岩石物理

1、The Rock Cycle,Thinking about relationships among the major rock groups,2,Major Rock Groups,Igneous Formed from a melt (molten rock) Plutonic (intrusive):slow cooling and crystallization Volcanic (extrusion): quick cooling at the surface Sedimentary Formed at the Earths surface Clastic (Mineral Fragments or grains, clays) Chemical (crystalline chemical/biochemical precipitates) Metamorphic Changed by pressure, temperature and fluids.,Fig. 2.9,MAGMA,4,MAGMA,Crystallization,IGNEOUS,5,。

2、第1章 岩石的物理性质,华北水利水电学院岩土工程系岩石力学课程组,岩土体是地壳的物质组成。岩体是地壳表层圈层，经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质体。 岩石是由矿物的组成的，按成因岩石可划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。成因类型不一样，差别也很大，因此，工程性质极为多样。 1）岩浆岩的性质 岩浆岩具有较高的力学强度，可作为各种建筑物良好的地基及天然建筑石料。但各类岩石的工程性质差异很大。,1.1 岩土体的特性：,第1章 岩石的物理性质,沉积岩的性质碎屑岩的工程地质性质一般较好，但其胶结物的成分和胶结类型影响显。

3、岩石热物理性质在传热分析中，热扩散率 a（单位是 m2/s）是热导率 与比热容 c 和密度 之比。 a=/（c） 其中：热导率 （单位：W/(mK)） 比热容（单位：J/(kgK) ） 密度（单位：kg/(m3) ） 。 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 m2/s。在 300K，空气的热扩散率是 0.000024 m2/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。

4、 岩块的强度是指岩块抵抗外力破坏的能力。 根据受力状态不同，岩块的强度可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等。 一、单轴抗压强度1、定义 在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，简称抗压强度（MPa） 。 2、研究意义 （1）衡量岩块基本力学性质的重要指标。 （2）岩体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标。 （3）用来估算其他强度参数。 3、测定 方法 抗压强度试验 点荷载试验 4、常见岩石的抗压强度 常见岩石的抗压强度 岩石名称抗压强度（MPa ）岩石名称抗压强度（MPa ）岩石名称抗压强度（MPa）辉长岩 。

5、表 1 常见造岩矿物和金属矿物的密度名称 密度/g.cm-3 名称 密度/g.cm-3 名称 密度/g.cm-3石英 2.65 金刚石 2.6-2.9 钛铁矿 4.5-5.0正长石 2.55-2.63 重晶石 4.4-4.7 磁黄铁矿 4.3-4.8钠长石 2.63 刚玉 3.9-4.0 铬铁矿 3.2-4.4钙长石 2.76 岩盐 3.1-3.2 黄铜矿 4.1-4.3方解石 272-2.94 硬石膏 2.7-3.0 辉铜矿 5.5-5.8白云石 2.86-2.93 石膏 2.2-2.4 斑铜矿 4.9-5.2白云母 2.77-2.88 霞石 2.55-2.65 海绿石 2.2-2.9黑云母 2.7-3.3 绿高岭石 1.72-2.5 石墨 2.09-2.25角闪石 3.62-3.65 白榴石 2.45-2.5 多水高岭土 1.9-2.6透闪石 2.99-3.00 硅。

6、第一章 岩石性质及其分类,主要内容,1.1 岩石的物理性质1.2 岩石的力学性质1.3 岩石的分级,1 岩石的孔隙度,为岩石中孔隙总体积V0与岩石的总体积V之比，用百分率表示。,第一节 岩石的物理性质,密度:不包括孔隙在内的岩石密度。(g/cm3),容重:包括孔隙在内的岩石单位体积重量，也称岩石的体重。(t/m3),2 密度和容重,岩石的孔隙度、密度、容重主要影响岩石的抛掷、堆积和装运。,几种岩石孔隙度、密度、容重见表1-1。,表1-1 几种岩石的孔隙度、密度、容重,3 碎胀性,碎胀性是指岩石破碎后，总体积增加的性质。表征岩石的碎胀性用碎胀系数K表示，。

7、第二章 岩石的基本物理力学性质,岩石的基本物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一，也是岩石力学学科中研究最早、最完善的内容之一。第一节 基本物理性质 一、岩石的质量指标 （一）密度和比重 1、岩石的密度：单位体积内岩石的质量。岩石含：固相、液相、气相。三相比例不同而密度不同。,（2）饱和密度：岩石中的孔隙被水充填时的单 位体积质量（水中浸48小时）,（1）天然密度：自然状态下，单位体积质量,G岩石总质量；V总体积。,VV孔隙体积,（3）干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体积质量（108烘24h）,2、岩石的比重：岩石。

8、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。它是研究岩石风化、岩体稳定性、围岩压力和选取建筑材料等必需的参数； 岩石密度又分为颗粒密度和块体密度：,1.2.2 岩石的基本物理性质,颗粒密度 岩石的颗粒密度（s）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。岩石的颗粒密度属实测指标，常用比重瓶法进行测定。,物理性质：,1.2.2 岩石的基本物理性质,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。

9、实验岩石学在现在地质学中的意义和应用当今岩石学已成为研究地球及其动力学的“探针”或“窗口” 。岩石物理化学是岩石学与物理化学之间的交叉学科方向。它的主要任务是模拟自然界的温度、压力、化学条件，再造各种岩石形成的作用过程。岩石是地球物质的基本构成，它是地球各种作用的产物，又是这些作用过程的记录，因此，岩石学始终是地球科学研究的主要支柱之一。近年来， “地球物质研究”已作为一门新的具有横断学科性质的地学分支，由 40 多位美国学者经过二年(1984-1986 年) 的讨论与论证正式提出。他们明确提出在物理学和化学发展。

10、1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：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。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。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。

11、1,岩石力学参数及其物理意义,2,利用阵列声波测井等资料能够提供杨氏模量、弹性模量、泊松比等较为准确的岩石力学参数。预测岩石强度，岩石破裂压力，进行井眼稳定性分析，为钻井工程、压裂施工、油气层开采等方面提供有用参数。,岩石力学参数计算技术,3,阵列声波处理-岩石力学参数成果图,4,（1）泊松比：弹性体只受法向应力作用时，横向缩短和纵向伸长的比值（又称横向压缩系数），表示材料力学的一个重要参数。无量纲，对任何材料在0-0.5之间。泊松比越大，表示弹性越小，塑性越大，岩石容易断裂或压裂。而泥岩泊松比大，表示塑性大，易。

12、1,2.1 岩石的物理性质2.2 岩石的热学性质2.3 岩块的变形性质2.4 岩块的强度性质,第二章 岩石的物理力学性质,2.1 岩石的物理性质,岩石也是由固体、液体和气体三相组成的。定义：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。岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。 岩石的密度 岩石的空隙性吸水性软化性抗冻性透水性,一、岩石密度,1、颗粒密度s（比重Gs）s= ms/Vs岩石的比重(Gs ) 岩石固体部分的重量和4C时与同体积纯水重量的比值。 无单位,s的单位 （g/cm3 ） s测试方法比重瓶法；,2、块体密度(岩石密度)。

13、摘要油藏岩石和流体的物性参数是油田开发和油藏工程研究的重要基础数据，是编制油气田开发方案和计算储量、研究储层性质、进行油层对比、分析油田动态的重要依据。油田开发实验是获取这些岩石、流体以及流体与岩石共同作用的物性参数的主要手段，而孔隙度、渗透率和相对渗透率的测量是开发实验中最基本的测量方法和技术。本文通过文献的调研，总结了近年来国内外开发实验室对低渗和特低渗油藏岩心样品的孔隙度、渗透率以及相对渗透率曲线的测量方法和技术，归纳了实验测试过程中出现的问题，并提出了初步的解决方案，以增强低渗油气田开发。

14、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。

15、岩 石 物 理 学 及 岩 石 性 质一 、 矿 物1.1 矿 物矿 物 是 单 个 元 素 或 若 干 个 元 素 在 一 定 地 质 条 件 下 形 成 的 具 有 特 定 理 化 性 质的 化 合 物 ， 是 构 成 岩 石 的 基 本 单 元 。 矿 物 多 数 是 在 地 壳 （ 地 球 ） 物 理 化 学 条 件 下形 成 的 无 机 晶 质 固 体 ， 也 有 少 数 呈 非 晶 质 和 胶 体 。1.2 矿 物 的 主 要 物 理 特 性1.2.1 光 学 特 性（ 1） 颜 色 ： 矿 物 的 颜 色 由 矿 物 对 入 射 光 的 反 映 呈 现 出 来 。 一 般 来 说 矿 物 的颜 色 是 矿 物 对 入 射 光 吸 收 色 的 补 色。

16、,第一章 岩石物理力学性质,2019/4/26,第一章 岩石物理力学性质,1、岩石的基本构成和地质分类 2、岩石的物理性质 3、岩石的力学性质 4、影响岩石力学性质的主要因素,2019/4/26,1.1 概 述,岩石是组成地壳的自然物体，是经过地质作用而形成的矿物集合体，在陆地和海洋广泛分布。岩石按成因有三大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。岩石的种类不同，其物理力学性质差异较大，加之不同时期、不同强度的构造作用，也就决定岩石力学问题复杂多变。,2019/4/26,1.2 岩石的基本构成和地质分类,岩石是自然界中各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物。 岩。

17、岩石物理性质,1-1 地震波速度及影响因素 岩石矿物成分对V的影响 岩石密度的影响 孔隙度的影响 埋深的影响 孔隙流体对波速的影响 温度影响 横波速度问题 石灰岩速度的特殊性,1-2 地震波的吸收、衰减 介质的品质因素 吸收系数 衰减的影响因素,地震勘探中的岩石物理性质地震勘探中地震波的特点除受激发、接收因素的影响外，还主要受岩石的物理性质影响，它包括：弹性模量、密度、吸收特性。本章主要讨论两个问题： 地震波速度 地震波吸收、衰减,地震勘探中的岩石物理性质,1-1 地震波速度及影响因素V是一个重要参数：用于时深转换和储层预测 。

18、Mar , 2007,1,第2章 岩石的物理力学性质,岩石的变形是指岩石在物理因素作用下形状和大小的变化。工程上最常研究由于外力（例如在岩石上建造大坝）作用引起的变形或在岩石中开挖引起的变形。岩石的变形对工程建（构）筑物的安全和使用影响很大，因为当岩石产生较大位移时，建（构）筑物内部应力可能大大增加，因此研究岩石的变形在岩石工程中有着重要意义。,岩石在单轴压缩状态下的应力应变曲线 反复加载与卸载条件下岩石的变形特性 三轴压缩状态下岩石的变形特征 真三轴压缩试验的应力应变曲线 岩石的各向异性,美国MTS公司电液闭路伺服控。

19、岩石物理学 Rock Physics,讲课人：魏建新,课程安排,上课时间:第112周，共48个学时。課外练习：2次考试：课内考试，形式？,主要参考书,1、岩石物理学，陈顒 黄庭芳，北京大学出版社，2001年。 2、油层物理学，杨胜来，魏俊之.石油工业出版社，1994年 3、地下的声音地震波的应用，美J.E怀特著，陆其鹄，齐国英译，地震出版社，1986年。 4、孔隙介质声学，法T.布尔贝，O.库索，B.甄斯纳著，许云译，石油工业出版社，1994年 5、The Rock Physics, Handbook, G.Mavko, T.Mukerji, J.dvorkin, Cambridge University Press,1998 6、地震振幅解释。