韩庆利

(大庆油田钻探工程公司地球物理勘探一公司2284队,黑龙江大庆 163000)

油气勘探中的地震波速度影响因素分析

韩庆利

(大庆油田钻探工程公司地球物理勘探一公司2284队,黑龙江大庆 163000)

在油气的勘探过程中，地震波在地层的传播速度是一个很重要的参数，对于研究地下地质的构成有着很重要的意义。本文主要是分析了地震波速度的影响因素，包括岩石弹性常数、岩性、密度、构造历史和地质年代、埋藏深度、孔隙度和含水性。然后探讨速度场的建立以及在对岩性解释中的应用，以此来寻求更为合理准确的勘探方式。

油气勘探 地震波 速度

地震波在地层中的传播速度是油气勘探过程中一个很重要的参数，如在研究地下地质构造形态时，基本公式为H=V*t/2(H是界面深度，V是地震波的传播速度，t是双程旅行时)，但很难精确测定速度的数值。

严格来说，在同一岩层中的各个不同部分或沿不同方向，地震波的传播速度是不同的。但在现实中不可能达到这种精度，只能对极其复杂的实际情况作简化，建立各种简化介质模型，并使用不同概念的速度。目前在石油地震勘探中主要利用纵波，因此以下谈到的波速都是特指纵波速度。

1 地震波速度的影响因素

地震波速度的影响因素主要有岩石弹性常数、岩性、密度、构造历史和地质年代、埋藏深度、孔隙度和含水性。

1.1 与岩石弹性常数的关系

泊松比v的值在大多数情况下约等于0．25，只有在最为疏松的岩石中v≈0.5。杨氏模量E的大小和岩石的成分、结构有关。随着岩石密度的增加，E比p增加的级次高。所以当岩石密度增加时，地震波的速度不是减少反而是增加。

1.2 与岩性的关系

大多数火成岩和变质岩只有很少孔隙或没有孔隙，地震波速度主要取决于构成这些岩石的矿物本身的弹性性质。沉积岩中的岩石速度密切地依赖于孔隙率和充满于孔隙中的物质。

1.3 与密度的关系

沉积岩中的波速与岩石密度有密切关系。可用加德纳公式表示。ρ=0.31*V1/4。密度单位为g／cm3，速度单位为m／s。

1.4 与构造历史和地质年代的关系

同样深度、成分相似的岩石，当地质年代不同时，波速也不同，年老的岩石比年青的岩石具有较高的速度。在强烈褶皱地区，经常观察到速度的增大，而在隆起的构造顶部，则发现速度减低。一般来说，地震波在岩石中的传播速度随地质过程中的构造作用力的增强而增大。速度随压力的增加而增加，压力的方向不同，地震波沿不同方向传播的速度也不同。

1.5 与埋藏深度的关系

在岩石性质和地质年代相同的条件下，地震波的速度随岩石埋藏深度的增加而增大。一般地说，在浅处速度梯度较大I深度增加时，梯度减小。根据地层的埋藏深度z和电阻率R计算波速的经验公式表示如下：

V=2×103(z×R)1/6

1.6 与孔隙度和含水性的关系

关于液体速度，颗粒速度与孔隙率之问的时问平均方程：

V是地震波在岩石中的实际速度；Vf是波在孔隙流体中的速度；Vr是岩石基质的速度；ψ是岩石的孔隙率。此公式使用条件是岩层孔隙中只有油、气或水一种流体，并且流体压力与岩石压力相等。在此基础上得到的百灵公式经过多方测试，在运用圣百灵公式估算结果与实测结果误差较小。

式中，SW为水饱和度；Vm为除泥岩外的固相综合速度，在碎屑岩中为砂质速度Vab，碳酸盐岩中为灰质及白云质速度Vc、VD或其综合速度；VCH为烃类速度，可以是油速Vo或气速Vg或其综合速度；Vab、Vw，分别为岩石中泥质及孔隙水速度。这个公式考虑到了骨架成分、泥质含量、孔隙率、流体成分、饱和度以及温度、压力、地下水含盐度等对穿过该油气层的地震波速度的影响。

2 应用地震速度在油气勘探中进行岩性解释

目前国内外速度场研究可归纳为两种方法：第一种是基于Dix公式的方法，主要包括平均速度法、层速度法和地震层位控制法，适用于地层倾角较小的地区。第二种是基于射线追踪的方法，主要有模型迭代法，射线追踪相干反演法等，适用于各种地层倾角，精度较高且速度点归位准确，为识别地层岩性、确定其岩性变化规律和构造落实，乃至寻找地下油气藏提供有力的手段。

在埋深相同的情况下，可以假设温度条件、负载条件及流体的压缩性相同或者差别很小，这样就可以认为地震波速度的差异主要是由岩性决定的。地震波通过不同岩性介质的传播速度不同，那么沉积体系域内部岩性和岩相的横向变化在地震层速度上应该有所反映。速度分析为岩性解释提供了大量的速度谱及叠加速度信息，通过一定的计算就可以转换出地层层速度和砂岩指数。由叠加速度到层速度。要经过倾角校正和利用DIX公式计算层速度两个步骤的转换。

压实模型是纯砂岩速度和纯泥岩速度与埋藏深度的关系，砂泥岩压实模型是由多个单晶砂泥岩压实曲线综合而来，是地震速度岩性预测的基础。在砂泥岩地层剖面中，通过岩石物理体积模型可以建立岩性指数转换数学模型，对于地下给定任意一点，只要给出一个层速度值，并按深度(由地震速度拟合求得)在纯砂岩和纯泥岩压实模型是那个确定出相应的深度处的纯砂岩速度和纯泥岩速度，就可以求出一个砂岩指数值。

地震波传播速度参数贯穿于地震数据采集、处理和解释的整个过程。速度解释是油气勘探开发中的重要步骤，它需要地质学、地球物理学、岩石物理学的精密结合，相互促进认识，相互弥补才能得到比较可靠的，更接近于真实情形的速度值，以更好的为油气勘探与开发服务。

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