岩石热物理性质
岩石热物理性质
在传热分析中，热扩散率a（单位是m^2/s）是热导率λ与比热容c和密度ρ之比。
a=λ/（ρ·c）
其中：热导率λ（单位：W/(m·K)）
比热容（单位：J/(kg·K)）
密度（单位：kg/(m^3)）。
热扩散率又叫导温系数，它表示物体在加热或冷却中，温度趋于均匀一致的能力。
这个综合物性参数对稳态导热没有影响，但是在非稳态导热过程中，它是一个非常重要的参数。
对于普通的岩石来说，~ 10^-6 m^2/s。
在300K，空气的热扩散率是0.000024 m^2/s。
——《地源热泵系统工程技术规范》
虽然一般而言各类岩石的导热系数最大，砂土次之，黏土最小，但是由于岩石孔隙率低导致含水量低，因此岩石用于土壤换热器的换热持久性最差，黏土次之，砂土最好。这是由于土壤和岩石的比热远小于水的比热，一般常见的岩石比热大约是0.84KJ/Kg?K，而水的比热是4.19KJ/Kg?K，干土壤的比热在1.6KJ/Kg?K，单位水体中可以储存的温差能约是干土壤的1.2～2.3倍，岩石的2倍。因此土壤中含水量的高低对土壤源热泵的效果有明显的影响，土壤中水份的迁移还对过渡季节空调系统停止运行后地下土壤温度的自然恢复至关重要，特别是对土壤源热泵系统的持久运行作用很大。土壤比重：土壤密度与4℃时纯水密度之比。一般取2.65；火山石的物理与化学部分指标如下：物理性能指标：性能指标单位检测结果性能指标单位检测结果火山石（玄武岩）的特性。
岩石的物理性质
土壤热物性变化
三、土壤温度一年内变化手工简单计算
夏季每延米散热60w/m，冬季取热量40w/m，夏冬两季的空调时间分别为120/90天，每天工作12小时。土壤比热为1200 J/(kg·K)，密度为2000kg/m3，埋管间距按照5米计算。１、面积25m2，厚度1米的土壤质量：
2000x25=50000kg
２、夏季放热量为：
60 X3600x12x120=311040000J
３、夏季过后土壤平均温度升高
311040000/1200/50000=5.184Ｋ
４、冬季取热量为
40 x3600 x12x90=155520000J
５、冬季土壤平均温度降低：155520000/1200/50000=2.5922Ｋ
６、土壤全年平均温度提升2.592Ｋ
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。褶皱区沉积岩的磁各向异性一般要比地台区的大。 岩石的天然剩余磁化强度矢量是在岩石形成过程中，按当时当地的地磁场方向“冻结”下来的。这个矢量的指极性与现代地磁场方向一致的称为正极性。岩石的年代愈古老，它的剩余磁化强度矢量的成分愈复杂。岩石剩余磁性由各种天然磁化过程形成。岩石在磁场中从居里点以上温度冷却时获得的剩余磁性称为热剩余磁性；岩石中的铁磁性物质在磁场中由于磁粘滞性而获得的剩余磁性称粘滞剩余磁性；沉积岩中的微小磁性颗粒在沉积过程中受磁场作用采取定向排列因而获得的剩余磁性称为沉积剩余磁性；沉积物中的铁矿物沉积后，在磁场中经化学变化而获得的剩余磁性称化学剩余磁性；还有等温剩余磁性是常温下磁性物质在磁场中获得的剩余磁性（见岩石磁性）。岩石的剩余磁性是古地磁学赖以建立的基础。 岩石和矿物的磁性与温度、压力有关系。顺磁性矿物的磁化率与温度的关系遵循居里定律。铁磁性矿物的居里温度一般为300～ 2700℃，其磁化率一般随温度升高而增大（可达50％），至居里温度附近则迅速下降。铁磁性矿物的磁化率与温度的关系有两种类型：一为可逆型，即在矿物加热和冷却过程中温度相同时磁化率值相同，如纯磁铁矿、钛铁矿。另一种为不可逆型，即矿物加热和冷却过程中温度相同时磁化率值不同，如对升温不稳定的铁磁性矿物。岩石加热时，磁化率也逐步升高，至200～400℃迅速下降。岩石的磁化率和磁化强度值都随压力的增大而减小。 密度和孔隙度矿物的密度是由构成该矿物各元素的原子量和矿物的分子结构决定的。大多数造岩矿物如长石、石英、辉石等具有 3
岩石物性资料
岩石物性资料
岩（矿）石物性资料 （2008年12月11日） 一、密度： 表1-1 常见矿物的密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -石英 2.65 金刚石 2.6-2.9 正长石 2.55-2.63 重晶石 4.4-4.7 钠长石 2.63 刚玉 3.9-4.0 钙长石 2.76 岩盐 3.1-3.2 方解石 2.72-2.94 硬石膏 2.7-3.0 白云石 2.86-2.93 石膏 2.2-2.4 白云母 2.77-2.88 霞石 2.55-2.65 黑云母 2.7-3.3 绿高岭石 1.72-2.5 角闪石 3.62-3.65 白榴石 2.45-2.5 透闪石 2.99-3.00 硅灰石 2.79-2.91 阳起石 3.1-3.2 蛇纹石 2.5-2.6 星叶石 3.0-3.15 赤铁矿 4.5-5.2 钠闪石 3.3-3.46 磁铁矿 4.8-5.2 纳钙闪石 3.3-3.46 黄铁矿 4.9-5.2 钛铁矿 4.5-5.0 磁黄铁矿 4.3-4.8 铬铁矿 3.2-4.4 黄铜矿 4.1-4.3 辉铜矿 5.5-5.8 斑铜矿 4.9-5.2 海绿石 2.2-2.9 石墨 2.09-2.25 多水高岭土 1.9-2.6 蛋白石 1.9-2.5 钾盐 1.99 叶绿泥石 2.6-3.0 硬绿泥石 3.3-3.6 金红石 4.18-4.23 锰矿 3.4-6.0 钨酸钙矿 5.9-6.2 铝矾土 2.4-2.5 煤 1.2-1.7 褐煤 1.1-1.3 表1-2 常见岩石密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3 cm -纯橄榄岩 2.5-3.3 橄榄岩 2.5-3.6 玄武岩 2.6-3.3 辉长岩 2.7-3.4 安山岩 2.5-2.8 辉绿岩 2.9-3.2 鞍山玢岩 2.6-2.9 花岗岩 2.4-3.1 石英岩 2.6-2.9 流纹岩 2.3-2.7 片麻岩 2.4-2.9 云母片岩 2.5-3.0 千枚岩 2.7-2.8 蛇纹岩 2.6-3.2 大理岩 2.6-2.9 白云岩 2.4-2.9
岩石类型及其物性特征差异
岩石类型及其物性特征差异 ————岩体的磁异常特征及其电阻率 岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，它是构成地壳及地幔的主要物质。岩石虽然也有一定的化学成分和物理性质,但与矿物相比,其物质组成不固定，有一定的变化范围，物理性质也不均匀。 岩石的种类很多,但从成因和形成过程来看,一般被分为三大类:岩浆岩（注：火成岩是一些由岩浆作用而形成的岩浆岩和一些貌似岩浆岩而不是岩浆岩的岩，由于火成岩以岩浆岩为主，一般可以将火成岩称为岩浆岩）、沉积岩、变质岩。它们在地球上的分布情况,各不相同。沉积岩主要分布在地壳表层部分,占陆壳面积75%; 而距地表越深,火成岩和变质岩就越多,在地壳的深部和上地慢,主要由火成岩和变质岩构成。按体积计算,地壳中火成岩占64.7%,变质岩占27.4%,沉积岩占7.9%。 一．岩浆岩 岩浆是地下深处形成的高温高压熔融体,其成分主要为硅酸盐,富含挥发份。岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳甚至喷出地表,随着温度降低,岩浆最后冷凝固结成岩石,形成岩浆岩。 当岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石称喷出岩,或称火山岩。分熔岩和火山碎屑岩。岩浆在地表以下冷凝形成的岩石称侵入岩。在较深处形成的侵入岩叫深成岩,在较浅处形成的侵入岩叫浅成岩。 岩浆岩的种类很多,组成岩浆岩的矿物种类也各不相同。但最主要的矿物有:石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石等。 石英、长石中含SiO2,Al2O3高,颜色浅,称浅色矿物; 角闪石、辉石、橄榄石中氧化铁, 氧化镁含量高,硅铝含量少,颜色较深,称为暗色矿物。 现在已经发现700多种岩浆岩，大部分是在地壳里面的岩石。常见的岩浆岩有花岗岩、闪长岩、辉长岩、橄榄岩、流纹岩、安山岩及玄武岩等。一般来说，岩浆岩易出现于板块交界地带的火山区 花岗岩：是酸性火山岩，是一种岩浆在地表以下凝结冷却形成的火成岩， 主要成分是长石和石英。 花岗岩体上的磁异常特征：花岗岩类一般磁性较弱。多数花岗岩体上只有数百纳特的磁异常，有时仅几十纳特，曲线起伏跳跃较小。少数岩体也有数千纳特异常的。花岗岩体有不同的岩相带，形成不同的磁场特征，且边缘相磁异常往往较高。花岗闪长岩磁性较花岗岩为高，其磁异常与闪长岩相近。 闪长岩：是中性火山岩，主要由斜长石（中－更长石）和一种或几种暗 色矿物组成，后者总量一般为20～35%。不含或仅含少量的钾长石，一般不超过长石总量的10%。不含或含极少量石英，其量不超过浅色矿物总量的 5%。暗色矿物以角闪石为主，有时有辉石和黑云母。 闪长岩体上的磁异常特征：闪长岩体常具中等强度的磁性，在出露岩体上可以产生1000～3000nT的磁异常。当磁性均匀时，异常曲线跳跃较小，磁性不
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 Discrimination Abstract The 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 parameters elastic.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
测定岩石标本物性参数
测定岩(矿)石标本磁物性参数技术方法及工作细则 陕西省核工业地质调查院 2014年四月
测定岩(矿)石标本磁物性参数技术方法及工作细则 一、物性参数 σ) SI 单位为千克每立方米，符号为kg / m 3 换算单位： 103kg / m 3＝1 g / cm 3 (2) 磁性单位 ：磁化率的单位为：SI(k) 与CGSM 单位换算如下：4πSI(k) = 1 CGSM(k) ：磁化强度的单位为：安培每米（A/m ） 与CGSM 单位换算为：A/m=10-3 CGSM( M ) (D)与磁倾角(I)的单位均为：°(度) (3)、电性单位 ρ)：电阻率的单位为：Ω·m (欧姆·米) η)：极化率的单位为：% (百分数) 可见，岩矿石物性标本应具有地质单元的代表性、统计样本的代表性、空间分布的代表性。岩矿石物性数据应具有地质描述的准确性，参数测定的精确性，数理统计的合理性，构造岩矿石物性数据的可靠性。 专门的岩矿石物性调查工作应单独进行技术设计编写，物探中的物性工作可参考专门的岩矿石物性调查工作编写技术设计，也可作为相应项目的一部分编写设计。 误差计算公式有两种： a) 平均相对误差为：%100Bi Ai -n 1i i n 1i ?+B A =∑=μ
b) 均方误差为： n B A n i i i 2) ( 12 ∑=- ± = ε 式中：μ—平均相对误差；ε—均方误差；n —检查样品数；A i ——第i件样品一次测量结果； B i ——第i件样品另一次测量结果。 二、测定物性参数的仪器设备 (1) 密度测定仪器 ①、密度测定仪器 其种类包括：大称、密度计和电子天平等。大称宜用于第四系松散沉积物的密度测定；密度计和电子天平宜用于固结岩矿石的密度测定。 ②、测定密度仪器的测程为1000～7000kg / m3。 ③、仪器检查与性能测定：按仪器使用说明书规定进行仪器检查与性能测定。根据样品质量的范围，在测定过程中应使用相应质量大小的砝码进行仪器标定。 ④、仪器维护：维护砝码的清洁，以保证砝码质量的稳定。 (2) 磁性测定仪器 ①、磁性测定仪器：类型主要有：无定向磁力仪、线圈感应式岩样磁力仪、卡帕桥、旋转式磁力仪、磁勘查所使用的高精度磁力仪等。 ②、磁性仪器灵敏度要求：专门测定磁性仪器要求的灵敏度不低于 10－6SI，其他类仪器的灵敏度应为10－6SI 量级，能够测量强磁性样品的磁性。 ③、仪器检查与性能测定 按仪器使用说明书规定进行仪器检查与性能测定。根据磁性强弱，应有相应测程的标准磁性样品进行仪器标定。 ④、仪器维护与使用 宜在无磁空间或磁场稳定的空间使用磁性测定仪器，使用中应注意仪器的防尘、防潮，防止电磁干扰 (3) 电性测定仪器 ①、电性测定仪器 种类主要有：改进的微机激电仪、电阻率桥等。
岩石物性资料
岩（矿）石物性资料 （2008年12月11日） 一、密度： 表1-1 常见矿物的密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -石英 2.65 金刚石 2.6-2.9 正长石 2.55-2.63 重晶石 4.4-4.7 钠长石 2.63 刚玉 3.9-4.0 钙长石 2.76 岩盐 3.1-3.2 方解石 2.72-2.94 硬石膏 2.7-3.0 白云石 2.86-2.93 石膏 2.2-2.4 白云母 2.77-2.88 霞石 2.55-2.65 黑云母 2.7-3.3 绿高岭石 1.72-2.5 角闪石 3.62-3.65 白榴石 2.45-2.5 透闪石 2.99-3.00 硅灰石 2.79-2.91 阳起石 3.1-3.2 蛇纹石 2.5-2.6 星叶石 3.0-3.15 赤铁矿 4.5-5.2 钠闪石 3.3-3.46 磁铁矿 4.8-5.2 纳钙闪石 3.3-3.46 黄铁矿 4.9-5.2 钛铁矿 4.5-5.0 磁黄铁矿 4.3-4.8 铬铁矿 3.2-4.4 黄铜矿 4.1-4.3 辉铜矿 5.5-5.8 斑铜矿 4.9-5.2 海绿石 2.2-2.9 石墨 2.09-2.25 多水高岭土 1.9-2.6 蛋白石 1.9-2.5 钾盐 1.99 叶绿泥石 2.6-3.0 硬绿泥石 3.3-3.6 金红石 4.18-4.23 锰矿 3.4-6.0 钨酸钙矿 5.9-6.2 铝矾土 2.4-2.5 煤 1.2-1.7 褐煤 1.1-1.3 表1-2 常见岩石密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3 cm -纯橄榄岩 2.5-3.3 橄榄岩 2.5-3.6 玄武岩 2.6-3.3 辉长岩 2.7-3.4 安山岩 2.5-2.8 辉绿岩 2.9-3.2 鞍山玢岩 2.6-2.9 花岗岩 2.4-3.1 石英岩 2.6-2.9 流纹岩 2.3-2.7 片麻岩 2.4-2.9 云母片岩 2.5-3.0 千枚岩 2.7-2.8 蛇纹岩 2.6-3.2
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岩（矿）石物性资料 （2008年12月11日） 一、密度： 表1-1 常见矿物的密度 名称密度/g.3 cm-名称密度/g.3 cm-石英 2.65 金刚石2.6-2.9 正长石 2.55-2.63 重晶石4.4-4.7 钠长石 2.63 刚玉3.9-4.0 钙长石 2.76 岩盐3.1-3.2 方解石 2.72-2.94 硬石膏2.7-3.0 白云石 2.86-2.93 石膏2.2-2.4 白云母 2.77-2.88 霞石2.55-2.65 黑云母 2.7-3.3 绿高岭石1.72-2.5
角闪石 3.62-3.65 白榴石2.45-2.5 透闪石 2.99-3.00 硅灰石2.79-2.91 阳起石 3.1-3.2 蛇纹石2.5-2.6 星叶石 3.0-3.15 赤铁矿4.5-5.2 钠闪石 3.3-3.46 磁铁矿4.8-5.2 纳钙闪石 3.3-3.46 黄铁矿4.9-5.2 钛铁矿 4.5-5.0 磁黄铁矿4.3-4.8 铬铁矿 3.2-4.4 黄铜矿4.1-4.3 辉铜矿 5.5-5.8 斑铜矿4.9-5.2 海绿石 2.2-2.9 石墨2.09-2.25 多水高岭土 1.9-2.6 蛋白石1.9-2.5
钾盐 1.99 叶绿泥石2.6-3.0 硬绿泥石 3.3-3.6 金红石4.18-4.23 锰矿 3.4-6.0 钨酸钙矿5.9-6.2 铝矾土 2.4-2.5 煤1.2-1.7 褐煤 1.1-1.3 表1-2 常见岩石密度 名称密度/g.3 cm-名称密度/g.3 cm-纯橄榄岩 2.5-3.3 橄榄岩2.5-3.6 玄武岩 2.6-3.3 辉长岩2.7-3.4 安山岩 2.5-2.8 辉绿岩2.9-3.2 鞍山玢岩 2.6-2.9 花岗岩2.4-3.1 石英岩 2.6-2.9 流纹岩2.3-2.7 片麻岩 2.4-2.9 云母片岩
岩石物性资料
岩（矿）石物性资料 密度： 一． 表1-1 常见矿物的密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -石英 2.65 金刚石 2.6-2.9 正长石 2.55-2.63 重晶石 4.4-4.7 钠长石 2.63 刚玉 3.9-4.0 钙长石 2.76 岩盐 3.1-3.2 方解石 2.72-2.94 硬石膏 2.7-3.0 白云石 2.86-2.93 石膏 2.2-2.4 白云母 2.77-2.88 霞石 2.55-2.65 黑云母 2.7-3.3 绿高岭石 1.72-2.5 角闪石 3.62-3.65 白榴石 2.45-2.5 透闪石 2.99-3.00 硅灰石 2.79-2.91 阳起石 3.1-3.2 蛇纹石 2.5-2.6 星叶石 3.0-3.15 赤铁矿 4.5-5.2 钠闪石 3.3-3.46 磁铁矿 4.8-5.2 纳钙闪石 3.3-3.46 黄铁矿 4.9-5.2 钛铁矿 4.5-5.0 磁黄铁矿 4.3-4.8 铬铁矿 3.2-4.4 黄铜矿 4.1-4.3 辉铜矿 5.5-5.8 斑铜矿 4.9-5.2 海绿石 2.2-2.9 石墨 2.09-2.25 多水高岭土 1.9- 2.6 蛋白石 1.9-2.5 钾盐 1.99 叶绿泥石 2.6-3.0 硬绿泥石 3.3-3.6 金红石 4.18-4.23 锰矿 3.4-6.0 钨酸钙矿 5.9-6.2 铝矾土 2.4-2.5 煤 1.2-1.7 褐煤 1.1-1.3 表1-2 常见岩石密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -纯橄榄岩 2.5-3.3 橄榄岩 2.5-3.6 玄武岩 2.6-3.3 辉长岩 2.7-3.4 安山岩 2.5-2.8 辉绿岩 2.9-3.2 鞍山玢岩 2.6-2.9 花岗岩 2.4-3.1 石英岩 2.6-2.9 流纹岩 2.3-2.7 片麻岩 2.4-2.9 云母片岩 2.5-3.0 千枚岩 2.7-2.8 蛇纹岩 2.6-3.2 大理岩 2.6-2.9 白云岩 2.4-2.9 石灰岩 2.3-3.0 页岩 2.1-2.8 砂岩 1.8-2.8 白垩岩 1.8-2.6 干砂岩 1.4-1.7 粘土 1.5-2.2 表土 1.1-2.0 花岗闪长岩 2.69
各种岩石矿物地球物理物性参数总结
沉积岩、冲积物及水的电阻率 （单位：Ω.M） 岩石名称 ρ变化范围 岩石名称 ρ变化范围 固结页岩 20-2×103潜水 ＜100 厚层泥岩 10-8×102海水 n×10-1- n×100砾 石 2×103-104矿井水 n×100 砂 岩 1-6．4×108 n×10-1 深成盐渍水 灰 岩 50-107 未凝结 20 湿 粘 土 泥 灰 岩 3-70 粘 土 1-100 10-800 冲击层和砂 油 砂 4-800 白 云 岩 3．5×102-5×103 雨 水 ＞1000 河 水 n×10-1- n×102
各类岩石磁参数（数量级）一览表 岩石类型K（10-6CGSM）Jr（10-6CGSM）磁铁矿及钛磁铁矿103—106103—106 其他铁矿101—105100—105 超基性岩102—104102—104 基性岩101—104100—104 酸性岩101—103100—104 变质岩100—103100—102 沉积岩100—102100—102
火成岩和变质岩的电阻率 （单位：Ω.M） 岩石名称 ρ变化范围 岩石名称 ρ变化范围 花 岗 岩 3×102-106玄 武 岩 10-1.3×106(干) 花岗斑岩 4.5×102(湿)-1.3×106(干) 橄榄苏长岩 103-6×104(湿) 长石斑岩 4×103(湿) 橄 榄 岩 3×103(湿)-6.5×103(干) 钠 长 岩 3×102(湿)-3.3×103(干)角 闪 岩 8×103(湿)-6×107(干) 正 长 岩 102-106片 岩 20-104 闪 长 岩 104-105凝 灰 岩 2×103(湿)- 105(干) 闪长斑岩 1.9×103(湿)- 2.8×104(干) 石墨片岩 10-102 斑岩(各类) 60-104板 岩 6×102-4×107 英 安 岩 2×104(湿) 片 麻 岩 6.8×104(湿)-3×106(干) 辉绿斑岩 103(湿)-1.7×105(干) 大 理 岩 102-2.5×108(干) 辉 绿 岩 20-5×107矽 卡 岩 2.5×102(湿)-2.5×108(干)熔 岩 102-5×104石 英 岩 10-2×108 辉 长 岩 103-106
岩 石 物 性
油层2 - 储层岩石的物理特性 1.岩石的粒度：岩石颗粒的大小称为粒度粒度组成：是指不同粒径范围（粒级）的颗粒占全部颗粒的百分数（含量）通常用质量百分数来表示。测定方法筛析法和沉降法多孔介质 2.不均匀系数：累计分布曲线上累计质量60%所对应的颗粒直径d60与累计质量10%所对应的颗粒直径d10之比称为不均匀系数 3.粒度中值：累计分布曲线上质量50%所对应的颗粒直径Md 粒度分布曲线 4.分选系数: 表示颗粒大小的均匀程度，So 5.岩石的比面: 是指单位体积岩石内孔隙内表面积或单位体积岩石内岩石骨架的总表面积。 6.影响比面大小的因素P112除受粒径影响外，还受颗粒排列方式、颗粒形状、胶结物含量等因素的影响 7.胶结物：是除碎悄屑颗粒以外的化学沉淀物质，一般是结晶的或非结晶的自生矿物，在砂岩中含量不大于50%。胶结物含量增加使岩石的储油能力和渗透能力变差 8.泥质胶结物：是沉积岩粒度分析中粒度小于0.01的物质的总和粘土矿物: 是指天然的土状细粒集合体，当它与少量的水混合时具有可塑性，粘土矿物是指组成粘土主体的矿物 9.自生粘土矿物在砂岩孔隙中的产状的三种基本类型：1）分散质点式2）薄膜式3）架桥式 10.陆源粘土与自生粘土在储层岩石中的产状不同是造成地层非均质性的原因,分布方式不同则造成地层伤害和生产能力下降 11.灰质胶结物：主要由碳酸盐类矿物组成 12.胶结类型P116胶结物在岩石中的分布状况以及它们与碎屑颗粒的接触关系。1）基底式胶结2）孔隙式胶结3）接触式胶结 13.空隙:孔隙空洞裂缝 14.岩石孔隙类型-----按成因分类 1)粒间孔隙 2)杂基内微孔隙 3)晶体次生晶间孔隙 4)纹理及层理缝 5)裂缝孔隙 6)溶蚀孔隙 15.按孔隙大小的分类 1)超毛细管孔隙 2)毛细管孔隙 3)微毛细管孔隙 16.岩石孔隙组成P120是指组成岩石的各种直径的孔隙数量的比例 17.孔隙结构P121是全部孔隙特征的总称，包括岩石孔隙的大小、形状、孔间连通情况、孔隙类型、孔壁粗糙程度等全部孔隙特征和它的构成方式。直接影响到岩石的储集特性和渗流特性 18.孔隙结构参数:孔隙大小及其分选性;孔喉比;孔隙配位数;孔隙迂曲度 19.孔隙结构类型:1)单重孔隙介质:粒间孔隙结构;纯裂缝结构 2)双重孔隙介质:裂缝--粒间孔结构;孔洞--粒间孔结构 3)三重孔隙介质:粒间孔隙--微裂缝--大洞穴;粒间孔隙--微裂缝--大裂缝 20.孔隙度：是指岩石中孔隙体积Vp与岩石总体积Vb的比值，表达式：
岩石物理学
岩石物理学 讲义 贺振华编 成都理工大学 2009年
目录1 岩石物理学概论 (4学时) 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 (6学时) 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 岩石物理实验 3 岩石中波的传播与衰减(10学时) 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 4 岩石的弹性 (12学时) 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 (2学时) 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 岩石物理应用 (4学时) 6.1 Biot-Gassmann方程与流体替换 6.2 裂缝储层岩石物理 复习与考试(2学时)
1 岩石物理学概论 1.1 岩石物理的内容与特点 岩石物理学是以研究岩石物理性质的相互关系及应用为主的学科。重点研究： ·在地球内部特殊环境下岩石的行为及其物理性质。 ·研究那些与地球内部构造运动、能源和资源勘察与开发、地质灾害的成因与减灾，环境保护与监测等密切相关的问题。 对油气勘探、资源、环境等问题，R. E. Sheriff 对岩石物理学的定义为[1] 岩石物理学研究岩石物理性质之间的相互关系，具体地说，研究孔隙度，渗透率等是如何同地震波速度、电阻率、温度等参数相关联的。 岩石物理学与地质学、地球物理学、地球化学、力学、流体力学、材料力学、地热学、环境科学、工程学等众多学科密切相关，是一个高度的交叉、边缘学科。基础性，应用性都很强。一般情况下，人们把岩石物理学归属于地学学科。对油气资源的勘探开发而言，岩石物理是联系地质、地球物理、石油工程三个学科领域的共同基础和桥梁，见图1.1。 图1.1 岩石物理是地质、地球物理、石油工程的共同基础和桥梁 地球物理 地质结构 岩石物理
储层岩石物性及孔隙结构特征
3. 储层岩石物性及孔隙结构特征 本章将重点分析柴西北区N1 2 ～N2 2 储层岩石的孔隙度、渗透率、储集空间类 型及分布、大小等反映储层孔隙结构特征的性质，区域上仍以南翼山、油泉子、尖顶山和咸水泉作为研究对象。 3.1 储层岩石物性分析 3.1.1 南翼山储层岩石物性 南翼山构造位于青海省柴达木盆地西部北区，属于西部坳陷区——茫崖凹陷南翼山背斜带上的一个三级构造。该构造为两翼基本对称的大而平缓的箱状背斜构造，两翼倾角20°左右，构造轴线近北西西向，长轴50km，短轴15km，闭合面积620km2，闭合高度820m。构造的基本模式为两断夹一隆，南翼山背斜的形成主要受控于翼北、翼南两组断层，由于该断层的控制作用，使得本区产生了一个宽缓的背斜构造，主体构造两翼基本对称。浅层（N21以上）构造隆起幅度较中深层要略小，表现为轴部地层较薄，两翼地层增厚的特征。 N21～N22时期柴西北区广泛发育较深湖、浅湖和滨湖相。南翼山地区N21时期为较深湖—浅湖沉积，该地区中部受构造古隆起的控制主要为浅湖沉积；N22时期随着湖盆沉积中心的进一步往北东方向迁移，主要沉积浅湖相。 共收集该区N22～N21储层岩石Ⅰ～Ⅵ油层组18口井钻井取心样品物性分析资料，其中孔隙度1802块、渗透率1897块，碳酸盐含量933块、氯离子含量514块。物性统计结果见表3-1。 21
从统计结果来看，南翼山油田除Ⅰ+Ⅱ油组孔隙度和渗透率稍高些，Ⅲ+Ⅳ和Ⅴ+Ⅵ油层组物性基本一致，均表现出物性总体较差，属典型中-低孔隙度、低-特低渗透率储层。图3-1是该油田统计的所有样品的孔隙度与渗透率关系图。 图3-1 南翼山N22-N21储层岩石孔渗关系 由图3-1可以看出，该区孔渗分布存在明显的两个区域（图中大圈和小圈），小圈内的孔渗稍高些，是浅部Ⅰ+Ⅱ油层组岩石的孔渗分布，孔隙度一般大于25%，而深透率一般在10mD左右。而大圈内是Ⅲ+Ⅳ和Ⅴ+Ⅵ油层组岩石的孔渗分布，孔隙度一般在5%-20%之间，渗透率在0.01mD-10mD之间。 由于南翼山浅部Ⅰ+Ⅱ油层组埋深浅，岩石受压实作用较弱，岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，部分保留了原生粒间孔隙，因此储层物性相对较好，但其岩石成岩性极差，泥质含量高，岩石固结疏松，因此给开采带来很大的难度。下部的Ⅲ+Ⅳ和Ⅴ+Ⅵ储层岩石其成岩性明显好于上部Ⅰ+Ⅱ油层组,岩石胶结较致密，岩性以含灰泥岩以及灰质泥岩为主，水平纹层发育，另有部分砾屑、砂屑、生屑、球粒支撑的颗粒灰岩及含藻屑泥灰岩（风暴岩）。此类岩石其原生粒间孔隙几乎全部损失，除仍保存大量微孔隙外，有效储集和渗流空间仅为溶蚀孔隙和微裂缝，而且孔隙和微裂缝内往往被方解石充填，因此物性较差。 另外，在进行孔渗测量的同时，部分样品同时还测定了碳酸盐含量及氯离子含量。通过分析，各油层组碳酸盐含量随深度有增加趋势，而氯离子含量有减少趋势，但变化不明显。各油层组碳酸盐含量平均不到40%，仅有部分样品超过50%。
地球物理勘探中常用的各类岩石物性参数
各类岩石磁参数（数量级）一览表 沉积岩、冲积物及水的电阻率（单位：Ω.M） 火成岩和变质岩的电阻率（单位：Ω.M）
金属元素及常见矿物电阻率（单位：Ω.M）
部分岩石、矿石极化率实测数据统计结果 明显不含电子导电矿物的岩石石墨化岩石含浸染状硫化物的岩石 浸染状硫化物矿石 块状硫化物矿石 梯形下底边两端点位置表示极化率的极大值和极小值；梯形上边两端点位置是不同作者得到的极化率平均值。 主要岩石和矿石密度表
组成岩石和矿石的矿物磁性 绝大部分矿物属逆磁性和顺磁性，只有少部分的矿物具有铁磁性。 一、属于逆磁性的矿物 岩盐石膏方解石石英石油大理石石墨金刚石及某些长石等，其值的数量级为-10-6CGSM单位。基本上可视为接近于零。但有时在某些简单的地质条件下，在某些盐丘和石英脉上能观测到微弱的负异常。 二、属于顺磁性的矿物 如黑云母、辉石、角闪石、蛇纹石、石榴子石、堇青石、褐铁矿等。磁化
率变化范围由0—5000×10-6CGSM单位。有时，由于矿物中掺有磁铁矿而出现较高的磁化率。 三、自然界并不存在纯铁磁性矿物，主要是铁淦氧磁性的（也有反铁磁性的）矿物 如铁的氧化物和硫化物及铁的氧化物和其他金属氧化物的混合结晶体。这些矿物虽然数量不多，但磁性很强。 1. 磁铁矿（FeO.Fe 2O 3 ）:它是典型的铁淦氧磁体。在弱磁场中的磁化率为 0--29CGSM，Jr=4--20 CGSM，Tc=560—5650C。饱和磁化Js=485 CGSM。Hc=7—30Oe。 2. 氧化铁Fe 2O 3 : 有两种类型,即γFe 2 O 3 和αFe 2 O 3 。前者是磁赤铁矿к =0.1CGSM，Tc=7200C，Hc=30—400Oe。后者是赤铁矿，为菱形晶体系，具有反铁磁性，к=20-100×10-6CGSM，Tc=6750C，Hc=7600Oe。天然的赤铁矿常含有铁磁 性杂质（γFe 2O 3 和Fe 3 O 4 ）使к及Jr增加。赤铁矿的一个重要特性是当其从高温 冷却下来时，会得到很强的温差剩磁，比感磁大数千倍。 3. 钛铁矿（FeO.TiO 2 ）：顺磁性，к=500×10-6CGSM。钛铁矿常与磁铁矿形成钛磁铁矿，表现铁磁性。在自然界中，大部分的铁淦氧磁体差不多都有FeO、 Fe 2O 3 及TiO 2 三种成分组合而成，称之为FeO—Fe 2 O 3 —TiO 2 三元系。在矿物组合中， 这三种化合物的比例不同组成不同性质的磁性矿物。 4. 磁黄铁矿FeS (1+X): 铁和硫的化合物有特殊的磁性, FeS 2 为黄铁矿,具有 顺磁性。而FeS (1+X)，（Fe 11 S 12 —Fe 6 S 7 ）一般具有铁淦氧磁性，称为磁黄铁矿 Tc=300—3250C，Hc=15—20Oe。 5. 褐铁矿（Fe 2O 3 .nH 2 O）: к=50--500×10-6CGSM。但有铁磁性杂质时有明 显的铁磁性。Hc=100Oe，Jr=0.01 CGSM。 6. 针铁矿（α—Fe 2O 3 .H 2 O）,纤铁矿(γ—Fe 2 O 3 .H 2 O)及菱铁矿(FeCO 3 )。前 二者为顺磁性，к=40×10-6CGSM。后者是反铁磁性矿物。