岩石物理 Rock Physics
第四讲 岩石的物理及力学性质
第一节岩石的物理力学性质概述
4、岩石硬度的测定
（1）静压入法：以1~5mm2的压 头压入岩样表面，岩石破碎时的载 荷Pmax 除以接触面积S，则为岩石的 硬度值Hy（通常称为压入硬度）。
H
y
P max / S
( Pa )
（2）冲击回弹法：利用重物落在岩 石表面后回弹高度或回弹角度或回弹
次数来确定岩石的硬度。
四、岩石的结构和构造
岩石结构说明岩石的微观组织特征。与矿物颗粒的大小、形 状和表面特征有关，反映岩石的非均质性和孔隙性。 岩浆岩主要具有块状结构，其构造特征对钻掘破碎岩石没有 显著影响。 沉积岩的成因广泛，故其结构也比较复杂。碎屑岩具有碎屑 结构，按碎屑的大小可分为 砾状结构（碎屑直径＞2mm）、 粗粒结构（碎屑直径1~2mm）、 中砂结构（碎屑直径0.1~1m m）、 粉砂结构（碎屑直径0.01~0.1mm）。。
第一节岩石的物理力学性质概述
（3）在各向均匀压缩的条件下，岩石的硬度增加。在常压下
硬度越低的岩石，随着围压增大，其硬度值增长越快。 （4）一般而言，随着加载速度增加，将导致岩石的塑性系 数降低，硬度增加。但当冲击速度小于10m/s时，硬度变化不大。 加载速度对低强度、高塑性及多孔隙岩石硬度的影响更显著。
• （5）、岩石的亲水性 • 膨胀性是指某些由黏土矿物组成的岩石浸水后， 因黏土矿物具有较强的亲水性，致使岩石中颗粒间的 水膜增厚，或者水渗入矿物晶体内部，从而引起岩石 的体积或长度膨胀。表征岩石膨胀性的指标有岩石自 由膨胀率、岩石侧向约束膨胀率和岩石膨胀压力等。 • 软化性岩石浸水后强度变低的性质。取决于它的 岩石性质和空隙性。软化性弱说明其抗冻性和抗风化 性强。 K R cw cd • 软化系数： 软化系数越小，软化性越弱。 • 透水性岩石的透水性服从达西定律。它取决于空 隙的数量、大小、方向及连通情况。
岩体力学 第二章 岩石物理力学性质
Wa
mw1 mw2
100%
nb
VVb V
100%
dWa w
dWa
2、饱和吸水率(Wp)
岩石的饱和吸水率(Wp)是指岩石试件在高压(一
般压力为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2) 与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示，即
循环加荷
加荷
加
单轴 p
荷 三轴 拉伸
方 加荷
反复循环加卸荷(c)
p
p
式
t
t
t
加剪力
(a)
(b)
(c)
单向受压
单向受拉
双向受力
压剪
岩石强度：岩石抵抗外力破坏的能力。
岩块破 坏方式
脆性破坏
拉破坏 剪切破坏
塑性破坏(延性破坏）
一、单轴抗压强度 受 力 二、单轴抗拉强度 状 三、剪切强度 态 四、三轴压缩强度
Wp
mw2 ms
100%
n0
VV 0 V
100%
dW p w
dWp
3、饱水系数(Wa)
岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为
饱水系数。它反映了岩石中大、小开空隙的相对
比例关系。
几种岩石的吸水性指标值
（二）岩石的软化性
岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，
软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与 干抗压强度(σc)的比值
一、岩石(块)的物质组成
岩块的力学性质主要取决于组成岩石的矿物成分 及其相对含量
硅酸盐类矿物
组成岩石 的矿物
粘土矿物 碳酸盐类矿物
12/16/2020
岩石力学第2章岩石的基本物理力学性质PPT课件
格里菲斯强度理论认为岩石的强度是由其内部微裂纹或弱面的能量释放率决定的。当这些 微裂纹或弱面受到外力作用时，它们会扩展并释放能量，当能量释放率达到一定值时，岩 石就会发生破裂。
岩石的破坏准则
最大应力准则
该准则认为当岩石受到的最大应力达到其单轴抗压强度时， 岩石就会发生破裂。该准则适用于脆性破坏和延性破坏。
表示岩石抵抗弹性变形的能力， 是衡量材料刚度的指标。
泊松比
表示岩石在单向受拉或受压时， 横向变形与纵向变形之比。
抗拉强度和抗压强度
抗拉强度
岩石在单向拉伸时所能承受的最大拉 应力。
抗压强度
岩石在单向压缩时所能承受的最大压 应力。
抗剪强度和摩擦角
抗剪强度
岩石在剪切力作用下所能承受的最大剪应力。
摩擦角
表示岩石在剪切力作用下，剪切面上的摩擦力与垂直剪切力之间的角度。
流变性质
蠕变
岩石在持续应力作用下发生的缓慢变形。
松弛
岩石在持续应变作用下，应力随时间逐渐减小的现象。
04
岩石的变形特性
弹性变形
02
01
03
弹性模量
表示岩石抵抗弹性变形的能力，是衡量岩石刚度的指 标。
泊松比
描述岩石横向变形的性质，与材料的弹性模量相关。
中区域形成并扩展导致的。
02
延性破坏
与脆性破坏不同，延性破坏是指岩石在受到外力作用时，会经历较大的
塑性变形，然后才发生破裂。这种破坏形式通常是由于岩石中的微裂纹
或弱面在应力作用下逐渐扩展和连接形成的。
03
疲劳破坏
疲劳破坏是指岩石在循环或反复加载过程中，由于应力水平的波动，导
致微裂纹的形成和扩展，最终导致岩石破裂。这种破坏形式通常发生在
《岩石物理力学性质》PPT课件
微裂隙
▪ 白云质灰岩晶间微裂隙
▪ 粒间空隙
粒间空隙
晶格
▪ 晶格边界、晶格缺陷
▪ 微构造面对岩石工程性质的影响 ▪ 大大降低岩石的强度 ▪ 导致岩石的各向异性 ▪ 增大岩石的变形、改变弹性波速、电阻率
和热传导率等
▪ 岩石是构成岩体的根本单元。
1.2.1 岩石的根本构成
▪ 岩石的根本构成是由组成岩石的物质成分和构造 两方面决定。
▪ 组成岩石的矿物称为造岩矿物。矿物是地壳中天 然生成的自然元素或化合物，它具有一定的物理 性质、化学成分和形态。
▪ 主要造岩矿物：最主要的造岩矿物只有30多种， 如石英、长石、辉石、角闪石、云母、方解石、 高岭石、绿泥石、石膏、赤铁矿、黄铁矿等。
基性和超基性岩石主要是由易于风化的矿物组成，非常容易风化 ；
酸性岩石主要由较难风化的矿物组成，抗风化能力比起同样构造的基性 岩要高 ；
沉积岩主要由风化产物组成，大多数为原来岩石中较难风化的碎屑物或 是在风化和沉积过程中新生成的化学沉积物，稳定性一般都较高；
1.2.1.2 常见的岩石构造类型
▪ 岩石的构造是指岩石中矿物〔及岩屑〕颗 粒相互之间的关系，包括颗粒的大小、形 状、排列、构造连结特点及岩石中的微构 造面。
1.2.1.1 岩石的主要物质成分
按照生成条件划分，矿物可分为： 原生矿物——由岩浆岩冷凝生成，如石英、长石、辉石、角闪石、 云母等； 次生矿物——由原生矿物经风化作用直接生成，如由长石风化而成 的高岭石、由辉石或角闪石风化而成的绿泥石等，或 在水溶液中析出生成，如石膏、方解石。
矿物的外表形态： 结晶体——大多呈现规那么的几何形状； 非结晶体——呈现不规那么的形状。
岩体力学第二章岩石的基本物理力学性质PPT课件
岩石的强度和破坏
强度
岩石抵抗外力破坏的能力， 通常分为抗压、抗拉和抗 剪强度。
破裂准则
描述岩石在不同应力状态 下从弹性到破坏的过渡规 律。
破裂模式
岩石破坏时的形态和方式， 如脆性、延性、剪切等。
04
岩石的物理力学性质与岩体力学应用
岩石的物理力学性质在岩体工程设计中的应用
岩石的物理性质在岩体工程设计中具有重要影响， 如密度、孔隙率、含水率等参数，决定了岩体的承 载能力和稳定性。
岩石的物理力学性质在岩体工程治理中的应用
在岩体工程治理中，需要根据岩石的 物理力学性质制定相应的治理方案。
在治理过程中，还需要根据岩石的变形和 破坏模式，采取相应的监测和预警措施， 以确保工程治理的有效性和安全性。
如对于软弱岩体，可以采用加固、注浆等措 施提高其承载能力和稳定性；对于破碎岩体 ，可以采用锚固、支撑等措施防止其崩塌和 滑移。
弹性波速
表示岩石中弹性波传播速度， 与岩石的密度和弹性模量等有 关。
岩石的塑性和流变
01
02
03
塑性
当应力超过岩石的屈服点 时，岩石会发生塑性变形， 不再完全恢复到原始状态。
流变
在长期应力作用下，岩石 的变形不仅与当前应力状 态有关，还与应力历史有 关。
蠕变
在恒定应力作用下，岩石 变形随时间逐渐增加的现 象。
岩体力学第二章岩石的基本物 理力学性质ppt课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 岩石的物理性质 • 岩石的力学性质 • 岩石的物理力学性质与岩体力学应
用 • 结论
01
引言
岩石的基本物理力学性质在岩体力学中的重要性
岩石的基本物理力学性质是岩体力学研究的基础，对于理解岩体 的变形、破坏和稳定性至关重要。
岩石物理力学性质-知识归纳整理
1 岩石的物理力学性质岩石是由固体相、液体相和蔼体相组成的多相体系。
理论以为，岩石中固体相的组分和三相之间的比例关系及其相互作用决定了岩石的性质。
在研究和分析岩石受力后的力学表现时，必然要联系到岩石的某些物理性质指标。
岩石物理性质：岩石由于其固体相的组分和三相之间的比例关系及其相互作用所表现出来的性质。
主要包括基本物理性质和水理性质。
岩石在受到外力作用下所表现出来的性质称为岩石的力学性质。
岩石的力学性质主要有变形性质和强度性质，在静荷载和动荷载作用时，岩石的力学性质是有所不同的，表如今性质指标的差异上。
岩石的物理力学性质通常经过岩石物理力学性质测试才干确定。
1.1 岩石的基本物理性质指标 反映岩石组分及结构特征的物理量称为岩石的物理性质指标，这里主要是指一些基本属性：密度、比重、孔隙性、水理性等。
反映了岩石的组分和三相之间的比例关系。
为了测定这些指标，一股都采用岩样在室内作试验，，必要时也可以在天然露头上或探洞(井)中举行现场试骀。
在选用岩样时应思量到它们对所研究地质单元的代表性并尽可能地保持其天然结构。
最好采用同一岩样逐次地测定岩石的各种物理性质指标。
下面分述各种物理性质指标。
1.1.1 岩石的密度和重度(容重)1、定义密度：单位体积岩石(包括岩石内空隙体积在内)所具有的质量。
重度(容重)：单位体积岩石所受的重力。
2、计算式密度：V M =ρ(g/cm 3，t/m 3)容重度：V MgV W ==ρ(kN/m 3)密度与重度的关系：γ=ρg。
上述各式中，M —岩石质量；W —岩石分量；V —岩石体积(包括空隙在内)；g 为重力加速度，g=9.8m/s 2，工程上普通取10m/s 2。
密度与容重的种类：天然密度ρ、干密度ρd 、饱和密度ρsat 。
天然密度与干密度的关系：ρ=ρd (1+0.01ω)(ω为含水率，以百分数计)。
3、影响因素 影响岩石密度大小的因素：矿物成分、孔隙及微裂隙发育程度、含水量。
岩石的基本物理力演示课件
闭型空隙：岩石中不与外界相通的空隙。
开型空隙：岩石中与外界相通的空隙。包括大开型空隙和 小开型空隙。
在常温下水能进入大开型空隙，而不能进入小开型空隙。 只有在真空中或在150个大气压以上，水才能进入小开型空 隙。
1、空隙率
根据岩石空隙类型不同，岩石的空隙率分为： (1)总空隙率n (2)大开空隙率nb (3)小开空隙率nl (4)总开空隙率n0 (5) 闭空隙率nc
nl
Vnl 100% V
(4)总开空隙率（孔隙率）n0: 即岩石试件内开型空隙的 总体积（Vn0)占试件总体积(V)的百分比。
n0
Vn0 V
100%
(5)闭空隙率nc: 即岩石试件内闭型空隙的体积（Vnc)占 试件总体积(V)的百分比。
nc
Vnc 100% V
2 、空隙比(e)
所谓空隙比是指岩石试件内空隙的体积（V V)与 岩石试件内固体矿物颗粒的体积（Vs)之比。
❖ KR ＜ 0.75 ， 岩 石 软 化 性 较 强 ， 工 程 地 质 性 质 较 差
常见岩石的物理性质指标值
三、岩石的抗冻性
❖ 岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。
❖ 抗冻系 数 (Rd) ：岩石试件 经 反复冻 融 后的干抗
压强度(σc2)与冻融前干抗压强度(σc1)之比，用
百分数表示
Rd
g——重力加速度。
3、饱和密度（ρ ）和饱和重度(γw)
饱和密度就是饱水状态下岩石试件的密度。
w
Ww V
w wg
（g/cm3） (kN /m3)
式中：WW——饱水状态下岩石试件的质量 (g)； V——岩石试件的体积(cm3)；
g——重力加速度。
二、比重(Δ)
1岩石力学-岩石物理力学性质
d
s
A h
式中，γd为岩石的干密度（g／cm3）；gs为被测岩样在 105℃一110℃的温度下烘干24 小时的质量（g）；A为被测 岩样的平均断面积（cm2）；h为被测岩样平均高度（cm）。
38
一、岩石的质量指标 岩石密度测定方法二：水中称重法 首先称量不规则岩样的质量（gs），再浸入水 中称其质量（gw） ，根据阿基米德原理计算出 不规则岩样的体积（V），即可计算出岩样密 度（γ）。 遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石不能用此 法测其密度。
岩石力学
胶 结 连 结
二、岩石的常见结构类型
岩石中的微结构面，是指存在于矿物颗粒内 部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及 空隙。包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、 粒间空隙、微裂隙等。 岩石中的微结构面一般是很小的，通常需在 显微镜下观察才能见到，但它们对岩石工程性 质的影响却是相当大的。 有些专家认为缺陷是影响岩石力学性质的决 定性因素。
岩石力学
岩 浆 岩
三、岩石的地质成因分类
沉积岩是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物 质，在原地或被外力搬运，在适当条件下沉积下 来，经胶结和成岩作用而形成的，其矿物成分主 要是粘土矿物、碳酸盐和残余的石英长石等。
沉 积 岩
岩石力学
三、岩石的地质成因分类
岩石力学
三、岩石的地质成因分类
沉积岩具有层理构造，岩性 一般具有明显的各向异性。 沉 积 岩
变 质 岩
岩石力学
三、岩石的地质成因分类
3、区域变质岩 这类变质岩分布范围较广，岩石厚度较大， 变质程度较为均一，最常见的有片麻岩、片岩、 千枚岩、板岩、石英岩和大理岩，混合岩是介 于片麻岩与岩浆岩之间的一种岩石。
变 质 岩
岩石力学
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。
岩石物理学
No matter how many seismic attributes we observe, inversions can only give us three acoustic attributes
Others yield spatial or geometric information.
Seismic
Interval Vp vs. Phi Interval Vp vs. Vs In contrast, seismic wiggles depend on interval boundaries and contrasts. This introduces countless variations in geometry, wavelet, etc.
Attributes Traveltime Vnmo Vp/Vs Ip,Is Ro, G AI, EI Q anisotropy etc
Acoustic Properties
Vp Vs Density Q
Reservoir Properties
Porosity Saturation Pressure Lithology Pressure Stress Temp. Etc.
17
Stanford Rock Physics Laboratory - Gary Mavko
AVO - Aki-Richards approximation:
P-wave reflectivity versus incident angle:
Intercept Gradient 1 ∆ VP VS2 ∆ρ ∆VS 2 R(θ ) ≈ R0 + −2 2 +2 sin θ 2 V V V ρ P P S 1 ∆VP 2 2 + tan θ − sin θ 2 VP
岩石物理岩性ppt课件
岩石物理学在油储地球物理中应用
参考文献
1. 岩石物理学，陈禺页，北京大学出版社 2. 双相介质中波的传播，Amos Nur 等，石
油工业出版社 3. 定量测井声学，唐晓明等，石油工业出
版社
4. 毛管理论在测井解释中的应用，原海 涵，石油工业出版社
岩石物理基本实验结果、基础理论
岩石物理特性—测井资料应用
高值 低值
低值
比砂岩还低
比砂岩还低
比砂岩还低 最低 最低 最低
(钾盐最高)
自然电位 (mV)
基值 异常不明显
明显负异常
明显负异常
大片负异常
大片负异常 基值 基值 基值
微电极 (Ω.m)
低平值
中等 明显正异常 较高明显
正异常 高值 锯齿正负异常 高值 锯齿正负异常
极低
电阻率 (Ω.m)
低值 高值 (无烟煤最低) 低到中等
不等粒砂岩，5×10
中砂质粗粒岩屑 长石砂岩（接触式胶结）
细粒岩屑石英砂岩（薄 膜-孔隙式胶结）
粒间扩大孔，5×10
粒间孔全貌，孔隙中无充填物
粒间孔隙被高岭石堵塞
颗粒表面生长次生石英
长石颗粒微溶蚀
碎屑颗粒粒度分级
十进制
粒级划分
颗粒直径（毫米）
巨砾
>1000
砾岩
粗砾 中砾
1000~100
100~10
岩石物理学重要性与意义
地球由岩石圈、水圈和大气层组成。而岩石是 构成地球最基本的物质，因此研究地球上的诸 多现象和过程（如地球的能源、资源、环境和 灾害等问题-人类生存的基础问题）都离不开对 岩石物理性质的清楚认识和深刻理解。它们包 括岩石力学、声学特性、电性、磁性和放射性 等，是地球物理勘探的物理基础，主要在资源 勘探、重大水利水电工程、地震预报等领域上 应用。 地质工程—地球探测与信息技术、地质勘查 地球物理学-固体地球物理学、应用地球物理学、 大地测量学和空间地球物理。
岩石物理-Rock--Physics资料讲解59页文档
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
岩石物理-Rock--Physics资料讲解
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
岩石物理分析
第一篇地震岩石物理学及在储层预测的应用Seismic Rock physics Theory and the Application in Reservor Discrimination摘要储层预测研究主要在于弄清储层构造特征、岩性特征及储层参数，进而减少勘探开发风险。
储层参数包括孔隙度、渗透率、流体类型等，而地震资料提供的是地震波旅行时和振幅信息，再通过反演可得到弹性参数。
地震岩石物理学则为储层参数和弹性参数之间搭建桥梁。
横波速度是重要的地球物理参数在近些年发展起来的叠前地震储层弹性参数反演及流体检测方面起着重要的作用。
地震横波速度估计技术是根据地震岩石物理建立的目标岩石模量计算模式，利用计算出的模量重建纵波曲线，与实测曲线建立迭代格式修正岩石模量，实现横波速度等关键参数估计。
在方法实现上利用了Xu-White模型为初始模型。
流体因子是识别储层流体的重要参数，常规流体因子多是基于单相介质理论提出的，而从双相介质岩石物理理论出发可以更好的研究孔隙流体对介质岩石弹性性质的影响，为敏感流体因子的构建提供更好的指导。
本文采用了Gassmann流体因子，并分析了其敏感性。
关键词：等效介质模量，孔隙度，横波速度估算，Xu-White模型，Gassmann流体因子。
Seismic Rock physics Theory and the Application in Reservor DiscriminationAbstractThe study of reservoir prediction is mainly to investigate the characteristics of reservoir structure,lithologic features and reservoir parameters,aim to reduce the risk of exploration. Reservoir parameters include porosity,permeability,fluid type,etc,But seismic data only reflects on seismic traveltime,amplitude information,and elastic parameters which can be obtained throuth seismic inversion.Seismic rock physics builds bridges for reservoir parameterselastic.S-wave velocity, an important geophysical parameter,plays an important role in pre-stack seismic reservoir elastic parameter inversion and fluid detection witch developed in recent years.The seismic shear wave velocity estimation technique is based on the rock mass calculation model established by the seismic rock physics, reconstructs the longitudinal wave curve with the calculated modulus, establishes the iterative pattern with the measured curve to correct the rock modulus, and obtain the key parameters such as the shear wave velocity.The Xu-White model was used as the initial model in the method implementation. Fluid factor is an important parameter to identify reservoir fluid. Conventional fluid factors are mostly based on the theory of single-phase medium. From the theory of biphasic medium rock physics, it can be better to study the effect of pore fluid on the elastic properties of fluid The construction of fluid factors provides better guidance. In this paper, the Gassmann fluid factor is used and its sensitivity is analyzed.Key word:Equivalent medium modulus, porosity,Shear wave velocity estimation, Xu-White model, Gassmann fluid factor目录第一章绪论 (4)1.1岩石物理学及其发展方向 (4)1.2国内外研究现状 (4)第二章基本理论模型分析 (6)2.1有效介质模量理论 (6)2.2波传播理论 (7)2.3理论模型的比较及适用性分析 (9)第三章速度影响因素分析 (10)3.1岩性对速度的影响 (10)3.2孔隙对速度的影响 (11)3.3成岩作用对速度的影响 (11)3.4密度对速度的影响 (11)3.5孔隙流体对速度影响 (12)3.6压力对速度的影响 (12)3.7温度对速度的影响 (13)第四章主要应用 (14)4.1横波速度估算 (14)4.2流体替换 (16)4.3敏感属性参数优选 (16)第五章实际资料的应用（基于孔隙弹性理论的地震岩石物理研究）.......... 错误!未定义书签。
岩石物理
各种测井曲线
实验室的测试技术
• • 测试各种物理量，归纳经验公式，验证模型。 各种新的测试方法研究: 1)岩芯分析 2)声学参数测试 3)电学参数测试
研究方法一： 研究方法一：正问题
• 通过已知矿物、岩石本身的性质和变化，研究其物理 性质在岩体中可能有的变化，这是一个由微观到宏观 的推演过程，通常称为正演。 • 实验室的研究主要为正问题。
7、研究方向 、
• 开发 开发(地球物理) 一方面地球物理具有在远离钻孔的条件下确定岩石弹 性性质的能力， • 生产(岩石物理和石油工程) 生产 另一方面探储工程师还要求在远离钻孔条件下辨别岩 石物理特征，为改进对储集层的描绘和定性，人们正 迅速地推动地球物理、石油物理和储集层数据的综台 研究。
怎样对待岩石物理
4、岩石物理学的能力：综合 岩石物理学的能力： 岩石物理学的能力
• 实验数据和从数据中得到的知识必须与大比例尺度的 测量方法相结合起来。 • 在采用正确的方法得到典型性的数据同时，还应寻找 岩石特性与岩石参数之间物理方面的相关性。 • 通过相关性从大量含有噪声数据中确定最终要的参数 • 测量数据的解释就可以走向具有可以理解的不确定性 的正确轨道。在确定测量特性之后认知岩石参数是岩 石物理学的作用。
主要研究内容可归结为：
• 从实验和理论上研究： 1)岩石本身的各种物理性质； 2)这些性质间的相互关系； 3)它们在地球物理和岩石物理数据中的反映。
例如在地球物理学和油气勘探中的作用。
1.1 岩石物理学的研究意义
• 地球的结构和动力学性质必然与岩石的各种物理性质密 切相关。 • 岩石的不同于其它材料的特性，也就决定了岩石物理学 所具有的独特的研究内容、方法和手段。 • 岩石物理学研究的重点是与地质学、地球物理学、地球 化学、油储地球物理学、地热学和环境科学密切有关的 特性。 • 岩石物理学的研究特点，反映了这门学科的基础性和应 用性。
《岩石物理学》课程教学大纲
《岩石物理学》课程教学大纲一、课程基本信息课程编码：621041课程名称：岩石物理学课程类别：学科基础课课程性质：必修课学时（理论+实践）：48学分：3开课学期：3开课专业：地球物理学、勘查技术与工程（应用地球物理）选用教材：孙建国. 岩石物理学基础. 地质出版社，2006主要教学参考书：1.陈顒，黄亭芳，刘恩儒. 岩石物理学. 中国科技大学出版社，2009.2.葛瑞. 马沃可. 岩石物理学手册. 中国科技大学出版社，2008.3.陈顒，黄亭芳. 岩石物理学. 北京大学出版社，2001.4.B. 多尔特曼. 岩石和矿物的物理性质. 科学出版社，1985.5.陈丰等. 矿物物理学概论. 科学出版社，1995.6.M.伏拉罗维奇. 高温高压下岩石和矿物物理性质的研究. 地震出版社，1982.7.万明浩，秦顺亭，起凤梧，等. 岩石物理性质及其在石油勘探中的应用. 地质出版社，1994.8.Y.S. 托鲁基安，W.R. 贾德，R.F. 罗伊等. 岩石与矿物的物理性质. 石油工业出版社，1990.Basic Course InformationCourse code: 621041Course name: Rock physicsCurriculum category: Discipline basic course.Curriculum nature: Required courseClass hours（theory+practice）: 32Credit: 2Semester: 3Major：Geophysics, Exploration technology and engineering (Applied geophysics)Teaching materials: Jianguo Sun. Rock physics foundation. Geological Publishing House. 2006.Reference books:1.Yong Chen, Tingfang Huang and Enru Liu. Petrophysics. University of Science and Technology of China press. 2009.2.Gray Mayko. The Rock Physics Handbook. University of Science and Technology of China press. 2008.3.Yong Chen and Tingfang Huang. Petrophysics. Peking University press. 2001.4.B. Dole Altman. Physical properties of rocks and minerals. Science Press. 1985.5.Feng Chen, et. al. An introduction to mineral physics. Science Press. 1995.6.V olarovitch M. Study on physical properties of rocks and minerals under high temperature and high pressure. The earthquake Publishing House. 1982.7.Minghao Wan, Shunting Qin, Fengwu Qi, et. Al. Petrophysical properties and their application in petroleum exploration. Geological Publishing House. 1994.8.Toru Kian S., Judd W. R., Roy R.F., et. al. The physical properties of rocks and minerals. Petroleum Industry Press. 1990Teaching and Research Department – Writer: Zhangqing SunDate: Mar. 6, 2018二、课程简介岩石物理学是地球物理学和勘查技术与工程专业（地球物理方向）的学科基础课，其目的是在一年本科训练的基础之上介绍岩石物理学的基本概念、研究方法和基本结论，以及这些知识解决勘查技术与工程中的复杂工程问题的重要作用。
岩石物理学
岩石物理学
岩石物理学是一门自然科学，专门研究岩石的各种物理性质和其产生机制；隶属于地球物理学。
岩石物理学既是物理学的一个独立分支，又是地球物理学的一个重要组成部分。
它是联系地球物理学，岩石学，水文地质学，工程地质学，岩土力学等学科的纽带和桥梁。
岩石物理学是一门综合性的边缘学科。
岩石物理学的一个主要应用是研究油气工业的储层。
岩石物理学家受雇帮助油藏工程师和地球科学家了解油藏的岩石特性，特别是地下孔隙如何相互连通，从而控制碳氢化合物的聚集和运移。
岩石物理学研究的一些关键特性包括岩性、孔隙度、含水饱和度、渗透率和密度。
岩石物理学的一个关键方面是通过获取测井曲线来测量和评估这些岩石特性测量——在钻孔中插入一串测量工具，岩心测量——从地下取回岩石样本，以及地震测量。
然后将这些研究与地质和地球物理研究以及油藏工程相结合，以给出油藏的完整图景。
岩石的物理、水理与热学性质
第三章岩石的物理、水理与热学性质第一节岩石的物理性质岩石和土一样，也是由固体、液体和气体三相组成的。
所谓物理性质是指岩石三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态。
与工程密切相关的物理性质有密度和空隙性。
一、岩石的密度岩石密度(rock density)是指单位体积内岩石的质量，单位为g/cm3。
它是建筑材料选择、岩石风化研究及岩体稳定性和围岩压力预测等必需的参数。
岩石密度又分为颗粒密度和块体密度，各类常见岩石的密度值列于表3-1。
表3-1 常见岩石的物理性质指标值(一)颗粒密度岩石的颗粒密度(ρs)是指岩石固体相部分的质量与其体积的比值。
它不包括空隙在内，因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。
如基性、超基性岩浆岩，含密度大的矿物较多，岩石颗粒密度也大，一般为 2.7～3.2g ／cm3；酸性岩浆岩含密度小的矿物较多，岩石颗粒密度也小，多变化在2.5～2.85g ／cm3之间；而中性岩浆岩则介于上二者之间。
又如硅质胶结的石英砂岩，其颗粒密度接近于石英密度；石灰岩和大理岩的颗粒密度多接近于方解石密度，等等。
岩石的颗粒密度属实测指标，常用比重瓶法进行测定。
(二)块体密度块体密度(或岩石密度)是指岩石单位体积内的质量，按岩石试件的含水状态，又有干密度(ρd)、饱和密度(ρsat)和天然密度(ρ)之分，在未指明含水状态时一般是指岩石的天然密度。
各自的定义如下： V m sd =ρ (3-1)Vm satsat =ρ (3-2) V m=ρ (3-3) 式中：ms 、msat 、m 分别为岩石试件的干质量、饱和质量和天然质量；V 为试件的体积。
岩石的块体密度除与矿物组成有关外，还与岩石的空隙性及含水状态密切相关。
致密而裂隙不发育的岩石，块体密度与颗粒密度很接近，随着孔隙、裂隙的增加，块体密度相应减小。
岩石的块体密度可采用规则试件的量积法及不规则试件的蜡封法测定。
二、岩石的空隙性岩石是有较多缺陷的多晶材料，因此具有相对较多的孔隙。
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教 材：
陈颙，黄庭芳著，岩石物理学，北京大学出版社，2001年 参 考 书： 1）赵鸿儒、唐文榜、郭铁栓编著，超声地震模型试验技术 及应用，石油工业出版社，1986 2）R.E.Sheriff et.al., Reservoir Geophysics, SEG, 1992 3）Amos Nur著，许云译，双相介质中波的传播，石油工
Rock Physics: bridge between reservoir and seismic properties
Reservoir properties
Porosity 孔隙度 4D Feasibility & Seismic modeling 四维 Density 密度 地震可行性及地震模拟 Saturation 饱和度 Fluid type 流体类型 Pressure 压力 Interpretation Temperature 温度 and Inversion Fracture 裂隙 解释及反演
Seismic properties
Seismic velocity 地震 波速 Travel time 走时 Impedance 阻抗 Amplitude 振幅 AVO response AVO 响 应 Other attributes 其他属 性
Role of Rock Physics in Seismic Lithology
Rock physics is the basis for building the predictive tools and interpreting the predicted or inverted data 岩石物理是建立预测工具及解释反演结果的物理 Rock properties Seismic data 基础
Role of Rock Physics in Seismic Attributes
• Seismic attributes 地震属性
– Current emphasis is on statistical correlations without worrying about physical meaning 目前著重于统计相 关，而不顾及其物理意义 – But seismic attributes are influenced by physical and geological properties of rocks and fluids 但岩石、流 体的物理及地质特性影响地震属性
Rock Physics 岩石物理学
学习内容
1、岩石物理学概述
1.1 岩石物理学的内容与特点 1.2 岩石物理学的研究方法 2、 岩石与岩石的变形 2.1 地球上的岩石和矿物 2.2 应力与应变 2.3 岩石的本构关系 2.4 岩石实验 3、 岩石中波的传播与衰减 3.1 岩石中的波 3.2 岩石中波速的测量与应用 3.3 岩石中波的衰减 3.4 岩石模型
Rock physics
Studies the physics of rocks but mostly concentrates on seismic properties (velocity, impedance, attenuation) of sedimentary rocks in relation to other petrophysical properties and reservoir parameters 顾名思义，岩石物理研究岩石的物理性 质，但主要集中在沉积岩石的地震特性:波 速、阻抗、衰减，以及与其他岩性和油藏 参数的关系
业出版社，1986
1、岩石物理学概述
以王之敬（Wang Zee）的学术报告为主。
王之敬为我校校友。现为美国 Chevron
Texaco公司的研究员，美国斯坦福大学客座
教授。杰出的国际岩石物理学家，e 提纲
• What is rock physics? 什么是岩石物理 • Why rock physics? 为什么要研究岩石 物理 • Uses and abuses 应用及滥用 • Some recent results 一些近期结果 • Challenges 挑战
What does rock physics do?
• Bridges rock and fluid properties and seismic data 连接地震数据和岩石、流体 特性的桥梁 • Is the physical basis for seismic reservoir characterization and direct hydrocarbon detection 地震油藏定性描述及直接找油的 物理基础
• Lithology, porosity, fluids 岩性、孔隙度、流体类型 – Seismic properties and reflectivity are controlled by lithology, fluids, porosity, pressure, temperature, mineralogy, texture, …, etc. 地震性质及反射率受控于岩性、流体类型、孔隙度、 压力、温度、矿物、层理、等 – What are the relationships between rock/fluid and seismic properties? 地震性质与岩性、流体类型之间的关系是什么 – Do the predicted or inverted properties make physical sense? 预测或反演来的特性是否有物理意义
4 岩石的弹性 4.1 二相体的弹性 4.2 流体静压力下岩石裂纹对弹性的影响 4.3 流体静压力下岩石孔洞对弹性的影响 4.4 岩石中孔隙流体对弹性的影响 4.5 弹性波在双相体岩石中的传播 5 岩石的输运特性 5.1 达西（Darcy）定律和岩石的渗透率 5.2渗透率的测量 5.3 岩石的输运模型 6 岩石的电、磁、热学特性 6.1岩石的电学特性 6.2岩石的磁学特性 6.3岩石的热学特性