第3章 速度分析和叠加

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1、OzYilmaz地震资料处理第三章速度分析、静校正和叠加3.1引言地震波在地层中传播，其速度是随深度而变化的。声测井记录是速度的直接测量，而地震资料提供了速度的间接测量。在勘探地震学中，初学者会遇到一大堆速度术语，它们是层速度、视速度、平均速度、均方根速度、瞬时速度、相速度、群速度、动校正速度、叠加速度和偏移速度。由地震资料获得的速度能产生最好的叠加效果，在层状介质中叠加速度与动校正速度有关。因而也就可与导出平均速度和层速度的均方根速度有关。层速度是指地震波在一个地质层中的传播速度。如同2.O节讨论的

2、那样，两个相邻层速度差引起其界面上产生反射。在具有一定岩石组份的地层单元内，影响层速度的因素有如下几种：(1)孔隙形状；(2)孔隙压力；(3)孔隙流体的饱和度；(4)围压；(5)温度；对上述诸因素，曾在实验室做了深入的研究。分别由Toksoz和Nur领导的MIT(麻省理工学院)和斯坦福大学的研究小组对岩石物性的研究工作被纳入调研波的衰减及与其有关的岩性研究之中。这里将引用实验室的某些研究成果。图3.1是微裂缝Bedford灰岩标本的速度与围压的关系。P-波和S-波速度随围压的增加而增大。由于上覆地层产

3、生的围压，速度一般都是随着深度增加而增大，这是众所周知的事实。通常，在小的围压范围速度急剧增大；而在高围压范围速度趋于稳定。其原因是，当围压增加时，孔隙度小而造成速度增大。但在非常高的围压下就不再有什么孔隙了，所以再增加围压也不会造成速度的明显增大。由该图还可以看出，不管围压如何，P-波速度总是大于S-波速度，这对任何类型的岩石都是正确的。同时在图3-1中还可见到孔隙中流体饱和的影响。在低围压范围内，流体饱和的岩石标本的P-波速度比干岩石标本的速度大；而在高围压范围内，两种岩石类型的速度趋于相同。值得

4、注意的是：在饱和岩石的P-波速度不象干岩样中P-波速度那样变化快，因为流体是不可压缩的。孔隙是否充满流体，对S-波无影响。-141-OzYilmaz地震资料处理下面我们用具有圆形孔隙的Brea砂岩标本研究速度与围庄的关系。我们仍见到速度随围压增加而增大的类似特征。这种样品与上述图3-1中样品的重要区别在于速度值的范围不同。在同样的围压下，微裂隙岩石比圆孔隙岩石具有更高的速度，因为在同样的围压下，微裂隙的孔隙比圆孔隙更容易压实。上述影响地层速度的诸因素中，最重要的是围压。这种类型的压力是随着深度而增加的

5、上覆地层引起的，所以速度随深度而增大一般来说是确实的。然而由于孔隙压力等其它因素的影响，在某个地层中速度可能是反常的。图3—2是不同类型的岩石速度随深度变化的图形。具有较少上覆层的第三系碎屑岩出现在低速部位，在地表或近地表它们的速度一般在1.5—2.5km/s；在深度达5km以上时，速度逐渐增加到4.5—5.5km/s。高孔隙度碳酸岩在图的中间部位，约从3km/s开始逐渐增加到近6km/s，而低孔隙碳酸岩具有较大的速度变化范围。上面已谈过，如果没有更多的孔隙空间可压缩的话，围压就不能造成速度增加。在这

6、一章将讨论根据地震资料估算速度。速度估算要求以非零炮检距记录的地震资料，这是-141-OzYilmaz地震资料处理CDP记录的优点之一。有了估算的速度，我们可以反过头来对非零炮检距进行校正并把记录的数据体压缩成叠加剖面。对于单一水平层，随炮检距变化的旅行时曲线是用双曲线描述的。给定的炮检距旅行时与零炮检距旅行时之间的时差称之为正常时差(NMO)。校正正常时差要求的速度称之为动校正速度，炮检距越大，或地层介质速度越小，NMO就越大。另外，同相轴越深，NMO就越小。对于单一水平层，动校正速度等于该层的介质

7、速度。在地层倾斜的情况下，动校正的速度等于介质速度除以倾角的余弦。从三维角度来看，方位角是又一影响因素。由一系列水平等速层产生的依炮检距而变化的旅行时近似于双曲线，在大炮检距时，这种近似性就不适宜了。在水平层状地层的情况下，NMO速度等于到达所研究地层界面的均方根速度。在由任意倾角的地层所组成的介质中，旅行时方程变得复杂化，但在实践中，只要倾角不大，仍可用双曲线假设；当地层界面具有任意形状时，双曲线的假设就不成立了。在实践中，往往忽略了动校正速度和叠加速度之间存在的差异。动校正速度是依据小排列双曲旅行

8、时；而叠加速度却是依据与整个排列长度上的资料拟合最好的双曲线。不论怎样，通常认为叠加速度与动校正速度是相当的。常规速度分析是建立在双曲线假设的基础上的。我们将讨论速度分析的各种方法。在t2—x2平面上，双曲旅行时方程是线性的。某反射面的t0时间和动校正速度是用与绘制在t2—x2平面上的旅行时间拾取值最佳拟合的直线的截距时间和斜率的倒数求出的。估算动校正速度的另一种方法是应用一组常速度值对CDP道集作动校正，并将结果并排地显示出来，这样就可以观测同相轴被动