幾種速度的概念

一、平均速度Vav定義:一組水平層狀介質(zhì)中某一界面以上的平均速度就是地震波垂直穿過該界面以上各層的總厚度與總的傳播時(shí)間之比。n層水平層狀介質(zhì)的平均速度就是：￡h?Viii匕廣藝在=己廠式中h〔、匕分別是每i=iTi=i"一層的厚度和速度。意義：簡言之，平均速度的引入，就是用一種假想的均勻介質(zhì)來代替整套層狀介質(zhì)，使地震波在假想均勻介質(zhì)中的傳播情況很接近于真實(shí)情況。二、均方根速度VR定義：把水平層狀介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線近似地當(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。在均勻介質(zhì)中，水平界面情況下反射波的時(shí)距曲線是一條雙曲線：1，x2,t="4h2+x2即：12=12+：其中：h是界面的深度，t是雙程垂直反射時(shí)間，xV00V200是接收點(diǎn)與激發(fā)點(diǎn)距離，t是在X處接收到反射波的時(shí)間。上式的意義在于：如果一條時(shí)距曲線的方程可以寫成這樣的形式，就表示波是以常速度傳播的。而在實(shí)際中，如果有一水平界面，覆蓋介質(zhì)是不均勻的時(shí)，這種情況下反射波的時(shí)距曲線的表達(dá)式將是如何？它還是不是一條雙曲線呢？下面以水平層狀介質(zhì)為例，導(dǎo)出均方根速度的概念。如圖所示，水平層狀介質(zhì)。在O點(diǎn)激發(fā)，在S點(diǎn)接收到第n層底面的反射波傳播時(shí)間為v?ht=口，相應(yīng)的炮檢距為.1cos0Vx=2才htg0。iii=1根據(jù)折射定律，

sin01Visin0sin0sin0八1—?/.?sin01Visin0Vi所以有:t-翌i—1hicos0Viic^n7八頂PtV2工—2乙htg0Tx-t—f(x)的顯函數(shù)形式。其中匕x2通過幕級(jí)數(shù)展開可以得到：12—12+—0V2R于是我們把V稱為n層水平層狀的均方根速度。R意義：把各層的速度值的平方按時(shí)間取其加權(quán)平均值，而后取平方根值。其中匕平均速度與均方根速度的比較：從平均速度公式可以看到某一層以上的平均速度就是地震波垂直穿過該層以上的總地層厚度與總傳播時(shí)間之比，在這組地層中每一小層波速是不同的，于是有一個(gè)我們假想速度(平均速度)來代替各小層的速度，使層狀介質(zhì)轉(zhuǎn)化為理想的均勻介質(zhì)。而這個(gè)假想的平均速度并不是各小層速度的線性平均，而是按各小層速度V對(duì)垂直施行時(shí)加權(quán)平均。而實(shí)際i上波在各小層中垂直旅行時(shí)間一般是不相等的，所以在平均速度中，垂直旅行時(shí)間大的層的速度就對(duì)平均速度影響大，小的就影響小。對(duì)于均方根速度，我們從公式中可以看出，均方根速度是沿著回聲反射行程的介質(zhì)速度對(duì)時(shí)間取均方根值，均方根速度近似地考慮了層狀介質(zhì)中地震射線的偏折效應(yīng)。平均速度和均方根速度的優(yōu)缺之處：平均速度能較好的描述炮檢矩為零的情況，設(shè)計(jì)探井時(shí)，進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換時(shí)要用它，但它“只管一點(diǎn)，不及其余”，對(duì)其它的射線來說，它就并不準(zhǔn)確。均方根速度考慮了射線通過界面透射時(shí)發(fā)生的偏折，對(duì)炮檢炮為零的射線它不如平均速度準(zhǔn)確，但隨著炮檢距的增大，它則比較準(zhǔn)確，但是當(dāng)炮檢矩過大時(shí)，它的精度也會(huì)降低。三、等效速度V甲式中的V是介質(zhì)的速度，h0是共中心點(diǎn)處界面的法線深度，＜p是界面傾角。t—V°4h2+x2cos2甲n…2h式中式中的V是介質(zhì)的速度，h0是共中心點(diǎn)處界面的法線深度，＜p是界面傾角。t—V°4h2+x2cos2甲n…2h式中t0—V意義用匕代替V，傾斜界面共中心曲線就可以變成水平界面形式的共反射點(diǎn)時(shí)距曲線，也就是說，用匕按水平界面動(dòng)校正公式，對(duì)傾斜界面的共中心點(diǎn)道集進(jìn)行動(dòng)校正，可以取得良好效果。但是值得注意的是，這并不能解決反射點(diǎn)分散的問題。這個(gè)問題，只有用偏移疊加才能妥善得到解決。四、疊加速度Va一般情況下，水平界面均勻介質(zhì)、傾斜界面均勻介質(zhì)、覆蓋層為層狀介質(zhì)或連續(xù)介質(zhì)等X2_都可將共中心點(diǎn)反射時(shí)距曲線看作雙曲線，用同一個(gè)式子來表示12=%+V2，V即為疊a加速度。對(duì)于不同的介質(zhì)結(jié)構(gòu)，則有不同的意義。對(duì)傾斜界面均勻介質(zhì)V就是V，對(duì)水平層狀a(p介質(zhì)V就是V。aR五、層速度一個(gè)地層剖面從淺到深一般可以分為幾個(gè)速度層，各層之間在波速上存在明顯差別，這種速度分層同地層的地質(zhì)年代、巖性上的分層一般是一致的，但也可能不完全一致。速度分層沒有地質(zhì)分層那么細(xì)，有時(shí)地質(zhì)年代不相同但巖性相同的一些地層可以為分一個(gè)速度層。在地震勘探中把某一速度層的波速叫做這一層的層速度。層速度可以通過以下方式求得：地震測(cè)井聲波測(cè)井n層速度疊加速度一傾角校正>均方根速度一Dix公式>利用Dix公式換算出層速度推導(dǎo)：設(shè)有〃層水平層狀介質(zhì)，各層層速度為匕，層厚為hi，在各小層中單程垂直傳播時(shí)間為t=當(dāng)i=1,2,3???n，顯然第一層至第n層的均方根速度V為：iVR，niTOC\o"1-5"\h\z"t2；2tiiiiV2=六掃=—T，t為第一層到第n層的t時(shí)間。\o"CurrentDocument"R,nnt0,n0乙t0,nii=1

l^V2t2習(xí)V2t第一層至第(〃-1)第一層至第(〃-1)層的均方根速度VR心為：咋-4=1=—i=1￡t"ii=1上面兩式相減，可得，tV2-tV2=虬V2-2習(xí)V2t=2V2t，0,nR,n0,n-1R,n-1iiinnTOC\o"1-5"\h\zi=1i=1又因?yàn)閠-t=江t-泛t=2t,0,n0,n-1iini=1i=1tV2-1V2所以可得層速度為：V2=0,n——；并-1R,n-10,n0,n-1六、聲波速度、VSP速度1、地震測(cè)井的工作方法地震測(cè)井是將測(cè)井檢波器用電纜放入井中，檢波器隔一定距離向上提升一次，在井口附近爆炸激發(fā)一次地震波。測(cè)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(shí)間t，檢波器的深度H可由電纜長度測(cè)得，這樣就可以得到該深度H以上各地層的平均速度。2、聲速測(cè)井的工作方法聲速測(cè)井是一種地球物理測(cè)井方法，它廣泛的應(yīng)用于地震勘探，成為求取速度參數(shù)的一種重要手段。它是利用沿井壁滑行的初至折射波時(shí)差來求取速度參數(shù)，具有簡單方便又能連續(xù)觀測(cè)的特點(diǎn)。地震測(cè)井和聲速測(cè)井都是求取平均速度的有效方法，這是共同的，但是也有差別，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：取得速度資料的方法不同。從理論上講，利用聲速測(cè)井得到的平均速度應(yīng)代表地層的真實(shí)速度，但是由于地震勘探具體工作方法的固有特點(diǎn)，地震測(cè)井更接近于地震勘探的實(shí)際情況。2，所得的資料不同。地震測(cè)井時(shí)，如無其它干擾因素影響，則其所得到的平均速度的絕對(duì)誤差較小，因時(shí)間值皆直接讀得，所以精度高。但是因?yàn)槭侵瘘c(diǎn)測(cè)量，點(diǎn)距又不能太小，所以劃分層速度粗糙。在聲波測(cè)井中，時(shí)間tH是用積分方法累積得出的，誤差隨深度增加，所以平均速度絕對(duì)誤差增大，精度略低。但它連續(xù)測(cè)量，接收距小，可細(xì)致劃分層速度，能反映地層巖性特點(diǎn)，對(duì)地質(zhì)的解釋意義大。七、DMO速度傾角時(shí)差校正速度傾角時(shí)差概念2h水平界面，在S'點(diǎn)、o點(diǎn)、s點(diǎn)三個(gè)位置自激自收，反射波旅行時(shí)t相等，都等于V。2h

水平界面，在O點(diǎn)激發(fā)，在S點(diǎn)接收七，>t°，這是因?yàn)镾點(diǎn)的炮檢矩不為0,存在正常時(shí)差。但是如果OS=OS'=x，貝g..上也次匚—二；TOC\o"1-5"\h\zy=y,水平界面，炮檢矩不為0，但炮點(diǎn)\/v兩邊兩個(gè)接收點(diǎn)的炮檢矩相等時(shí)，波的旅行時(shí)"?/仍相等?！?lt;.界面傾斜，傾角為中，測(cè)線與界面傾向一■己七=致，這時(shí)雖然保持OS=OS=x，但七.yoy,它們之差稱為傾角時(shí)差，因?yàn)檫@是〈炫物應(yīng)■輝耕、由于界面存在傾角引起的。傾角時(shí)差校正（dmo）是應(yīng)用于已經(jīng)做過動(dòng)校正的疊前數(shù)據(jù)，主要的目的是使得在疊加過程中使不同傾角的地層保持各自不同的疊加速度，從而消除了傾角對(duì)疊加速度的影響。通過DMO校正可以改善剖面，使剖面比常規(guī)的經(jīng)過動(dòng)校正后的CMP道集剖面更接近于零偏移距剖面。八、偏移速度在水平疊加剖面上顯示出來的反射點(diǎn)位置是沿地層下傾方向偏離了反射點(diǎn)的真實(shí)位置，這種現(xiàn)象叫做偏移。在地震剖面中的偏移歸位，就是把水平疊加剖面上偏移了的反射層，進(jìn)行反偏移，使地層的真實(shí)形態(tài)得到恢復(fù)。以均勻介質(zhì)中的時(shí)間剖面偏移校正為例:這種校正分為兩種：第一、水平偏移校正。地震波在均勻介質(zhì)中沿直射線傳播，如圖所示，激發(fā)點(diǎn)O處的垂直時(shí)間t0，是射線沿反射界面法線方向垂直入射到界面A點(diǎn)上，然后沿AO反射回來的時(shí)間。而在時(shí)間剖面上反射點(diǎn)A被記錄在O點(diǎn)的正下方A處，A點(diǎn)向界面下傾方向偏移Ax距離，Ax為A點(diǎn)水平偏移校正值。第二、深度校正從圖中可以看出，A點(diǎn)經(jīng)過A水平偏移校正后，它們?nèi)匀慌cA點(diǎn)不重合，還必須經(jīng)過Ah深度校正后，才能使A點(diǎn)校正到界面A點(diǎn)上，Ah即為深度校正值。偏移速度：偏移速度不像層速度，平均速度一樣有著特殊含義，且能準(zhǔn)確描述其物理含義的速度。它是指在進(jìn)行偏移時(shí)的輸入速度，是通過各種方法模擬得到的偏移空間內(nèi)的速度分布。目前通常做的做法是經(jīng)過測(cè)井提取速度建立初始的速度模型，進(jìn)行數(shù)次的深度偏移直到使新的速度達(dá)到誤差允許的范圍。

九、最小偏移矩、道間矩、CDP道集、CMP道集1,最小偏