岩石物理学讲义.doc

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1、岩石物理学讲义一、内容简介本课程是地球物理探测专业的一门专业课。课程目的是通过各种教学环节，使学生正确认识和理解地球中岩石的诸多物理性质(尤其是岩石的弹性性质)与岩石本身特性间的一些基本关系，熟悉基本的岩石物理概念和理论，了解获取岩石物理性质的一些基本方法和岩石物理参数应用方面的知。为以后从事与地震勘探、资源环境和地质灾害方面的工作和科学研究打下基础。本课程内容主要针对油气地球物理探测领域，其中包括：岩石物理学的基本概念，基本理论知识，实验过程和技术，岩石的分类和特点、岩石的孔隙和裂隙、岩石中的流体和流动、岩石的弹性和波的传播衰减、岩石的电学和热学性质，以及岩石特

2、性在地震勘探中的应用。三、课程安排第一章引言（2学时）岩石物理学的概念及发展概况、研究意义和应用方向，本课程的特点和安排。第二章地球上的岩石（2学时）地球上的岩石和矿物，岩石的分类和特点；油气储层岩石的特点。第三章储层岩石的多孔特性（4学时）岩石的骨架、密度，孔隙、裂隙和孔洞，孔隙率、裂隙的基本概念，孔隙和裂隙的几何形态，相关的介质模型。孔隙中的流体，流体的流动，饱和度和渗透率，双相介质中的概念第四章岩石的弹性（4学时）岩石应力－应变概念，岩石的弹性常数，岩石的各向异性和理论。第五章岩石中弹性波速度和衰减（10学时）岩石中的弹性波传播的基本概念，波在分界面上的反射

3、和折射，岩石的速度各向异性，波速和衰减的实验测试原理和技术，弹性波传播衰减的基本知识，衰减实验测试的结果，衰减机制和理论第六章岩石速度的影响因素（10学时）岩石速度的影响因素定性描述，波速与岩石物性的经验关系；孔隙、压力温度、流体等因素的影响，速度的各向异性第七章流体饱和岩石中波的传播（8学时）有效介质模型，流体置换方程，Biot理论和实验观测第八章岩石的其它物理性质（6学时）岩石的电学性质，岩石的热学性质，核磁共振第九章石油地球物理中的应用（2学时）地震勘探中的应用，测井中的应用。四、目录第一章引言1.1研究岩石物理学的意义1.2在石油工业的研究1.3本课程的内

4、容、特点和时间安排。第二章地球上的岩石2.1地球上的岩石和矿物，2.1.1矿物定义2.1.2岩石定义2.1.3岩石的尺度微构造(microstructure)均匀介质与非均质2.2岩石的分类2.2.1成岩过程三种岩石2.2.2火成岩概念2.2.3沉积岩概念2.2.4变质岩概念2.2.5岩石成岩的旋回(rockcycle)2.3岩石的特点2.3.1高压高温环境2.3.2多孔介质2.3.3长期作用2.3.4最广泛应用的材料2.4油气藏储层的岩石2.4.1油气藏储层的地质环境沉积结构：盆地概念？储层圈闭2.4.2沉积岩储层岩石的分类和成分2.4.3碳氢化合物源岩与碳氢化

5、合物产生2.4.4现场条件第三章岩石的多孔特性3.1多孔岩石的骨架岩石颗粒粒度测试表示形态比面颗粒密度岩石胶结物3.2岩石的孔隙和裂隙3.3孔隙中的流体3.4流体饱和度和渗透率，3.5毛细压力第四章岩石的弹性4.1应力和应变4.2胡克定律岩石应力－应变概念，岩石的弹性常数，岩石的各向异性和理论。4.3波动方程4.4岩石的各向异性理论。第五章岩石中弹性波速度和衰减5.1岩石中的弹性波5.1.1波的传播5.1.2波在分界面上的反射和折射声阻抗5.2岩石的速度各向异性5.3岩石弹性波的衰减5.4岩石中波速度和衰减的测试5.2.1声波测试系统工作原理5.2.2超声的产生和

6、接收产生和接收的一些常用方法压电式换能器换能器的性能5.2.3温度压力设备第六章岩石速度的影响因素6.1岩石速度的影响因素定性描述建立区域和局部的岩石特性趋势线6.2波速与岩石物性的经验关系砂岩中的P-和S-波速度孔隙度和孔隙形状粘土含量对速度的影响密度和基质岩性温度和压力临界孔隙率颗粒接触与固结对速度的影响6.3Vp-Vs关系Vp/Vs比值泊松比6.3孔隙流体特性的影响孔隙流体特性流体饱和对速度6.5各向异性第七章流体饱和多孔介质中波的传播7.1空间平均（有效介质）模型7.2流体置换：Gassmann方程7.3Biot理论第八章岩石的其它物理性质岩石的电学性质，

7、岩石的热学性质第九章石油地球物理中的应用（4学时）地震勘探中的应用，测井中的应用。五、详细内容岩石物理学Rockphysics第一章引言岩石物理学（Rockphysics）是一们涉及范围较广的边缘学科，只要与岩石本身特性和其物理特性相关的都可以归在这们学科内。岩石的物理性质主要有力学、声学、电学等。这些物理性质在不同的应用领域中形成的各自岩石物理学。其中在石油工业得到了广泛的应用。在石油工业常用英文字Petrophysics表示岩石物理，英文字头Petro-有“石,岩”、“含石油的”之义，在石油工程和测井中常用此词。在石油工程用Petrophysics表示“油层物

8、理学”。其