03岩石的电磁学性质
2 岩矿石的电磁性质

对石墨而言,当j0从小变大时,开始出现阳极过电位 大于阴极过电位(简称阳极优势);而当继续增大j0或 当j0相当大而延长充电时间时,便逐渐变为均势,并 进而变成阴极过电位大于阳极过电位(即阴极优势)。 黄铜矿的情况则不同,当j0从小变大时,阴、阳极过 电位的关系总是阴极优势,而且阴、阳极过电位之 差,较石墨的大得多。
岩矿石的电磁性质
第二节 岩矿石的介电性
一、岩矿石的介电常数
表征岩矿石介电性的参数为介电常数(ε),它 在高频电磁法勘探中有重要作用。 介电常数 ε=ε0εr 式中ε0=8.85×10-12F/m(法/米),为真空介电常 数。
相对介电常数:介质在外加电场时会产生感 应电荷而削弱电场,最终介质中电场与原外
随着通电时间的延续,界面两侧堆积的异性电荷 将逐渐增多,过电位随之增大;过电位的形成和 增大将加速电极过程的进行,直到该过程的速度 与外电流相适应,即流至界面的电流能全部通过 界面,因而不再堆积新电荷时,过电位便趋于某 一个饱和值,不再继续增大。这便是过电位的形 成过程或充电过程。过电位的饱和值与流过界面 的电流密度有关,并随其增大而增大。
而岩浆岩和变质岩的μr一般不超过1.04。
上图说明,岩石的磁导率随磁铁矿含量的增高而 变大,但是即使体积百分含量高达20%时,磁导 率也才为自由空间的1.57倍。所以在考虑电磁法 的主要工作对象时,可以认为介质是无磁性的。 导磁性随频率的变化规律类似于介电常数。
例如:鉴于地壳中绝大多数岩、矿石磁导率均近 于1及铁磁性岩、矿石的剩余磁性在观测交变电 磁场时无影响,故若利用岩、矿石导磁性对交变 电磁场的影响寻找磁性铁矿或评价磁法异常,则 其所受干扰将比按导电性找矿时所受干扰小得多。
岩石物理复习题

岩石物理学复习题第一章绪论1、什么叫岩石物理学?2、岩石物理学研究的基本目的?3、岩石物理学在油气勘探中的桥梁作用是什么?4、为什么岩石物理学的许多研究在实验室进行(实验室的研究意义)?第二章岩石的基本特性1、沉积岩中有那些常见的岩石和矿物,至少列出三种。
2、岩石结构是指什么?3、什么是岩石的尺度,有那几种?地球物理勘探主要研究哪几种尺度?4、为什么岩石的物理性质与尺度有关?5、粘土矿物中较有代表性有那几种?6、压力、地应力、孔隙压力等力的国际单位是什么?列出几个还有常用的单位?7、什么是有效压力8、什么是岩石的骨架、基质和岩石的结构?9、从岩石构造上一般怎样区分泥岩和砂岩?10、最常用的测量砂岩颗粒的方法是什么?怎样表示砂岩颗粒的分布?11、岩石的比面是什么,为什么要研究岩石的比面?12、砂岩中胶接物的胶接方式有几种类型?13、粘土矿物中的水按其存在状态有几种,特点是什么?14、岩石的孔隙结构是指什么?有那几个孔隙结构参数?15、当砂岩颗粒是等径简单立方堆积时,用简单的作图法计算这种结构的孔隙度。
16、描述岩石孔隙结构主要有那几个参数,17、孔隙度有几概念,它们的大小分别?18、描述岩石密度时,会用到几种密度概念?19、设岩石孔隙中含有水和油,其中水的饱和度为35%,油的密度是0.92g/cm3,水的密度1.04 g/cm3,求孔隙中流体的密度。
20、实验室最简单测试岩石孔隙的方法用什么?写出相应的计算公式,并说明公式中每个量的含意。
21、什么是地层水、矿物水?地层水中分几种状态,它们的特点是什么?第三章岩石的电磁学性质1、为什么要进行岩石导电性的研究?2、岩石的导电特性与储层的那些特性有关?3、岩石导电性由那两个因素决定(岩石的电性主要由谁决定),可分成那两类?4、简述岩石的电阻率及其影响因素(岩石电阻率主要取决于那些因素)?5、一般认为砂岩的骨架不导电,为什么在含泥或饱和砂岩中电阻率较低。
岩石的物理性质与性质分析

岩石的物理性质与性质分析岩石是地球表面最常见的地质材料之一,其物理性质和性质分析对于地质学研究以及工程建设都起到至关重要的作用。
本文将对岩石的物理性质进行介绍,并探讨如何对岩石的性质进行分析。
一、岩石的物理性质1. 密度密度是岩石的重要物理性质之一,通常用质量与体积的比值表示。
岩石的密度不仅与岩石的成分有关,还与其孔隙度和结构形态等因素密切相关。
不同类型的岩石其密度差异较大,例如火山岩的密度一般较低,而花岗岩和玄武岩的密度相对较高。
2. 弹性模量弹性模量是衡量岩石抗弹性变形能力的重要指标,通常用应力与应变的比值表示。
弹性模量可分为体积弹性模量、剪切模量和弯曲模量等。
不同类型的岩石其弹性模量也不同,例如砂岩的弹性模量相对较低,而页岩和石灰岩的弹性模量相对较高。
3. 磁性岩石的磁性是指岩石在外磁场作用下表现出的磁特性。
大部分岩石都具有不同程度的磁性,但具体的磁性表现与岩石的成分、结构以及成岩过程等因素有关。
通过对岩石的磁性分析,可以了解地质历史和构造变形。
4. 热性质岩石的热性质包括导热性、热膨胀系数和热导率等。
岩石的导热性取决于其成分、密度和孔隙度等因素,而热膨胀系数则决定了岩石在温度变化下的体积变化。
热导率是指岩石传导热量的能力,与岩石的矿物含量和孔隙度等因素有关。
二、岩石性质分析方法1. 物理试验常用的岩石性质分析方法之一是物理试验,包括密度测定、弹性模量测定和磁性测定等。
密度测定可通过称重和容器体积测量来完成,而弹性模量的测定通常使用弹性波速度的测量方法。
磁性测定则需要使用磁化强度计等仪器完成。
2. 岩心实验岩心是由地下取得的连续岩石样本,在岩石性质分析中起到非常重要的作用。
通过对岩心的观察和实验室分析,可以了解岩石的颜色、质地、孔隙度、矿物组成等特征,从而推测岩石的物理性质。
3. 地球物理勘探地球物理勘探是一种通过地球物理方法研究地壳结构和性质的方法。
它包括地震勘探、电磁测深、重力测量和磁力测量等。
岩石磁性

岩石磁性岩石磁性rock magnetism由岩石所含铁磁性矿物产生的磁性。
岩石磁性的强弱由岩石的磁化强度决定。
岩石如被放入磁场则被磁化。
当把外磁场去掉以后,岩石仍会保留一部分磁化强度,叫做剩余磁化强度,简称剩磁。
它不仅同岩石性质和外磁场有关,也同岩石所处的物理状态以及化学过程有关。
研究岩石磁性,可以追溯岩石的磁化历史,发现古地磁场的变化情况。
岩石在自然界中获得剩磁的方式有:①热剩磁(TRM)。
在高于居里点的状态下,对铁磁性物质进行磁化,并且逐步降温,当温度低于居里点时去掉外磁场,铁磁性物质将获得永久性的剩磁。
②碎屑剩磁(DRM),又称沉积剩磁。
是已经磁化的岩石碎屑在水中或空气中沉积时,受到地磁场的定向排列作用而产生的剩磁。
这种剩磁相当稳定。
③化学剩磁(CRM)。
在常温下,在较弱的外磁场中,岩石中的磁性矿物由于氧化等化学反应、相变或结晶增长等过程而获得的剩磁。
其强度和稳定性都可同热剩磁相比。
此外,还有等温剩磁、粘滞剩磁、压剩磁等也与地磁场作用有关。
一般沉积岩的磁参数表2-1岩石名称K X10-5SI Jr X10-3A/m砂岩10~150 50含铁砂岩1180 2440砂砾岩10~600页岩10~750 10~300表土25~120黄土3~500灰岩0~100 0~11一般火成岩磁化率参数统计表表2-2产状岩石名称K X10-5SI 平均K X10-5SI深成岩超基性岩类30-15490 3410 基性岩类200-39000 6530 中性岩类37-8683 2600 过渡岩类800-2500 2150 酸性岩类100-2800 1020 碱性岩类60-1650 740 脉岩类600-6800 3020浅成岩基性岩类100-10000 2760 中性岩类230-8300 2900 过渡岩类208酸性岩类200-2000 1220喷出岩超基性岩类2000基性岩类837-5000 2860中性岩类445-6700 2750过渡岩类140-3000 1310酸性岩类150-4000 2370碱性岩类85火山碎屑岩类32-10600 2648一般变质岩磁参数特征统计表表2-3变质类型变质程度岩石名称K(X4πX10-6SI)K(X4πX10-6SI)平均Jr(X10-3A/m)Jr(X10-3A/m)平均区域变质浅变质岩带板岩14-3230 750 3-390 360千枚岩20-46 29中变质岩带石英片岩600-2000 1020 175绢云母片岩2300-16000 6700 600-8700 4000绿泥片岩2600-12000 8100 1200-1500 1416 绿泥斜长片岩26-7400 3310 3-3900 1650 角闪片岩6300-12000 9150 260 绿泥阳起片岩40-50 45 15-17 16 片岩类20-16000 4700 3-8700 1897 深变质岩带片麻岩类500-38150 12600 120-12200 3540角闪岩197-29000 10100 122-13000 4880接触变质接触变质岩大理岩20-132 58 73 矽卡岩化大理岩380-17000 4760 160-9900 1840 石英岩5-175 74角岩980-2100 1320 28-730 350 接触交代矽卡岩300-5400 2150 60-5500 1120 含磁铁矽卡岩102-91120 15500 32-8000 4060汽成热液变质蛇纹岩50-4280 2350 90-4109 2360变安山岩3100 1000 混合岩化混合岩混合花岗岩50-3000 600 30-400 142动力变质破碎角砾岩100绿泥岩7200 3000 绿色岩系含铁绿泥岩10660 2300磁铁石英岩6500-180000 39400 1000-200000 37200 ——变粒岩2520 8615[磁化率][磁化率]susceptibility,magnetic susceptibility 在磁法勘探中是指矿物、岩石和砂石的磁化率。
《岩石物理性质与测量方法》第一篇 第一章 岩石的电学性质

Schlumberger:
Rw
1
3 105 C1 1.05
w
1.8t 39
Cw — 等效NaCl溶液的矿化度,单位:ppm。
t — 摄氏温度,单位:℃
6
§1.1 水的导电特性
➢ 2、查表找溶液电阻率:
图版一:NaCl溶液电阻率与矿化度和温度的关系
7
§1.1 水的导电特性
➢ 2、查表找溶液电阻率:
归纳以上可得:
温度影响主要在于: ①热膨胀引起孔隙结构变化: m改变;渗透率K改变,从而F 改变。 ②泥质含量变化:双电层导电 作用变化;破坏粘土结构(在一 定程度上),从而F改变。
另外,温度↑→n↓,m↑,(石油大学岩石物理实验室测得 的结果)。
25
§1.3 影响岩石电导率的因素
2、压力的影响
压力指净压差的改变主要会引起形 变,从而导致电阻率的变化。
" '
对非铁磁矿物, =0 (包括沉积岩)。
其中与测井关系较密切的主要
复电导率: * i
有两个,即 * 和 *。这两个
当介质为良导体,且有 Ev iEv 时, *
是电法测井的测量对象,也是
3
评价油气层的关键参数。
第一章 岩石的导电特性 主要内容:
§1.1 水的导电性 §1.2 粘土矿物的导电性 §1.3 影响岩石电导率的因素 §1.4 岩石的导电模型
图 电阻率随裂缝倾斜宽度的变化关系
由图可以看出,随着裂缝宽度的增 加电阻率近乎直线下降。
§1.3 影响岩石电导率的因素
地层因素F:
F
Ro
Rw
a n
影响因素:温度、压力、频率、孔隙结构( , K等)以及流体。
岩石物理性质

岩石物理性质地球物理勘探中所涉及的各类岩石和矿物的物理性质。
岩石的密度、弹性波传播速度、磁化率、电阻率、热导率、放射性等,是形成各种地球物理场的基础(表1)。
磁性常用的岩石磁性参数是磁化率、磁化强度、剩余磁化强度矢量,以及剩余磁化强度同感应磁化强度的比值Q。
矿物按其磁性的不同可分为 3 类:①反磁性矿物, 如石英、磷灰石、闪锌矿、方铅矿等。
磁化率为恒量,负值,且较小。
②顺磁性矿物,大多数纯净矿物都属于此类。
磁化率为恒量,正值,也比较小。
③铁磁性矿物, 如磁铁矿等含铁、钴、镍元素的矿物。
磁化率不是恒量,为正值,且相当大。
也可认为这是顺磁性矿物中的一种特殊类型。
岩石的磁性主要决定于组成岩石的矿物的磁性,并受成岩后地质作用过程的影响。
一般说,橄榄石、辉长石、玄武岩等基性、超基性岩浆岩的磁性最强;变质岩次之;沉积岩最弱。
①岩浆岩的磁性取决于岩石中铁磁性矿物的含量。
结构构造相同的岩石,铁磁性矿物含量愈高,磁化率值愈大。
铁磁性侵入岩的天然剩余磁化强度,按酸性、中性、基性、超基性的顺序逐渐变大。
铁磁性侵入岩的特点是Q 值一般小于1。
由接触交代作用而形成的岩石,Q值可达1~ 3,甚至更大。
②沉积岩的磁性主要也是由铁磁性矿物的含量决定的。
分布最广的沉积岩造岩矿物,如石英、方解石、长石、石膏等,为反磁性或弱1 顺磁性矿物。
菱铁矿、钛铁矿、黑云母等矿物之纯净者是顺磁性矿物;含铁磁性矿物杂质者具有强顺磁性。
沉积岩的磁化率和天然剩余磁化强度值都比较小。
③变质岩的磁性是由其原始成分和变质过程决定的。
原岩为沉积岩的变质岩,磁性一般比较弱;原岩为岩浆岩的变质岩在变质作用相同时,其磁性一般比原岩为沉积岩的变质岩强。
大理岩和结晶灰岩为反磁性变质岩。
岩石变质后,磁性也发生变化。
蛇纹石化的岩石磁性比原岩强;云英岩化、粘土化、绢云母化和绿泥石化的岩石,磁性比原岩减弱。
岩石磁性的各向异性是岩石的层状结构造成的。
磁化率高,变质程度深的岩石,磁各向异性很明显。
岩石物理思考题

岩石物理学思考题第一章 绪论1、什么叫岩石物理学2、岩石物理学研究的基本目的3、岩石物理的主要研究内容4、岩石物理学在油气勘探中的桥梁作用5、为什么岩石物理学的许多研究在实验室进行(实验室的研究意义)6、岩石物理学研究中存在的问题一是岩石组成的复杂性。
二是岩石的现场地质条件,地球内部是高温、高压的物理化学环境,就目前的实验技术水平而言,还无法对这种环境进行精确的模拟和再现。
三是研究对象(岩石)的尺度问题。
第二章 岩石的基本特性1、沉积岩中有那些常见的岩石和矿物,至少列出三种。
2、岩石结构是什么3、什么是岩石的尺度,有那几种?4、研究岩石有那几种尺度?5、为什么岩石的物理性质与尺度有关6、岩石测量的上限尺度或地震勘探的岩石上限尺度7、什么是极小均匀化体积概念8、岩石的均匀与非均介质性9、岩石的特点(岩石在那几个方面与一般材料不同)。
10、地温和地应力,温度梯度,地应力的单位11、地应力的主要规律12、岩石的骨架和基质13、砂岩的结构14、球度和比面概念15、岩石粒度的测试和表示方法16、砂岩的胶结物及类型,胶结物的作用,常见的胶结物类型17、岩石的孔隙和裂隙定义18、岩石孔隙结构模型和结构参数(孔径、喉道、孔喉比、孔隙迂曲(曲折)度、孔隙配位数、孔隙纵横比)19、裂隙的成因(内部应力、构造运动、风化)20、用那几个参数描述裂隙特性(裂隙参数:张开度、密度、延伸度或大小、方向、充填物)21、裂隙密度的三种表示方式22、列举两类孔隙的结构模型(毛细管、球堆积)23、简单立方和简单六方球堆积模型孔隙度的计算设在一个立方体岩石内孔隙是以等径球立方堆积,球的半径为r,求这个立方体岩石的孔隙度为多少。
22、孔隙度,绝对、有效和流动孔隙度23、渗透率24、饱和度25、束缚水和自由水26、岩石的密度,有几种表示方式?27、岩石密度与那些因素有关。
28、写出孔隙中含有两流体时的密度表示式。
设孔隙中有水和油,其中水的饱和度为35%,油的密度是0.92g/cm3,求孔隙中流体的密度。
岩石介电常数

岩石介电常数岩石是地球上最常见的自然物质之一,它由多种矿物质组成,具有不同的物理和化学特性。
其中之一是岩石的介电常数,也称为相对介电常数或相对电容率,是岩石对电磁波的响应能力的度量。
介电常数是一个复数,由两个部分组成:实部和虚部。
实部代表了岩石对电场的反应程度,而虚部代表了岩石对电磁波的吸收和散射能力。
在研究和应用中,通常关注实部,它描述了岩石对电磁波的传播速度、折射和反射能力。
岩石的介电常数是由多种因素决定的,包括岩石的化学成分、孔隙度、饱和度和温度等。
化学成分对于岩石的介电常数影响最为显著,因为不同的矿物质具有不同的电性质。
岩石中常见的矿物质包括石英、长石、云母、磁铁矿等,它们的电性质和含量会直接影响岩石的介电常数。
例如,石英具有相对较低的介电常数,而长石和云母则具有较高的介电常数。
岩石的孔隙度和饱和度也对介电常数有显著影响。
孔隙度指的是岩石中的空隙或孔隙的比例,它对电磁波的传播速度和反射能力有重要影响。
当岩石孔隙度较高时,介电常数相对较低,因为孔隙中的气体和水会增加电磁波的传播速度。
饱和度是指岩石中的孔隙被液体或气体填充的程度。
当岩石饱和度较高时,介电常数相对较高,因为液体和气体对电磁波有较高的吸收能力。
另外,温度也会对岩石的介电常数产生影响。
一般情况下,随着温度的升高,岩石的介电常数会减小。
这是因为温度的增加会使岩石中的分子振动加剧,导致介电常数的减小。
岩石的介电常数在地球物理勘探、矿产资源勘查、地球科学研究和工程应用等领域具有重要的应用价值。
例如,在地球物理勘探中,通过测量地下介质的介电常数可以推断出地下岩层的性质和结构。
在矿产资源勘查中,介电常数可以帮助识别矿石和矿床的存在,并指导矿物勘探的方向。
在地球科学研究中,介电常数可以用于研究地球内部的物质组成和演化过程。
在工程应用中,介电常数可以用于设计和评估地下水资源、地基工程、土壤改良和地震勘测等。
总之,岩石的介电常数是反映岩石对电磁波响应能力的重要物理参数。
《岩石物理学》第一篇 第一章 岩石的电学性质 (1)

CEC =
Qv 100 (1 ) g
或 Qv
CEC (1 ) g 100
式中, g 为矿物颗粒密度,一般为泥岩,在2.65左右。
15
§1.2 粘土矿物的导电特性
3、泥质砂岩中粘土的导电作用 在固液界面会产生双电层,
这主要是由于粘土矿物的特
(1)离子双电层的形成
性引起的。
粘土表面吸附极性水分子和Na+,而Na+本身也吸附水分子,结果液 体一侧为正电性,粘土为负电性。
16
§1.2 粘土矿物的导电特性
3、泥质砂岩中粘土的导电作用
(2)双电层电位
即: 0ekx
0 — 固相表面电位(热
力学电位),一般不变
K— 德拜常数,(1/K
界面附近产生电场,其分布是:紧密层 中,近似平行板电容器,电位呈线性下 降,而扩散层呈指数规律衰减。
1、粘土矿物的晶体结构
(2)粘土矿物结构:
伊利石:KX+Y(Al2-YMgY)(Si4-XAlX)O10(OH)2
层间充填K,不易 发生交换,不膨胀。
总而言之,粘土中的基本晶片中的Si4+或Al3+常被别的低价阳离子
置换或空缺,从而显示出负电性,因而对阳离子具有吸附作用。
13
§1.2 粘土矿物的导电特性
22
§1.3 影响岩石电导率的因素
1、温度的影响ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1974年,Waxman&Thomas 发现了:T↑ → F↓ (与前面相反), 原因:粘土的阳离子交换容量的 影响。 F=f(T,QV)
1977年,Kevnetal,溶液、饱和溶液
的岩石。 结果:T→
《测井地质学》第二章-测井方法及地质响应

概述
哈里伯顿公司 • 地面采集系统:EXCELL-2000i (裸眼井+套管井+射 孔),EXCELL-2000m(套管井) • Flow2000生产测井平台 • 多参数生产测井组合仪(PLT) • 阵列电容持水率成像测井仪(FloImager) • 持气率测井仪(GHT) • 储层监测仪(RMT) • 多臂井径测井仪(MAC) • 井眼环形声波扫描仪(CAST-V) • 管子检测仪(PIT) • 多频电磁厚度测井仪(METG) • 水泥胶结测井仪(CBL) • 脉冲回波测井仪(PET)
王贵文:Wanggw@
概述
¾ 电阻率测井系列(2)
国产仪器:电极系,微电极,微球形聚焦测井仪,侧 向测井仪,感应测井仪。 主要生产厂家: 西安石油勘探仪器总厂 中国石油测井有限公司 北京环鼎公司 电子科技集团公司第二十二研究所 胜利测井公司
王贵文:Wanggw@
概述
¾ 岩性测井系列(2)
国产仪器:自然伽马测井仪,自然电位测井仪,井径测井 仪,等。 主要生产厂家: 西安石油勘探仪器总厂 中国石油测井有限公司 北京环鼎公司 电子科技集团公司第二十二研究所 胜利测井公司
王贵文:Wanggw@
概述
¾辅助测井系列
进口仪器和国产仪器基本相同,包括: • 井径测井仪 • 泥浆电阻率测井仪 • 井温测井仪 • 加速度测井仪 • 伽马测井仪
概述 测井研究内容与体系
测井学包括: 1、测井理论与方法 ①电、磁场理论与方法 ②声学理论与方法 ③核物理理论与方法 ④流体力学、岩石力学理论与方法以及其他方法
王贵文:Wanggw@
概述
测井研究内容与体系
2、测井信息的采集、传输与质量控制 ①地面与井下测井采集装备与地层信息获取 ②测井信息地下、地面与空中传输系统 ③测井信息的质量控制与评价
岩石的电学特性

§1 岩石的电学特性 不同离子的换算系数图版
Ca2+为0.81,SO42-为0.45, Na+、Cl-为1
11
§例1 题岩:石的根电据学某特地性层水样分析结果:Ca2+为460ppm,SO42-为 1400ppm,Na+和Cl-为19000ppm。求该水样的电阻率。
(3)等效NaCl溶液矿化度
等效NaCl溶液矿化度 =460×0.81+1400×0.45+19000×1=20000ppm
(4)求地层水电阻率
利用“NaCl溶液电阻率与其浓度和温度的关系 图版”,找到20000ppm的斜线,对应纵轴找到 已知温度t,该点横坐标即为此溶液该温度下的 电阻率
12
作者:中国石油大学(北京)chexh
2
§1 岩石的电N学aC特l溶性液电阻率与其浓度和温度的关系图版
§1 岩石的电学特性
三、100%含水纯砂岩电阻率与孔隙度的关系
109 ~ 1016
5 ×103 ~ 5 × 1012 104 ~106 109
10-6 ~3 × 10-4 10-4 ~ × 10-3
10-4 10-3
7
§1 岩石的电学特性
二、岩石电阻率与地层水性质的关系
沉积岩的导电能力主要决定于岩石孔隙中地层 水的电阻率Rw 影响地层水电阻率的因素主要有含盐类型、溶 液含盐浓度和地层水的温度
5
§1 岩石的电学特性
一、岩石电阻率与岩性的关系 离子导电:连通孔隙中盐离子导电
导电类型
沉积岩(砂岩、泥岩),导电能力强, 电阻率低,取决于泥质含量、孔隙度、 地层水电阻率、含油饱和度等
泥岩的导电能力强,粘土矿 物表面有离子双电层
岩石物理学讲义

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。
岩矿石的磁性

岩(矿)石的磁性一、物质的磁性任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。
各类物质,由于原子结构不同,它们在外磁场作用下,呈现不同的宏观磁性。
1.抗磁性(逆磁性)在外磁场H作用下,这类物质的磁化率为负值,且数值很小,如图所示。
抗磁性物质没有固有原子磁矩,受外磁场作用后,电子受到洛仑兹力的作用,其运动轨道绕外磁场作旋进(拉莫尔旋进),此旋进产生附加磁矩,其方向与外磁场相反,形成抗磁性。
抗磁性磁化率很小,约为10-5数量级。
2.顺磁性顺磁性物质受外磁场作用,其磁化率为不大的正值,这类物质中原子具有固有磁矩,当无外磁场作用时,热骚动使原子磁矩取向混乱。
有外磁场作用,原子磁矩(电子自旋磁矩所作的贡献)顺着外磁场方向排列,显示顺磁性。
顺磁性物质其磁化率与绝对温度成反比,称为居里定律。
3.铁磁性在弱外磁场的作用下,铁磁性物质即可达到磁化饱和,其磁化率要比抗磁性、顺磁性物质的磁化率大很多。
它具有下述磁性特征:(1)磁化强度与磁化场呈非线性关系。
如图1-2-2所示,对未磁化样品施加磁场H作用,随H值由零增至Hc,而后减至零,反向由零减至-Hc,再由-Hc增至Hc,变化一周,样品的磁化强度M沿O、A、B、C、D、E、F、A变化,诸点所围之曲线,称磁滞回线,表明铁磁性物质磁化强度随磁化场的变化呈不可逆性。
其中Hc称为矫顽磁力,不同铁磁性物质它的变化范围较大。
(2)磁化率与温度的关系,服从居里—魏斯定律。
式中是C居里常数,T是热力学温度,Tc是居里温度,当,铁磁性消失,转变为顺磁性。
(3)实验室结果说明,铁磁性物质的基本磁矩为电子自旋磁矩,而轨道磁矩基本无贡献。
铁磁性物质的磁滞回线由于磁畴内原子间相互作用的不同,原子磁矩排列情况有别,铁磁性又分为三种类型。
①铁磁性:磁畴内原子磁矩排列在同一方向,例如铁、镍、钴即属于此。
②反铁磁性:磁畴内原子磁矩排列相反,故磁化率很小,但具有很大的矫顽力。
③亚铁磁性:或称铁淦氧磁性,磁畴内原子磁矩反平行排列,磁矩互不相等,故仍具有自发磁矩。
《岩石的电学性质》课件

03
02
01
04
岩石的电磁性
岩石的介电性
岩石在电场作用下储存电荷的能力。介电常数是衡量岩石介电性的重要参数,它与岩石内部结构、孔隙度和含水程度等因素有关。
岩石的导电性
岩石中的带电粒子(如离子和电子)在电场作用下流动,形成电流。岩石的导电性取决于带电粒子的浓度和移动性。
介电常数测量
电导率测量
电阻率测量
通过测量岩石的介电常数来评估其导电性,通常采用电容法进行测量。
通过测量岩石的电阻或电导来评估其导电性,通常采用四电极法进行测量。
通过测量岩石的电阻率来评估其导电性,通常采用接地电极法进行测量。
03
岩石的介电性
介电性是指岩石在电场作用下,表现出对电荷的束缚和极化的性质。
岩石的磁性
某些岩石具有吸引铁磁物体的能力,称为磁性。磁性岩石主要由铁磁性矿物(如磁铁矿)组成,其磁性强弱与矿物含量和排列有关。
不同矿物具有不同的导电性和磁性,岩石中矿物的种类和含量直接影响其电磁性质。
矿物成分
孔隙度和含水程度高的岩石具有较好的导电性,因为水分中的离子可以参与导电过程。
孔隙度和含水程度
通过测量岩石的电学性质,推断地下岩层的分布、埋深和特征,为矿产资源勘探提供有效手段。
02
岩石的导电性
温度和压力
含水状态
矿物组成
不同矿物具有不同的导电性,岩石中矿物的组成和含量直接影响其导电性能。
温度和压力的变化可以影响岩石中离子的迁移率,从而影响其导电性。
岩石中的水分子可以传递离子,因此含学性质的研究成果,但该领域仍然存在许多未知领域和需要进一步探讨的问题。未来研究可以进一步深化岩石电学性质的理论研究,探索其内在机制和规律。
地质学中岩石的物理性质研究

地质学中岩石的物理性质研究地质学是研究地球及其构造、岩石和地层等方面的科学,岩石作为地球的主要组成部分之一,在地质学中占据着重要的地位。
岩石的物理性质研究对于深入了解地球内部结构和地球动力学过程具有重要意义。
本文将探讨地质学中岩石的物理性质研究,包括岩石的密度、弹性模量、磁性以及导电性等方面的内容。
岩石的密度是指岩石单位体积的质量。
不同类型的岩石密度差异较大,这是由于它们的成分和结构特征不同。
一般地质学家都会使用密度计等设备来测量岩石的密度。
通过测量岩石的密度,我们可以了解到地球深处的物质密度分布情况,推测地球内部的构造特征。
岩石的弹性模量是指岩石在受力作用下变形的能力。
不同类型的岩石由于其成分和结构的不同,其弹性模量也会有所差异。
地质学家可以通过岩石的弹性模量来研究岩石的变形特性,从而了解地壳运动以及地震的发生机制。
在实际工程中,岩石的弹性模量也是进行地质勘探和岩石工程设计的重要参考因素之一。
岩石的磁性研究也是地质学中重要的内容。
地球具有磁场,而磁性岩石可以对磁场强度和方向产生响应。
地质学家可以通过测量磁性岩石的磁化强度和磁化方向来研究地球的磁场演化以及地壳运动等重要地质事件。
此外,磁性岩石还广泛应用于磁性岩矿勘探和地磁测量等方面的工作中。
除了上述的物理性质,岩石的导电性也是地质学中一个重要的研究内容。
导电性反映了岩石中电流的传导能力。
通过测量岩石的导电性,地质学家可以推测出地壳中的地热分布,了解地下水运动以及地热资源等方面的信息。
在地球物理勘探中,导电性也是进行识别和勘探矿产资源的重要指标之一。
总之,地质学中岩石的物理性质研究对于深入了解地球内部结构、地球动力学过程以及人类活动对地球环境的影响具有重要意义。
岩石的密度、弹性模量、磁性和导电性等属性的研究为我们提供了丰富的地质信息和资源勘探的依据。
未来,我们可以通过进一步的研究和探索,加深对岩石物理性质的理解,为地质学的发展做出更大的贡献。
二岩石的磁性

第二章岩石的磁性⏹§1、物质磁性⏹§2、岩石的磁性⏹§3、岩石中的剩磁⏹§4、地质体磁化的消磁作用⏹表征磁性的物理量⏹磁化强度M : 均匀无限磁介质,受外部磁场H 作用,衡量物质被磁化程度的物理量。
M Hκ=⏹表征磁性的物理量⏹к:物质磁化率⏹它表征物质受磁化的难易程度,是无量纲的物理量。
第二章岩石的磁性(p126)⏹表征磁性的物理量⏹к:物质磁化率⏹它表征物质受磁化的难易程度,是无量纲的物理量。
⏹要与岩石的磁导率µ0区别开来。
⏹注意单位制!⏹无量纲,但к仍注以单位⏹在SI制中:к单位注明为SI(к),磁化强度单位为A/m;⏹CGSM制中:к单位注明为CGSM(к),磁化强度单位为CGSM(m)两者关系: 1SI(к)=1/4πCGSM(к);1A/m=10-3CGSM(m)感应磁化强度:位于岩石圈中的地质体,受到现代地磁场的磁化而具有的磁化强度T :地磁场总强度к:岩矿石的磁化率µ:岩矿石的磁导率0(1)i M H T T剩余磁化强度:岩矿石在生成时,处在一定的条件下,受当时的地磁场磁化、成岩后经历漫长的地质年代,所保留下来的磁化强度。
M记为:r岩石的总磁化强度,由两部分组成:0(1)i r r M M M T M第二章岩石的磁性 §1、物质磁性⏹一.矿物的磁性⏹抗磁性、顺磁性、铁磁性⏹一.矿物的磁性⏹抗磁性、顺磁性、铁磁性⏹铁磁性矿物:⏹自然界中不存在纯铁磁性矿物。
最重要的磁性矿物当推铁-钛氧化物。
地壳中纯磁铁矿少见,大多由不同比例的铁、钛、氧组成复杂的固熔体,它是典型的亚铁磁性。
磁铁矿不仅有较强的磁化率,且有较强的剩余磁性,其变化范围较大。
铁-钛氧化物的三元系统如下图所示,由FeO、Fe2O3和TiO2组成的固熔体,其主要矿物及磁性见以下附表所示。
⏹铁磁性矿物:⏹铁-钛氧化物的三元系统:⏹其主要矿物及磁性见附表所示。
⏹二.岩石的磁性⏹岩石的磁性与岩石中铁磁性矿物的有无、含量的多少,颗粒的大小及其分布情况直接有关。
03岩石的电磁学性质

第三章岩石的电磁学性质•对于地球物理学来讲,岩石电学是一门必不可少的专业基础学科。
它不仅为地电探测提供理论基础和解释依据,也为关于地球内部物质科学的研究提供理论基础、探测手段和解释方法。
•岩石电学是直流电法、电磁法、激发极化法、地面和井中无线电波法、地面和井中雷达法以及震电法的理论基础。
•岩石磁学也已形成了独立的理论体系,其有关结果已经为地磁(磁法)和地电(直流电法和交流电磁法)探测提供了坚实的理论基础和可靠的解释依据。
1•在油气勘探中常常利用岩石的电学和核等特性了解岩石和流体的性质。
•从岩石物理实验来看,岩石的电磁学特性是测井诸多方法的基础。
•本章主要介绍储层岩石的导电和介电特性以及核磁特性。
23.1岩石的导电特性•介质之所以导电的原因是介质内电荷的移动,即电场的能量是通过电荷移动(扩散、迁移、渗透张对流等)来传递的。
•同样,岩石的电学特性主要反映在导电特性上。
•岩石的导电特性与储层岩性、储油物性或含油饱和度有着密切的关系。
•研究岩石导电特性的目的是根据测量的岩层电阻率来判断岩性,划分油气水层,研究储集层的含油性、渗透性和孔隙性等。
•该方法和原理一方面可应用于实验室内测定岩心的流体饱和度,另一方面用于电阻率测井。
3岩石的导电性质•岩石的电性由导电矿物的相对含量(电子导电)和岩石中所含的流体决定(离子导电)。
•按其导电特性(机制)可将岩石分成两类:①没有离子导体(电解液)和没有孔隙(裂隙)水极化效应的岩石,靠组成岩石的颗粒本身的自由电子导电,这类岩石主要是致密岩石,如大部分火成岩。
②含有离子导体及有强烈的孔隙(裂隙)水极化效应的岩石。
这种岩石主要是含水的孔隙性沉积岩,尤其是碎屑岩、裂隙发育的岩浆岩及变质岩。
4一、岩石的导电性与电阻率•各种岩石具有不同程度的导电能力。
岩石的导电能力可用电阻率来是表示。
•由物理学已知,均质材料的电阻率由下式确定:R= r S/L式中R—电阻率(Ω•m);γ—电阻(Ω);S-导体截面积(m2) ;L—导体长度(m)。
岩石电学性质及应用

探方法。
物理参数主要有四种:电阻率、磁导率
、极化特性以及介电常数。
• 电阻率方法 • 高密度电法 • 电磁方法 • 激发极化法
• 地质雷达
电阻率方法是浅层调查中所用的大 多数地球物理方法之一,此方法基于当 转换一个双电极之间的直流电时测量另 一个双电极的电位。
个旧锡矿
云南个旧锡矿是 世界著名的大型 锡、铜、钨矿田,
观测中设置了高密度的观测点,是一种
阵列勘探方法。
江仓煤矿区是青海省最大的煤矿区之一,也是 工作难度最大的地区,高密度电法具有较高的 横向和纵向分辨率,同时具有剖面法和测深法 的功能。
。
高密度电法的主要优点是对地下构造的高分辨能
力和设备的轻便性,图是RESECS高密度电法仪对哈 尔滨市内某建筑工地地下防空洞的探测结果。图 中的深色低阻体是充水的防空洞位置,已被证实。
在各种领域都可以利用岩石的电学性质进
行,例如石油勘探,工程勘探和选址,矿产资源勘 探,活动断层勘探,地展安全评价,地质填图, 地下 埋藏物和管线探测以及地壳和上地慢构造研究 等等。
岩石的电学性质在地质勘探中的应用 是利用地壳中多种岩石、矿石电学性质 间的差异来实现地质勘探目的。 目前利用岩石和矿石的电学性质或
• 电阻率方法 • 高密度电法 • 电磁方法 • 激发极化法
• 地质雷达
总结
“电法”是电法勘探的简称。它利用岩石电学 性质以地壳中岩石、矿石、流体的电、磁学性质及 电化学性质的差异为物质基础,利用人工建立的或
者天然存在的电磁场的空间和时间分布规律,研究
地质构造以及寻找能源和矿产等的一组地球物理勘
一次场发生畸变。
瞬变电磁法是一种时间域电磁法,它以局 部场做场源,分辨率高于以平面波场做场源的 频率域电磁法。(PROTEM瞬变电磁仪系统)
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第三章岩石的电磁学性质•对于地球物理学来讲,岩石电学是一门必不可少的专业基础学科。
它不仅为地电探测提供理论基础和解释依据,也为关于地球内部物质科学的研究提供理论基础、探测手段和解释方法。
•岩石电学是直流电法、电磁法、激发极化法、地面和井中无线电波法、地面和井中雷达法以及震电法的理论基础。
•岩石磁学也已形成了独立的理论体系,其有关结果已经为地磁(磁法)和地电(直流电法和交流电磁法)探测提供了坚实的理论基础和可靠的解释依据。
1•在油气勘探中常常利用岩石的电学和核等特性了解岩石和流体的性质。
•从岩石物理实验来看,岩石的电磁学特性是测井诸多方法的基础。
•本章主要介绍储层岩石的导电和介电特性以及核磁特性。
23.1岩石的导电特性•介质之所以导电的原因是介质内电荷的移动,即电场的能量是通过电荷移动(扩散、迁移、渗透张对流等)来传递的。
•同样,岩石的电学特性主要反映在导电特性上。
•岩石的导电特性与储层岩性、储油物性或含油饱和度有着密切的关系。
•研究岩石导电特性的目的是根据测量的岩层电阻率来判断岩性,划分油气水层,研究储集层的含油性、渗透性和孔隙性等。
•该方法和原理一方面可应用于实验室内测定岩心的流体饱和度,另一方面用于电阻率测井。
3岩石的导电性质•岩石的电性由导电矿物的相对含量(电子导电)和岩石中所含的流体决定(离子导电)。
•按其导电特性(机制)可将岩石分成两类:①没有离子导体(电解液)和没有孔隙(裂隙)水极化效应的岩石,靠组成岩石的颗粒本身的自由电子导电,这类岩石主要是致密岩石,如大部分火成岩。
②含有离子导体及有强烈的孔隙(裂隙)水极化效应的岩石。
这种岩石主要是含水的孔隙性沉积岩,尤其是碎屑岩、裂隙发育的岩浆岩及变质岩。
4一、岩石的导电性与电阻率•各种岩石具有不同程度的导电能力。
岩石的导电能力可用电阻率来是表示。
•由物理学已知,均质材料的电阻率由下式确定:R= r S/L式中R—电阻率(Ω•m);γ—电阻(Ω);S-导体截面积(m2) ;L—导体长度(m)。
电阻率R仅与导体的材料性质有关,而与导体的几何形状无关。
•从研究导体性质的角度来看,测量电阻这个物理量显然是不确切的,而反映材料导电能力的量应当是电阻率,因此实际应用上不是测量地层电阻的大小,而是测量反映岩层导电性的电阻率。
51、主要矿物和岩石的电阻率•岩石电阻率主要取决于岩性、岩石孔隙度、岩石孔隙中的流体饱和度、导电流体矿化度、泥质含量以及温度等。
6•可以看出:不同岩石及矿物的电阻率变化范围很大;除金属矿物电阻率极低外,主要造岩矿物(如石英、长石、云母、方解石等)电阻率都很高;•按岩石成因看,大部分火成岩(如玄武岩、花岗岩等)电阻率都很高,而沉积岩的电阻率则比较低。
•沉积岩的特点是离子导电,沉积岩中地下水的矿化度和动态特性对岩石的电阻率有很大的影响。
•在众多的沉积岩中,白云岩和致密结晶灰岩的电阻率最高,可达到106Ω•m ,而砂岩的电阻率在几十到100Ω•m 之间。
72、岩石电阻率变化的一般规律•在天然状态下岩石的电阻率与很多因素有关,岩性是其中的一个。
•火成岩和变质岩,这两类岩石均为结晶岩,内部结构致密,而且它们的组成矿物几乎全部为绝缘体,其导电性主要取决于岩石的含水量。
•岩石位于潜水面以上时,其导电作用主要取决于岩石内的吸附水,电阻率在103~106Ω·m之间。
•潜水面以下时,岩石的含水量主要取决于其中的束缚水(毛细管水)和自由水(重力水)。
8•沉积岩的特点是离子导电。
由于沉积岩的含水量主要由层间地下水决定,所以地下水的矿化度、动态流动和水的化学特点对岩石的电阻率有很大的影响。
•在众多的沉积岩中,白云岩和致密结晶灰岩的电阻率最高,可达到106Ω•m,而砂岩的电阻率在几十到100Ω•m之间(注意此处的砂岩包含流体)。
•另外,由于沉积岩具有明显的成层性,所以其电阻率具有显著的各向异性。
93、岩石的电阻率及其影响因素•影响岩石电阻率的因素很多。
在实际状态下,岩石具有很复杂的成份和结构:固体矿物、孔隙、裂隙、孔隙流体、岩石所处环境和重新沉积的物质等。
1)成分和结构的影响:大多数岩石和矿石由均匀或不均匀的颗粒组成,而颗粒与颗粒之间由胶结物黏结在一起。
因此,岩石和矿石的电阻率取决于这些胶结物和矿物颗粒的电阻率及其含量。
2)含水量和矿化度的影响:地下水及天然水的电阻率较低,一般在100Ω•m以下。
当水中含有盐分时,电阻率会急剧降低。
因此,岩矿石中的含水量及其水的矿化度对岩矿石的电阻率有很大的影响。
103)孔隙和裂隙结构:由于岩石中的水是储存在孔隙和裂隙中,所以岩石的孔隙度和孔隙结构决定了岩石的含水量大小。
其中孔隙的连通性也是一个重要因素,孔隙连通则其中的水对岩石的电阻率有很大的影响。
否则,则其中的水对岩石的电阻率只有很小的影响。
4)环境的影响:主要是温度和压力,温度对电荷的升迁率影响较大,电子导电为主的矿石的电阻率随温度升高而升高,离子导电的岩石则降低。
压力的影响主要是岩石的破碎和孔隙的闭合以及化学成分变化。
5)含油气情况:地层水减少,油气不导电。
11•砂岩骨架可以认为是不导电的,纯砂岩地层的导电机理主要是离子导电,离子导电岩石的电阻率主要取决于孔隙中流体的导电能力。
•因为石油和天然气的电阻率值要比地层水的电阻率值大得多,因此,当岩石孔隙中含油气饱和度比较高时,地层的电阻率值就比较高,这是电阻率测井方法评价地层含油饱和度的物理基础。
•电阻率测井之所以能成为应用最广泛、也是最重要的测井方法,主要依赖于建立在岩石物理实验基础上的阿尔奇(Archie)公式。
12二、含流体岩石导电特性的实验定律•石油勘探开发所涉及的岩层主要是离子导电的沉积岩。
•砂岩固相物质除个别粘土矿物外,都不导电,电阻率很高。
•孔隙性岩石的导电性取决于其孔隙的几何形态和其中的流体特性。
•油、气不导电,而溶有盐类的地层水具有导电性。
水中盐离子的运动起导电作用,这是电解质导电。
•砂岩的导电能力,主要取决于岩石孔隙中地层水的导电能力。
13饱和岩石的导电性•孔隙性岩石由骨架及孔隙空间组成。
按导电机理的不同,可把岩石大致分为两大类:离子导电的岩石和电子导电的岩石。
•离子导电的岩石,主要靠岩石连通孔隙中所含溶液的正负离子导电,如沉积岩属于这种类型的岩石。
它的电阳率的大小,主要决定于岩石孔隙中所含溶液的性质和浓度等。
•电子导电的岩石靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电,大部分火成岩属于这一类岩石,其电阻率主要由所含导电矿物的性质和含量来决定。
14地层因子•这个比值只与岩石的孔隙度和胶结情况、孔隙形状有关,而与饱和在岩样中的地层水电阻率无关,通常称R0/R w比值为岩石的地层因子或相对电阻。
•在物理上,F代表当骨架不导电时,岩石的电阻率相对于地层水的电阻率的放(增大)大倍数。
•当骨架不导电时,岩石的电阻率要大于地层水的电阻率,而F则代表增大的倍数。
•经验证明,F与下列因素有关:①孔隙度;②孔隙的结构和几何形状;③孔隙的连通情况。
162、岩石导电的理论模型•阿尔奇公式及其的修正形式都描述了砂岩的电阻率和孔隙度及其饱和度之间的关系。
•这种关系可以利用岩石的孔隙模型来解释,由此可推导出岩石的电性与其物性参数间的关系。
岩石一端的截面积为A,边长为L;毛细管的截面积为A a,毛细管的长度为La(L a>L)。
孔隙中全饱和水的电阻率为Rw,考虑岩石骨架不导电,在模型中有效导电的截面为A a。
1819•当电流通过充满水的毛细管孔隙时的电阻•用R 0表示全饱和水(电阻率为R w )的岩石的电阻率,•注意,这是水饱和岩石的电阻率,电流通过的面积和长度是岩石的截面积A和长度L。
L A r R w =0式中τ为岩石的曲折度。
aa w w LA A L R L A r R ==0aa w w A L R r =AA A A L L LA A L R R F a a a a a w /0τ=⋅===21•孔隙介质的导电特性和岩石本身的物性参数之间存在一定关系。
地层因子F是岩石孔隙度和孔隙几何形状的参数。
不同的研究者建立不同的孔隙结构模型,得到不同的公式,但可概括为下面的一般形式:•式中常数C受迂曲度影响,一般C=l/L,其值等于1或大于1,理论上在1到2之间;m与孔隙空间减少或电流通道减少有关,称胶结指数。
对胶结岩石来讲,m在1.8~2.0之间,非胶结介质大约为1.3。
mC F −=φ3、含油岩石电阻率与饱和度关系•当砂岩的孔隙中含地层水和油时,在存连通的条件下.水处于颗粒表面(亲水砂岩),油处于孔隙的中央部位,四周被水包围着。
•油的电阻率很高(109~1016Ω·m),岩性相同的含油岩石与含水岩石相比,电流的路径更曲折,即导体长度Lt。
增加,有效导体横截而积变小为At•含油岩石电阻率比含水岩石大,岩石含油越多(即含油饱和度越高)。
•岩石电阻率,除了与岩石的孔隙度、胶结情况及孔隙形状有关外,还与油水在孔隙中的分布状况及含油饱和度和含水饱度有关。
22电阻率指数I•反映油饱和度的变化对岩石导电性的影响,引入另一个电阻率指数(Resistivity Index)基本概念,亦称电阻指数I。
•它表示含油岩石的电阻率R t与该岩石完全充满地层水时的电阻率R的比值。
•与地层因子和孔隙度类似,通过实验可以给出电阻率指数与饱和度之间的关系。
•在实验室通常选取具有代表性的岩石,先测出岩石含水时的电阻率R,然后对全饱和水岩石逐步挤入油,时相应的岩石电阻率同时测出在不同含油饱和度SoRs,则可得到不同饱和度时的电阻指数。
2326•可以把电阻指数公式写成与地层因子公式类似的一般形式:式中C’为曲折度函数;n 为饱和度指数。
•电阻指数公式是电测井方法中一个十分有用的公式,它是一个表示岩石电阻率与含水饱和度关系的经验公式。
表明了电阻指数是含永饱和度及电流路径的函数。
•阿尔奇(Archie )总结分析了大量实验数据,建议用下面的形式:nwS C I −='2−=wS I 7.2−=w S I 胶结岩石William阿尔奇公式优点•阿尔奇公式是通过实验得到的客观规律,可利用测井资料来定量计算岩石的饱和度。
•阿尔奇公式能够将测井信息转换成地质参数(储层参数),同时也能将地质参数转换成测井信息。
29阿尔奇公式局限(1)由R到饱和度的转换的可靠性取决于岩石样品的数量,孔隙度的变化范围,孔隙结构及导电性等。
(2)m和n的物理意义不明确,而且其控制因素还处于不清楚的状态。
因此,用孔隙度、地层水电阻率及胶结指数求出的R来计算饱和度还存在着多解性。
(3)阿尔奇公式要求的条件限制了它在一些地质环境下使用,如碳酸盐岩储层和含泥质多的泥质砂岩储层等。
30315、双对数曲线•阿尔奇公式中的a 、b 、m 、n 也称阿尔奇参数,与岩性有关,需要实验室来确定。