岩石物理

岩石物理，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。

绪论

• 岩石物理学概述
  • • 岩石物理学是专门研究岩石的各种物理性质及其产生机制的一门科学。岩石物理性质 有磁化率、磁导率 密度 电阻（导）率，介电常数 波速、衰减、各向异性 热导率、比热、热扩散系数等，研究岩石的物理性质可以帮助人类了解和认识在地球表层和内部所发生的各种物理化学过程。另外，对岩石物理学的研究还可以为资源开发、环境保护和自然灾害监测等领域提供坚实可靠的理论基础和强有力的技术支持。
• 岩石物理学研究的目的和意义
  • • 目的 ：1.对观测到的地球物理场进行合乎地质规律的解释
    • 2.提出新的岩石物理参数，并在此基础上提出新的地球物理方法
    • • • 岩石物理学研究的意义在于：
      • ①对岩石进行分类；
      • ②对岩石中的物 理现象进行分析解释；
      • ③对地球内部所发生的物理化学变化进行推断和解释；
      • ④找出地球内 部能量和质量传递的规律。
      • •在矿业工程中岩石物理学的研究结果可以直接用于解决下列问题：
      • ①石油和天然气的 储集性质；
      • ②钻孔断面对比；
      • ③岩石的成岩及变质程度；
      • ④沉积物的年代；
      • ⑤物质迁移的方向；
      • ⑥岩石和矿石鉴定等。
      • •对于地质调查来讲，岩石物理学研究的意义远远超出了简单的物 性参数测定。例如：根据岩石的磁性可以准确地划分地层和年代（磁性地层学）；
      • •对于环境研究，利用岩石物理学资料可以确定环境变迁的过程，最成功的范例是利用在黄土中所保存的磁性信息来确定气候和环境的变化。
• 岩石物理学的任务和内容
  • 岩石物理学的基本任务：找出岩石的物理参数与岩石结构、组成成分之间的关系和规律。 •要从理论和实验两个方面研究岩石的物理特性，探讨岩性、孔隙度、裂隙、流体类型、流体饱和度等因素对岩石中的稳定电流场、电磁波场和地震波场的影响，以及它们在地球物理观测数据中的反映。 •具体地讲，在岩石物理学中要完成下列任务：①通过现场和实验室观测确定岩石的物理性质和有关岩石物理参数的具体数值； ②找出岩石的物理性质和地质、矿床、工程及工艺参数之间的关系；③为实测地球物理资料的解释工作提供基础数据。
• 岩石物理学研究方法和主要困难
  • • 研究方法一：正问题
    • • 研究方法二：反问题
    • • 研究方法三：应用问题
    • • 存在的问题：岩石一般是由多种矿物组成的混合物。一方面，这些矿物的物理性质各不相同；另一方面，这些矿物的空间排列没有规律，基本上处于一种无序的状态。因此，如果对岩石中所含有的矿物分别进行研究，然后再考虑其综合影响，则将使问题变得过分复杂。另外，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
      • 尺度问题：野外观测的结果可能会由于尺度的不同而无法与实验室内得到的结果进行对照。
      • 观测频率问题：以地震波观测为例，在天然地震研究中，信号的频率为0.1- l Hz ；在人工地震中，信号的频率为10-100 Hz；在声波测井中，信号的频率为10 4 -10 5 Hz；在实验室观测中，信号的频率为10 6 Hz以上。
• 岩石物理学的应用
  • • 在油藏描述与监控中的应用
    • 1）基于岩石物理学性质进行4D地震研究以直接检测烃类并提高石油采收率；
    • 2)结合时移地震资料进行储层监控，根据油藏注水、CO2后地震响应特征的时移变化、结合岩石物理观测进行储层流体识别；
    • 3)通过时移资料的振幅变化规律和压力与饱和度变化规律预测储层的渗透率分布；
    • 4)结合储层模拟与地震波正演预测储层中油水界面的移动趋势；
    • 5)基于岩石物理实验、井资料与地震资料进行储层压力的预测。