2024年4月13日发(作者：)

一，前言

地球物理勘探中，地下介质的速度是个非常关键的因素。准确的速度求取一直是地震勘

探的核心问题，速度求取的准确与否直接影响着地震勘探的各个环节及最终成果。只有得到

准确的速度，才能准确的确定地层的深度位置，以及根据速度研究岩石和空隙液体的性质。

1.1，国内外研究现状

在过去，国内外一直致力于依据叠加速度或偏移速度借助于Dix公式将其转换成平均速

度或层速度建立速度场。但Dix公式是在地下水平层状均匀介质，射线垂直入射的前提下建

立起来的速度关系式。均匀介质或水平层状介质是水平叠加和速度分析的前提条件，而各向

异性较强地区的速度分析偏离了这个条件。因此，当地层倾角较大，速度横向变化大时，用

此方法建立的速度场精度很低。同时，对变速成图的研究主要集中在速度场建模和叠前偏移

成像领域。变速成图的常规作法主要有量版法、叠偏剖面法、人工T0图空校法和分区空校

法等。改进型的方法主要有等效直射线法、曲射线法、射线追踪法、叠偏剖面成图法和倾斜

地表空校法等。

速度研究中，地球物理学家曾经提出了用射线追踪相干反演法通过叠前CMP道集反演

层速度建立速度场。对于二维来讲这种方法比较经济适用，同时从很大程度上解决了二维工

区中层速度及深度的三维空间归位问题。对于三维，与Dix转换相比，反演出的层速度精度

更高。

同时，近年来也提出了在多井约束下反演层速度，建立地下速度场，进行变速构造成图。

地质统计法综合考虑二维平面的速度趋势，同时在井点处又严格遵循井上的硬数据，即将地

震和钻井的速度有机地结合在一起，从而提高模型精度，降低勘探成本。它将大量的迭加速

度谱与少量的井速度资料相结合，根据协克里金地质统计综合分析技术，推导出地下速度的

空间分布规律。目前速度反演方法，国内外广为采用的是基于斯奈尔定理的二维和三维空间

的射线追踪逐层反演方法。其追踪方法以试射法和弯曲法为主，以试射法最为流行。但是这

种方法受界面影响比较大，存在着射线不能达到接收点的可能性，同时对逆断层区内的反射

点不能有效追踪。三维空间逐层反演与二维模型迭代方法相比较为接近地下实际介质模型，

但它也是一种非常粗略的近似，对于构造复杂的地区并不能完全满足地震勘探工作的要求。

国内外均发展了最小走时路径三维射线追踪反演方法，这种方法主要是利用费马原理和

惠更斯原理，计算出从震源到达空间所有点的初至走时及相应的射线路径，并且不受射线理

论的约束，能够有效完成逆断层区的地震波速度反演。不需假定地下反射介质为层状均匀介

质。由于直接测量地下速度只能在极小的局部进行，无法得到整个地下速度场，所以国内外

一直致力于利用地震波本身信息，结合地震、地质、钻井、测井等资料综合分析、研究和应

用，形成勘探、开发一体化，在各种假设前提下求取地下速度结构。

1.2，现行速度场建立和变速构造成图方法

（1）使用井时深关系通过地震解释层位控制内插求取初始井控速度模型，对地震叠加速

度进行Dix公式转换得出平均速度曲线，然后将井控速度模型与地震速度模型进行融合并使

用井地质分层进行校正，得出最终速度模型。此方法可在DepthTeam中实现。

（2）使用井时深关系通过地震解释层位控制内插求取初始井控速度模型，对地震叠加速

度经倾角校正并结合梯度得出地震速度模型，然后将井控速度模型与地震速度模型进行融合

并使用井地质分层进行校正，得出最终速度模型。此方法可在DepthTeam中实现。

（3）将用地震叠加速度转换为平均速度，然后通过测井钻井数据对地震速度进行校正，

得出平均速度。使用平均速度将时间层位直接转换为深度层位。此方法可在双狐中实现。

1.3，现行方法的问题

（1）Dix公式是在水平层状介质中射线垂直入射条件下建立的速度关系式，前提条件比

较苛刻，适用范围较窄，当地下介质产状复杂时，用其求取层速度或平均速度会产生较大的

误差。

（2）偏移时间与叠加速度跨域错误配对。偏移时间域T0图是偏移归位后的偏移时间域

反射时间，而纵向叠加速度曲线是偏移归位前的零炮检距时间域的叠加速度曲线，两者不能

对应匹配，沿偏移时间域T0图截取的叠加速度完全不是它所真正对应的叠加速度，造成了

偏移时间域T0图与零炮检距时间域叠加速度的错误配对。

（3）叠加速度精度较低，可靠性较差。纵向叠加速度谱是在时间域进行处理时按一定的

CMP间隔求取得到，采点稀、横向分辨率低，不能精确地反映谱点之间的速度横向变化。

在单个纵向叠加速度谱上解释拾取叠加速度，还难以进行横向对比、区分有效反射能量团和

噪声能量团；中、深层反射波能量团发散，不能准确解释拾取叠加速度(特别是中、深层的

叠加速度)，使纵向叠加速度曲线存在较大误差。

（4）叠加速度未经倾角校正，并非均方根速度。

1.4，本区采用的技术路线

为了提高速度场建立与构造成图的精度，解决传统方法存在的缺点，在本区速度建场中

采取以下技术路线：

（1）首先，利用井时深关系在地震T0层位及纵横向速度变化梯度控制下建立初始速度

模型。

（2）利用地震叠加速度谱或地震数据提取CMP道集文件。

（3）将偏移时间剖面上解释追踪的层位反偏移到零炮检距时间域。

（4）用三维空间CMP射线追踪相干反演方法反演层速度并产生层速度平面图。

（5）利用速度变化梯度建立平均速度模型

（6）将初始模型与平均速度模型进行融合并使用地质分层井行速度校准。

二，变速成图的基本原理

2.1，速度的定义

速度是单位时间内波在介质中的传播距离。影响速度的因素很多，如岩性、地层时代、

构造发展史等，地震波的传播速度，可表示为地层中各点坐标的函数，即V=f(x,y,z)，因此

速度的横向变化是不可忽视的。用统一的速度解决地质问题已不适应勘探的要求。在速度的

前面用很多限定性的形容词来表示不同类型的速度。

2.1.1叠加速度Vs

在一般情况下，都可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用一个共同的式子来表示：

式中

t0——双程垂直反射时间；

x——接收点与激发点的距离；

t——在x处接收到反射波的时间；

vs——叠加速度。

叠加速度Vs(stacking velocity也叫NMO速度)是由速度分析求得的速度，这种方法一般是求

取数据的最佳拟合双曲线，而不是准确的双曲线。在实际的地震资料处理工作中，通过计算

速度谱来求取叠加速度。即对一组共反射点道集上的某个同相轴，利用双曲线公式选用一系

列不同的速度计算各道的动校正量，当取某一个速度能把同相轴校成水平直线（将得到最好

的叠加效果）时，则这个速度就是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。