各种速度的概念及其相互关系
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发布时间：2022-04-22 08:05
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时间：2022-06-18 07:19
前面各章中已经出现了多种速度概念。为了深入、准确地理解和运用它们，有必要对这些速度概念及其关系作个小结。
(一)各种速度的概念
(1)真速度:是无限小体积岩石所固有的性质，波以该速度走过无限小体积的岩石。
其定义可用微分式
地震勘探
表示。它是真正反映岩性的一种速度。由于地下地质情况的复杂，真速度的分布相当复杂。一般来说，它是空间坐标的函数，在纵、横向上都有变化。因此，要精确测量它的值目前难以做到，必须作不同形式的简化。这就引出了一系列的速度概念。
从数学上说简化的方式主要是取平均;从物理上说就是取等效层，即用均匀介质去等效非均匀介质。一般而言，岩性的纵向变化比横向变化大，故主要取纵向上的平均。
(2)层速度:按照地层岩石物性将地下介质分成若干个厚度不同的地震层，并认为地下介质由若干个平行的地震层所组成。此时，将每一个地震层看作为一种均匀介质，取其中各分层真速度的平均就是层速度。它接近于其中包含的大量薄平行层的真速度。由井中地震求得的层速度较为精确:
地震勘探
它与地层岩性密切相关。
有时，也将薄层的层速度称为间隔速度，用声波测井求取。它与岩性关系更密切。
(3)平均速度:在水平层状介质中，取垂直于层理的射线段长度与该长度内波传播时间之比为平均速度
地震勘探
它是取从地面到某一层底的全部介质中垂向传播速度的平均，相当于用一个速度为v的均匀介质代替该层底以上全部上覆地层的一种等效处理。不过，应该注意的是，这种等效只在炮检距十分小时成立。
平均速度经常用来作时深转换以将地震层位与钻井层位对比。
(4)均方根速度:在水平层状介质中，取各层层速度对垂直传播时间的均方根值就是均方根速度
地震勘探
式中:ti为波在第i层中单程垂直传播时间;vi为第i层层速度。均方根速度也相当于用一个速度为vσ，n的均匀介质代替第n层以上全部地层的一种等效处理。实际上，它就是用双曲线时距关系代替水平层状介质非双曲线时距关系时所对应的速度。因此，等效处理适用的范围就是水平层状介质时距曲线接近于双曲线的那个范围。它与平均速度的不同之处在于它考虑了不均匀介质的“折射”效应，因此适用范围较大些。
(5)射线速度:在水平层状介质中，波沿某一条射线传播时，它传播的总路径与总时间之比就是射线速度
地震勘探
式中:hi为第i层厚度;vi为第i层波速;p为射线参数。这是沿一条射线取平均算出的速度。射线不同，vr也不同。因此，射线速度无法用等效层来讨论。它不仅考虑了射线的“弯折效应”，也考虑了横向不均匀的影响，因此是一种更精确的速度，但实际很难计算它，故主要有理论上的意义。
(6)叠加速度:从常速模型和正常时差测量计算得到的速度，用于共中心点叠加，其值稍微与偏移距有关。
(二)各种速度之间的关系
通过理论分析可以总结出如下关系
(1)在水平层状介质情况下，炮检距为零时的射线速度即为平均速度。
(2)炮检距为无穷大时的射线速度等于水平层状介质中最高速度层的速度。
(3)均方根速度是构成等效均匀层的最佳射线速度。即在诸多的射线速度中，等于均方根速度的那一个正是按最佳估计理论得出的最佳等效值。
(4)均方根速度总是大于平均速度。平均速度、均方根速度和射线速度之间的关系如图4-45所示。
图4-45 平均速度，均方根速度和射线速度的关系
(5)在各向同性平行层状介质情况下，炮检距近于零时的叠加速度趋近均方根速度。
