)則的巖層分界面。方法：激發(fā)地震波——測(cè)量震波從震源到檢波器時(shí)間——

由旅行時(shí)、速度重建地震波路徑——構(gòu)造分析、地層分析、巖性分析。折射波法：波的主要沿兩個(gè)巖層的分界面?zhèn)鞑?，傳播路徑近似水平。反射波法：波先向下傳播，后反射回地表，傳播路徑基本是垂直的。?頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波及彈性介質(zhì)基本理論

(1)彈性介質(zhì)彈性與塑性：物體在外力作用下產(chǎn)生形變，外力取消后，物體能迅速恢復(fù)到受力前的形態(tài)和大小，這種性質(zhì)稱(chēng)為彈性。反之，若外力取消后，物體仍保持形變后的某種形態(tài)，不能恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱(chēng)為塑性。第3頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各向同性和各向異性：彈性性質(zhì)與空間方向無(wú)關(guān)的稱(chēng)為各向同性介質(zhì)，反之稱(chēng)為各向異性介質(zhì)。均勻介質(zhì)和連續(xù)介質(zhì)：速度值與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)的稱(chēng)為均勻介質(zhì)，反之為非均勻介質(zhì)。波的速度值是空間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)的介質(zhì)稱(chēng)為

連續(xù)介質(zhì)。第4頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)應(yīng)力、應(yīng)變與彈性參數(shù)應(yīng)力與應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度所產(chǎn)生的形變稱(chēng)為應(yīng)變。單位橫截面所產(chǎn)生的內(nèi)聚力稱(chēng)為應(yīng)力——單位面積上的作用力。楊氏模量和泊松比：應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱(chēng)為楊氏模量E（拉伸模量）。介質(zhì)的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值稱(chēng)為泊松比σ。第5頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

楊氏模量E和泊松比σ是一對(duì)表示介質(zhì)彈性性質(zhì)的參數(shù)：

負(fù)號(hào)表示橫向與縱向應(yīng)變方向相反。第6頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月體變模量К和切變模量μ：任何復(fù)雜的形變均可分為體積形變和形狀形變兩種簡(jiǎn)單的形變類(lèi)型。這兩種簡(jiǎn)單形變的應(yīng)力與應(yīng)變的比值分別稱(chēng)為體變模量К（壓縮模量：壓力與體積變化之比）和切變模量μ（剛性模量：切應(yīng)力與切應(yīng)變之比）。第7頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

切變模量（剛性模量）μ的表達(dá)式說(shuō)明：

μ越大，切應(yīng)變?cè)叫　?/p>

對(duì)于液體，μ=0，即液體不產(chǎn)生切變，只有體積變化。第8頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月拉梅系數(shù)：由胡克定律，應(yīng)力與應(yīng)變之間存在線性關(guān)系，由線性方程組表示，出現(xiàn)36

個(gè)彈性系數(shù)。對(duì)于各向同性均勻介質(zhì)，這些系數(shù)大都對(duì)應(yīng)相等，可歸結(jié)為應(yīng)力與應(yīng)變方向一致和垂直的兩個(gè)系數(shù)λ和

μ（切變模量），λ即為拉梅系數(shù)。第9頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

拉梅系數(shù)λ是為了簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)運(yùn)算引入的參數(shù)，它與楊氏模量E、泊松比σ、體變模量К、切變模量μ組成決定各向同性均勻介質(zhì)彈性性質(zhì)的五個(gè)重要參數(shù)。這些參數(shù)表示介質(zhì)抗形變的能力，其數(shù)值越大，表示該介質(zhì)越難以產(chǎn)生形變。只要知道其中兩個(gè)就可求出其余三個(gè)：第10頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)振動(dòng)與地震波振動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)圍繞平衡位置發(fā)生的往返運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)：在與位移量成正比、與位移方向相反的力作用下的振動(dòng)。諧振動(dòng)曲線是正弦或余弦曲線。第11頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月振幅A：質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的最大位移。周期T：完成一次振動(dòng)所需時(shí)間。沿時(shí)間軸從一個(gè)最高點(diǎn)到相鄰最高點(diǎn)的時(shí)間間隔。頻率f或角頻率：一秒鐘內(nèi)完成的振動(dòng)次數(shù)。初始相位0：振動(dòng)初始時(shí)刻位移值的角變量。第12頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

彈性波：是振動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播，是能量的傳播形式。波前和波后：在某一時(shí)刻，波即將傳到和剛剛停止振動(dòng)的兩個(gè)介質(zhì)曲面，稱(chēng)為波前面和波后面（波尾）。波前面和波后面是隨時(shí)間不斷推進(jìn)的。第13頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月波面：波傳播過(guò)程中，波前將不斷推進(jìn)掃過(guò)介質(zhì)內(nèi)部，介質(zhì)中每一個(gè)這樣的曲面就是一個(gè)波面。波面上各點(diǎn)是同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)的，所以波面又叫等時(shí)面。第14頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

振動(dòng)曲線和波剖面：某點(diǎn)振幅隨時(shí)間的變化曲線稱(chēng)為振動(dòng)曲線；某時(shí)刻各點(diǎn)振幅的變化稱(chēng)為波剖面。第15頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

波長(zhǎng)和速度V：一個(gè)周期T內(nèi)，波傳播的距離；或兩個(gè)波峰之間的距離，稱(chēng)為波長(zhǎng)。波每秒傳播的距離，稱(chēng)為速度。地震波的形成：在激發(fā)脈沖的擠壓下，質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生圍繞其平衡位置的震動(dòng)，形成初始地震子波，在介質(zhì)中沿射線方向四面八方傳播，形成地震波。第16頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)地震子波的描述地震子波：由震源激發(fā)、經(jīng)地下傳播并被接收的一個(gè)短脈沖振動(dòng)，稱(chēng)為該振動(dòng)的地震子波。地震子波基本屬性之一——非周期性：地震子波的一個(gè)基本屬性是振動(dòng)的非周期性。第17頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月任何一個(gè)非周期性振動(dòng)可以有許多不同頻、不同振幅、不同起始相位的諧振動(dòng)合成。第18頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

地震子波基本屬性之二：地震子波具有確定的起始時(shí)間和有限的能量。因此，振動(dòng)經(jīng)過(guò)很短的一段時(shí)間即衰減。地震子波的延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度：地震子波衰減時(shí)間長(zhǎng)短稱(chēng)為地震子波的延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度。它決定了地震勘探的分辨率。第19頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波動(dòng)力學(xué)地震波傳播的動(dòng)態(tài)特征可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)方面反映。

動(dòng)力學(xué)研究地震波傳播中振幅、頻率、相位的變化規(guī)律，了解地震波對(duì)地下地質(zhì)體巖性結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。運(yùn)動(dòng)學(xué)研究地震波傳播的時(shí)間與空間的關(guān)系，了解地震波對(duì)地下地質(zhì)體的構(gòu)造響應(yīng)。第20頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)地震波的類(lèi)型地震波的類(lèi)型：分為兩類(lèi)。一類(lèi)是體波，它在整個(gè)彈性體內(nèi)傳播，又分為縱波（P

波）和橫波（S波）。另一類(lèi)是面波，它只存在于巖層分界面附近，并沿介質(zhì)的自由面或界面?zhèn)鞑ィ?/p>

包括瑞利面波（R波）和勒夫面波（L波）。第21頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月體波縱波（P波）：彈性介質(zhì)在正應(yīng)力作用下發(fā)生體應(yīng)變產(chǎn)生的波動(dòng)稱(chēng)為縱波。第22頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月體波橫波（S波）：彈性介質(zhì)在切應(yīng)力作用下發(fā)生切應(yīng)變產(chǎn)生的波動(dòng)稱(chēng)為橫波。橫波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向垂直，又可分為SH波和SV波。第23頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月面波瑞利波：在自由表面上產(chǎn)生的沿自由表面?zhèn)鞑サ拿娌?。地震勘探中的面波指瑞利波。勒夫波：分布在低速層與高速層分界面上，與SH

波類(lèi)似，又稱(chēng)橫面波。第24頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)地震波的傳播特點(diǎn)：對(duì)于P波，波動(dòng)方程為：對(duì)于S波，波動(dòng)方程為：P波、S波速度為：第25頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月縱、橫波速度比：如果已知P波、S波速度，則：可以通過(guò)此式，研究地下介質(zhì)泊松比，作地震巖性分析和預(yù)測(cè)油藏。第26頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)地震波的能量與吸收：

波的能量E：地震波的傳播實(shí)際是能量的傳播。頻率為f、振幅為A的波，在體積為W、密度為的介質(zhì)中傳播時(shí)，其能量可表示為：

上式說(shuō)明：波的能量E與振幅A的平方、頻率f的平方以及介質(zhì)的密度成正比。

第27頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月能量密度：包含在介質(zhì)中，單位體積內(nèi)的能量稱(chēng)為能量密度。上式說(shuō)明：波的能量密度也正比于振幅A的平方。波的強(qiáng)度I：波前面上,單位時(shí)間t、單位面積S的能量式中V為速度。因此，波的強(qiáng)度I正比于振幅A的平方。第28頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波的吸收：實(shí)際介質(zhì)中，對(duì)地震波的能量具有不同程度的吸收作用。品質(zhì)因素Q：地震波的吸收可以用品質(zhì)因素描述。Q定義：在一個(gè)周期（或一個(gè)波長(zhǎng)距離）內(nèi)，振動(dòng)損耗能量E與總能量E之比的倒數(shù)

Q值越大，能量損耗越小，介質(zhì)越接近完全彈性第29頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月吸收系數(shù)：波在粘滯介質(zhì)中傳播時(shí)，它的振幅被吸收衰減，衰減的快慢有吸收系數(shù)確定式中為波長(zhǎng)。第30頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(6)地震波的反射、透射和折射入射波、反射波、透射波和界面法線的關(guān)系

第31頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反射波的形成反射定律：反射角等于入射角，反射線、入射線位于反射界面法線的兩側(cè)，反射線、入射線和法線位于同一個(gè)平面內(nèi)。波阻抗Z：密度和波速的乘積射角稱(chēng)為波阻抗。上、下兩層介質(zhì)的波阻抗差別越大，反射波越強(qiáng)。反射系數(shù)R：反射波振幅和入射波振幅之比稱(chēng)為反射系數(shù)。第32頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反射波形成條件：地下巖層存在波阻抗分界面，即反射系數(shù)R的取值范圍及其極性：

R有正負(fù)值，當(dāng)R>0，Zn>Zn-1，反射波和入射波相位相同，都為正極性，地震記錄初至波上跳；當(dāng)R<0，Zn<Zn-1，反射波和入射波相位相差1800，入射波與反射波反相，反射波為負(fù)極性，地震記錄初至波下跳。第33頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月透射波的形成透射定律：反射線、透射線位于法線的兩側(cè)，入射線、透射線、法線在同一個(gè)射線平面內(nèi)，反射角和入射角滿足斯奈爾定律。第34頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月斯奈爾定理：入射角的正弦和透射角的正弦之比等于入射波和透射波速度之比。當(dāng)V1>V2，則>，透射波射線靠近法線偏折，當(dāng)V1<V2，則<，透射波射線遠(yuǎn)離法線，向界面靠攏。實(shí)際地層中，波的透射多屬此類(lèi)。

地震波在多層水平層狀介質(zhì)中的傳播第35頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月透射系數(shù)T：透射波振幅和入射波振幅之比稱(chēng)為透射系數(shù)。透射波形成條件：地下巖層存在速度分界面，即VnVn-1時(shí)，才能形成透射波。波的強(qiáng)度條件：速度界面是透射界面，波阻抗界面是反射界面。當(dāng)入射波振幅Ai一定時(shí)，T越大，則R越小，即透射波強(qiáng)，反射波弱；反之，T越小，則R越大，即透射波弱，反射波強(qiáng)。第36頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月折射波的形成折射波：對(duì)于V2>V1的水平速度界面，由斯奈爾定律可知，當(dāng)入射角大于某臨界角i時(shí)，可使透射角等于900，此時(shí)透射波以V2速度沿界面滑行。根據(jù)斯奈爾定律，可求得臨界角i為折射波的形成與傳播第37頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月折射波的波前、射線和盲區(qū)：折射波的波前是界面上各點(diǎn)源向上覆介質(zhì)中發(fā)出的半圓形子波的包線。折射波的射線是垂直于波前的一簇平行直線，并與界面法線的夾角為臨界角。從震源到觀測(cè)到折射波的始點(diǎn)之間，不存在折射波，稱(chēng)為折射波的盲區(qū)。盲區(qū)半徑XM為

一般情況下，折射波只有在炮檢距大于兩倍折射界面深度時(shí)才能觀測(cè)到，即折射波形成條件：下伏介質(zhì)波速必須大于上覆介質(zhì)波速第38頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(7)地震波的頻譜和振幅振幅譜A(f)和相位譜(f)：地震波隨傳播距離的增加和深度的加大，波的頻率會(huì)發(fā)生變化，高頻成分逐漸被吸收，使視周期變大，延續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)。研究振幅和相位隨頻率的變化規(guī)律，叫頻譜分析，前者稱(chēng)為振幅譜，后者稱(chēng)為相位譜。第39頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)雜周期振動(dòng)的頻譜：一個(gè)復(fù)雜的周期振動(dòng)是由許多不同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成的，可以利用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)為許多簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其數(shù)學(xué)表示為

式中各項(xiàng)為不同振幅、不同頻率、不同相位的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。如果把各個(gè)分震動(dòng)的振幅A和圓頻率的關(guān)系表示在A為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)平面內(nèi)，所得圖像就為振幅譜。第40頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月非周期振動(dòng)的振幅譜第41頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波的頻譜：地震波是非周期的脈沖振動(dòng)，其振幅譜主要用主頻和頻寬兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述。主頻是振幅譜的峰值頻率，即頻譜曲線極大值所對(duì)應(yīng)頻率。頻寬是振幅譜的峰值的

0.707倍對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率值之間的頻率范圍。一般，反射波的能量主要分布在30—70Hz頻帶內(nèi)。且，淺層反射波的頻率較高，中、深層反射波的頻率較低。第42頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波振幅的影響因素：

激發(fā)條件的影響：包括激發(fā)方式、激發(fā)強(qiáng)度等

接受條件的影響：包括檢波器、放大器的頻率改造等

波傳播機(jī)制的影響：包括波前擴(kuò)散、地層吸收、反射與透射損失等。波前擴(kuò)散（球面擴(kuò)散）：隨傳播距離的增大，波前球面擴(kuò)展，但總能量不變，而使單位面積上的能量減少。第43頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)

運(yùn)動(dòng)學(xué)研究地震波傳播過(guò)程中波前的空間位置與傳播時(shí)間之間的幾何關(guān)系，從而確定地下地質(zhì)體的地質(zhì)構(gòu)造。通?？梢酝ㄟ^(guò)幾何作圖反映物理過(guò)程，簡(jiǎn)單直觀反映波傳播中，不同時(shí)刻的路徑和空間幾何位置，因此也被稱(chēng)為幾何地震學(xué)。第44頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究可以用波前面來(lái)描述，也可以用射線來(lái)描述。對(duì)于波前而言利用惠更斯原理確定，對(duì)于射線而言利用費(fèi)馬原理確定。第45頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波的傳播原理：

地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究可以用波前面來(lái)描述，也可以用射線來(lái)描述。對(duì)于波前而言利用惠更斯原理確定，對(duì)于射線而言利用費(fèi)馬原理確定?；莞乖恚河址Q(chēng)波前原理。任何時(shí)刻，波前面上每一點(diǎn)都可以看作一個(gè)新的點(diǎn)震源，產(chǎn)生子波前，新的波前位置是該時(shí)刻各子波波前的包絡(luò)。第46頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月費(fèi)馬原理：又稱(chēng)射線原理、時(shí)間最小原理。在均勻介質(zhì)中，波的傳播速度各處一樣，其旅行時(shí)間正比于射線路徑的長(zhǎng)短，波從一點(diǎn)到另一點(diǎn)，最短的傳播路徑是直 線，波沿射線傳播的時(shí)間比其它任何路 徑傳播的時(shí)間都少。

根據(jù)費(fèi)馬原理可以求得地震波的射線方程—幾何地震學(xué)的基本方程第47頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月射線方程：地震波在傳播過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的空間與時(shí)間的關(guān)系

式中：V是波傳播速度。在各向同性均勻介質(zhì)中，波的傳播速度是常數(shù)，此方程的解為球面方程，波前是一系列以震源為中心點(diǎn)的球面：

第48頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)間場(chǎng)：波前傳播時(shí)間t是觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)x、y、z的函數(shù)。當(dāng)震源固定時(shí)，地震波傳播的范圍內(nèi)介質(zhì)中每一點(diǎn)M(x,y,z)處都可以確定波前到達(dá)的時(shí)間。若已知空間任一點(diǎn)坐標(biāo)，就可以確定波到達(dá)此點(diǎn)的時(shí)間，也就確定了波至?xí)r間的空間分布。這種波至?xí)r間的空間分布就定義為時(shí)間場(chǎng)。時(shí)間場(chǎng)是標(biāo)量場(chǎng)，其等值面成為

等時(shí)面。第49頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月等時(shí)面：等時(shí)面上任意點(diǎn)地震波到達(dá)的時(shí)間相等。(1)均勻介質(zhì)中的等時(shí)面是同心球面(2)等時(shí)面族同射線族的正交關(guān)系(3)時(shí)間場(chǎng)的梯度方向第50頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月視速度v*和視速度定理：沿射線方向s傳播的波稱(chēng)為射線速度，是波的真速度V。而位于測(cè)線上的觀測(cè)者看來(lái)，似乎波前沿著測(cè)線x，以速度V*傳播，是波的視速度。

α是波射線與地面法線之間的夾角，即入射角。第51頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)反射地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)：

在地面激發(fā)地震波后，根據(jù)地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和波的類(lèi)型，地震波將具有不同的傳播特點(diǎn)。在地震勘探中主要采用“時(shí)距曲線”來(lái)定量說(shuō)明不同類(lèi)型的波在各種介質(zhì)結(jié)構(gòu)情況下傳播特點(diǎn)。

時(shí)距曲線的幾何形態(tài)包含著地下地質(zhì)構(gòu)造的信息，分析并掌握各種類(lèi)型地震波時(shí)距曲線的特點(diǎn)，是地震勘探基礎(chǔ)理論的主要組成部分。第52頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反射波理論時(shí)距曲線（A）水平兩層介質(zhì)反射波時(shí)距曲線可化為標(biāo)準(zhǔn)雙曲線方程

第53頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月t0時(shí)間：時(shí)距曲線在t軸上的截距，在地震勘探中也叫t0時(shí)間

t0表示波沿界面法線傳播的雙旅程時(shí)間。借助t0時(shí)間,水平兩層介質(zhì)反射波時(shí)距曲線也可以寫(xiě)成：

第54頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正常時(shí)差tn：任一接收點(diǎn)反射波傳播時(shí)間與它的

t0時(shí)間之差，稱(chēng)為正常時(shí)差

如果從各接收點(diǎn)的時(shí)間中減去相應(yīng)的正常時(shí)差tn，則各點(diǎn)都變成了t0時(shí)間

這種方法在地震資料數(shù)據(jù)處理中稱(chēng)為正常時(shí)差校正。第55頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(B)傾斜界面反射波時(shí)距曲線

第56頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傾斜界面上傾方向與X軸反向時(shí)的反射波時(shí)距曲線此時(shí)OM=Xm=-2hsin一般地：界面上傾方向與X軸正方向相同時(shí)，上式根號(hào)中第三項(xiàng)取“—”號(hào)；反之取“+”號(hào)。第57頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（C）多層水平介質(zhì)反射波均方根速度時(shí)距曲線：平均速度時(shí)距曲線：

第58頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月折射地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)

(A)水平兩層介質(zhì)折射波理論時(shí)距曲線：第59頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水平兩層介質(zhì)折射波理論時(shí)距曲線推導(dǎo)：第60頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(B)傾斜折射界面的折射波理論時(shí)距曲線：O1點(diǎn)激發(fā)，O1O2點(diǎn)區(qū)間接收第61頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月下傾接收的折射波時(shí)距曲線：第62頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月上傾接收的折射波時(shí)距曲線：第63頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(C)多個(gè)水平折射界面的折射波理論時(shí)距曲線：對(duì)于有三層介質(zhì)兩個(gè)水平折射界面的地質(zhì)模型第64頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于有n層水平折射界面的地質(zhì)模型第65頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波的速度地震波的速度是地震勘探中最重要的參數(shù)，也是地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)之一。地震勘探研究地下地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)的基本公式是：

H是界面的深度，V是地震波傳播速度，t是地震波從地面垂直向下到界面又返回地面的雙程旅行時(shí)間。第66頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)地震波傳播中的影響因素

理論研究和大量實(shí)際資料證明，地震波在巖層中傳播速度與巖石地質(zhì)年代、巖性、埋藏深度、密度、孔隙度、壓力、溫度等因素有關(guān)?；蚺c巖石的彈性性質(zhì)有關(guān)。由于目前油氣地震勘探主要利用體波，在談到波速問(wèn)題時(shí)，除非特別說(shuō)明，一般都是指縱波速度。第67頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與巖石彈性常數(shù)的關(guān)系：

由波動(dòng)方程得到縱波速度

泊松比的值變化不大，在大多數(shù)情況下約等于0.25。一般，隨巖石密度增加，楊氏模量E以更高級(jí)次增加，所以當(dāng)巖石密度增大時(shí)，地震波的速度不是減小，而是增大。第68頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與巖性的關(guān)系：

由于波的傳播速度與巖石的彈性性質(zhì)有關(guān)，不同巖石由于彈性性質(zhì)不同，波速也不一樣。一般，變質(zhì)巖和火成巖的波速大于沉積巖的波速。沉積巖中，灰?guī)r波速大于頁(yè)巖，頁(yè)巖波速又大于砂巖。巖石波速（m/s）沉積巖1500—6000花崗巖4500—6500玄武巖4500—8000變質(zhì)巖3500—6500巖石波速（m/s）粘土1200—2500泥質(zhì)頁(yè)巖2700—4100致密砂巖2000—4000石灰?guī)r2500—6000第69頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與密度的關(guān)系：

實(shí)際的速度—密度關(guān)系可以通過(guò)對(duì)巖石樣品的測(cè)定，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)公式。通常，速度—密度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系可表示成為一種近似線性的關(guān)系：經(jīng)驗(yàn)公式給參數(shù)換算提供了方便，如果已知波速，可以直接由經(jīng)驗(yàn)公式得到密度參數(shù)。第70頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同巖石密度與速度關(guān)系曲線第71頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與孔隙度的關(guān)系：

一切固體巖石的結(jié)構(gòu)基本有兩部分組成。其一是巖石骨架，其二是孔隙。地震波在這種結(jié)構(gòu)中的傳播，實(shí)際上相當(dāng)于在骨架和孔隙兩種介質(zhì)中傳播。波在雙向介質(zhì)中傳播的速度與孔隙度成反比。1956年Wylie提出了一個(gè)簡(jiǎn)便計(jì)算速度和孔隙度關(guān)系的平均時(shí)間方程：

Vm:巖石骨架速度，Vl:巖石孔隙介質(zhì)速度，:巖石孔隙度第72頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

平均時(shí)間方程說(shuō)明：波在巖石中的傳播時(shí)間，是巖石骨架中和充填介質(zhì)中波傳播所用時(shí)間的總和。

該方程只適用于巖層孔隙中只有油、氣或水一種流體，并且流體壓力與巖石壓力相等的情況。由該式可以計(jì)算波傳播的速度與孔隙度理論曲線。第73頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

依據(jù)平均時(shí)間方程思想，還可以推導(dǎo)出計(jì)算速度與砂泥巖百分含量的公式。如果在某一地層中沉積了一套砂泥巖層，則：

式中，V波在砂泥巖中傳播速度，Vs波在砂巖中傳播速度，Vn波在泥巖中傳播速度，Ps為砂泥巖中砂的百分含量，Pn為砂泥巖中泥的百分含量。第74頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

孔隙度的變化意味著巖石密度的改變。孔隙度增大，巖石密度變小。統(tǒng)計(jì)表明，孔隙度與巖石密度有如下線性經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：m:巖石骨架密度，L

:巖石孔隙介質(zhì)密度，:巖石孔隙度第75頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與巖層埋藏深度的關(guān)系：

在巖石性質(zhì)和地質(zhì)年代等相同的條件下，地震波的速度隨巖石埋藏深度的增加而增大。因?yàn)?，巖石埋藏越深，年代越久，承受上覆地層壓力時(shí)間越長(zhǎng)，強(qiáng)度越大。

但當(dāng)巖石的埋藏深度增加到一定數(shù)值后，速度隨深度的增加就不明顯了，速度隨深度增大的垂直梯度淺部大于深部。第76頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)層速度與平均速度層速度定義：按照地層巖石物性將地下介質(zhì)分成若干個(gè)厚度在幾十米以上的地震層，并認(rèn)為地下介質(zhì)由若干個(gè)平行的地震層所組成，此時(shí)，將每一個(gè)地震層看作為一種均勻介質(zhì)，取其中各分層真速度的平均就是層速度。第77頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月平均速度定義：一組水平層狀介質(zhì)中，某層以上介質(zhì)的平均速度就是地震波垂直穿過(guò)該層以上各層的總厚度與總的傳播時(shí)間之比。

對(duì)于n層水平層狀介質(zhì)，如果每層厚度和速度分別為hi，Vi，則平均速度Vav為：第78頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)均方根速度定義：在水平層狀介質(zhì)中，取各層層速度對(duì)垂直傳播時(shí)間的均方根值就是均方根速度。

均方根速度相當(dāng)于用一個(gè)速度為Vn的均勻介質(zhì)代替第n層以上全部上覆地層的等效處理。第79頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)迪克斯公式—由均方根速度計(jì)算層速度迪克斯公式是地震勘探中求取層速度的常用的公式。由均方根定義可知：式中：第80頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所以：代入前式，得到迪克斯公式利用此式不但可由均方根速度求層速度Vn，也可以求平均速度。第81頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月迪克斯公式求取平均速度：對(duì)于第n層底界面以上介質(zhì)的平均速度，有：代入迪克斯公式得：第82頁(yè)，課件共93頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(5)射線速度定義：在水平層狀介質(zhì)中，波沿某一條射線傳播時(shí)，它傳播的總路經(jīng)與總時(shí)間之比，就是射線速度。射線參數(shù)p＝sinin/Vn

這是沿一條射線取平均算出的速度。射線速度不僅考慮了射線彎折效應(yīng)，也考慮了橫向不均勻影響，但實(shí)際很難計(jì)算，故只有