储层地球物理学1-岩石物理学

【关键字】物理岩石物理模型综述岩石是由固体的岩石骨架和流动的孔隙流体组成的多相体，其速度的影响因素呈现复杂性和多样性各因素对速度的影响不是单一的，是相互影响综合作用的结果，这也表明利用地球物理资料进行储层特征预测和流体识别是切实可行的，岩石的弹性表现为多相体的等效弹性，可以概括为4个分量：基质模量，干岩骨架模量，孔隙流体模量，和环境因素（包括压力温度声波频率等），岩石物理理论模型旨在建立这些模量之间相互的理论关系，它在通过一定的假设条件把实际的岩石理想化，通过内在的物理学原理建立通用的关系。

有些模型假设岩石中的孔隙和颗粒是层状排列的，有些模型认为岩石是由颗粒和某种单一几何形状的孔隙组成的集合体，其中孔隙可以是球体、椭球体或是球形或椭球形的包含体，还有些模型认为岩石颗粒是相同的弹性球体。

鉴于以上不同的实际岩石理想化过程，我们将岩石物理模型分为四类：层状模型、球形孔隙模型、包含体模型和接触模型。

1 层状模型①V oigt-reuss-hill(V-R-H)模量模型在已知组成岩石介质各相的相对含量以及弹性模量的情况下，分别利用同应变状态同应力状态估算岩石介质有效弹性模量的vogit上限reuss下限，利用两者的算术平均计算岩石的有效弹性模量，这种平均并没有任何理论的基础和物理含义，该模型比较适合于计算矿物成分的有效体积模量及可能的最大上下限，不适于求取岩石的总体积模量剪切模量和气饱和岩石的情况。

②Hashin-shtrikman模量模型在已知岩石矿物和孔隙流体的弹性模量及孔隙度的情况下，Hashin-shtrikman模型能精确地计算出多孔流体饱和岩石模量的取值范围，其上下限的分离程度取决于组成矿物弹性性质的差异（均为固体矿物颗粒时，上下限分离很小；如有流体存在时，则上下限分离较大）。

③wood模量模型wood模量模型首先利用reuss下限计算混合物平均体积模量，再利用其与密度的比值估算速度，该模型比较适用于计算孔隙混合流体的有效有效体积模量，或者浅海堆积物的有效体积模量（浅海堆积物基本为悬浮状态）。

岩石物性与储层评价技术岩石物性与储层评价技术是石油地质学中的关键领域，它对于油气勘探和生产具有重要的指导意义。

通过对岩石的物性参数分析和储层评价，可以帮助地质工作者更好地理解油气资源的分布，为储层的有效开发和生产提供科学依据。

一、岩石物性岩石物性是指岩石在地质力学作用下的一些基本物理特征，包括密度、孔隙度、渗透率等。

岩石物性参数的测量和分析是储层评价的基础，也是评价岩石储集性能和油气开发潜力的重要手段。

1. 密度测量岩石的密度与其成分、孔隙度、含水饱和度等因素有关。

通过地震勘探等方法可以获得地下岩石的密度分布情况，进而反演岩石中的油气含量和储集性能。

2. 孔隙度测量孔隙度是指岩石体积中孔隙所占的比例，是评价储层质量的重要指标之一。

常用的孔隙度测量方法有压汞法、氦气置换法等，可以准确测定岩石孔隙度并进一步评价其储存流体的能力。

3. 渗透率测量渗透率是指岩石中流体渗透的能力，是评价储集层透水性的重要指标。

常用的渗透率测量方法有渗流模型、试油法等，可以帮助确定储层的渗透能力和产能潜力。

二、储层评价技术储层评价技术是指对储集层进行系统分析和评价的一种方法和手段，用于判断储层的优劣和变化情况，进而指导油气勘探和生产。

1. 相态分析相态分析是通过石油地质学、地震学和油气物性等技术手段，对储层中的油气-水-岩石三相关系进行研究。

通过相态分析可以评价储层的饱和度、物性变化和含油气阶段等参数，为油气勘探提供理论依据。

2. 流体识别技术流体识别技术是通过地球物理学、地层学和岩石物性等综合手段，识别和区分储层中的不同流体类型，如原油、天然气和水等。

通过流体识别技术可以判断储层中油气的产状、储量分布和流体运移规律，为油气开发提供准确的评价数据。

3. 产能评价技术产能评价技术是评价储层产能潜力和储层可采程度的关键方法。

通过地质地球物理参数、流体动力学模拟等技术手段，可以对储层的产能进行定量评价和预测，为油气勘探和生产提供决策支持。

第一章绪论一、岩石物理学1、定义：是专门研究岩石的各种物理性质及其产生机制的一门学科。

2、研究方法：观察、实验、归纳、总结3、主要困难：岩石是混合物；多尺度系统；观测条件偏离实际条件二、研究尺度1、有关岩石研究的尺度问题：矿物的组成、性质、含量；矿物的分布、胶结情况；矿物间的孔隙度及孔隙流体等。

推论：岩石的物理性质与测量的尺度有关2、分类：矿物尺度：研究各个矿物的性质、矿物与矿物之间相互的接触几何等岩石尺度：研究由多个矿物组成的岩石，在此尺度下，矿物的性质被平均掉了，取而代之的是岩石的性质岩体尺度：研究不仅包括了完整的岩石，而其还包括了岩石的组合，包括岩石的节理等间断面地质尺度：为各级尺度性质的高度且复杂的综合。

而地质现象是由矿物、岩石、岩体和构造运动的总体所决定的。

第二章基础知识和基础概念第一节矿物学和岩石学基础1、矿物：在地质作用下形成的天然单质或化合物，具有相对固定的化学成分、物理性质和结晶构造，是岩石和矿石的基本组成部分。

2、矿物的特点：天然产出、无机作用形成、均匀的固体（具有确定的或在一定范围内变化的化学成分和分子结构，其均匀性表现在不能用物理的方法把其分成在化学上互不相同的物质，这是矿物与岩石的根本区别。

）3、粘土：是一种颗粒非常细的天然沉积物或软岩石，由直径小于0.05mm的颗粒组成。

4、骨架：泛指岩石中除泥质之外的固体部分第二节多空介质及其描述一、比面1、定义：单位体积的岩石内，骨架（或叫颗粒）的总表面积；或单位体积的岩石内，总孔隙的内表面积。

S=A/Vｂ2、实质：反映了单位外表体积岩石中所饱和的流体与岩石骨架接触面积的大小。

反映了岩石骨架的分散程度，比面越大，骨架分散程度越大，颗粒也越细，渗流阻力越大。

3、影响因素：颗粒大小、形状、排列方式、胶结物含量颗粒越小 S越大孔隙度越大 S越小胶结物含量越高 S越小二、曲折度三、压缩性系数第三节岩石的孔隙度一、孔隙度1、孔隙度是表征岩石储集特征或能力的参数2、孔隙分类：（1）按大小：超毛管、毛细管、微毛细管（2）按连通状况：连通孔隙、孤立孔隙-死孔隙（3）按储渗性能：有效孔隙、无效孔隙只有相互连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙是有效的油气储渗空间，微毛细管孔隙和死孔隙都是无意义的3、孔隙度：岩石孔隙体积与岩石的外表体积之比4、孔隙度分类：绝对孔隙度有效孔隙度流动孔隙度绝对 > 有效 > 流动二、双重孔隙度1、定义：含有裂缝-孔隙或溶洞-孔隙的储层岩石称为双重孔隙介质，简称双重介质。

地球物理学在岩石物性模型中的应用地球物理学是研究地球内部及其周围环境的物理性质和现象的学科。

岩石物性模型是地球物理学在实际应用中的一个重要方面。

通过研究岩石的物理性质，可以揭示地球内部的构造、岩石的成因和演化历史等信息，为地质学、勘探地球资源以及自然灾害的预测与防范等提供重要依据。

本文将介绍地球物理学在岩石物性模型中的应用，并着重讨论地震波传播、重力和磁力场对岩石物性研究的影响。

一、地震波传播与岩石物性地震波是地震活动引起的地下振动波动，它们在地球内部的传播受岩石的物性特征影响。

通过观测和分析地震波的传播速度和振幅，可以反推岩石的密度、弹性模量和剪切模量等物理参数。

其中，地震波速度在地下的变化主要与地壳的构造和岩石组成有关。

地震学家在研究地震波的传播速度时，通常会利用地震仪测定P波（纵波）和S波（横波）的到时差，并结合地质钻孔井中的钻井岩芯来确定岩石物性。

二、重力场与岩石物性重力场是因地球引力而形成的空间物理场，它受到地壳表面岩石体积和密度差异的影响。

岩石的密度和重力场之间存在着一种密切的相互关系。

借助重力测量技术，研究人员可以获得岩石矿物的密度信息，进而推算岩石的物性。

需要注意的是，重力测量的精确度较高，但仍需结合其他地球物理资料进行综合解释，以减少数据解释上的误差。

三、磁力场与岩石物性磁力场是地球内部的重要物理场之一，岩石对磁力场表现出不同的响应。

通过对地球磁力场的观测和研究，可以了解地球内部的磁性岩石分布。

磁力场测量技术常用于勘探矿产资源、研究地壳构造以及研究海洋地质等方面。

在岩石物性模型研究中，可以通过分析磁力场所提供的信息，推断岩石的磁性和含磁性矿物的存在。

综上所述，地球物理学在岩石物性模型研究中起到了至关重要的作用。

通过地震波传播、重力和磁力场等地球物理现象的观测和分析，可以获得岩石的物理特性参数，而这些参数又是研究地球内部结构、地球演化、资源勘探及自然灾害预测与防范的基础。

因此，进一步深入研究地球物理学在岩石物性模型中的应用，对于推动地球科学领域的发展和应用具有重要意义。

岩石物理体积模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述岩石物理体积模型是利用岩石物理学的原理和方法，通过采集和分析地质数据，构建出地下岩石体积的模型。

它是地质勘探、资源开发和地质灾害防治等领域中非常重要的工具和手段。

在地质勘探领域，岩石物理体积模型可以提供有关地下岩石体积和结构的信息，帮助勘探人员了解地下岩石的性质，并指导勘探和开发工作的进行。

通过岩石物理体积模型，我们可以了解岩石的孔隙度、渗透性、密度等特征，从而评估地下储集层的质量和可开发性。

此外，岩石物理体积模型还可以帮助识别地下岩石的类型和层序关系，为油气或矿产资源的勘探提供重要的参考依据。

在资源开发领域，岩石物理体积模型可以帮助预测矿体或油气储集层的分布和大小，优化资源勘探和开发方案，提高资源的开采效率和经济效益。

通过获取和分析地质数据，我们可以建立起地下岩石体积的三维模型，进而计算出储层的体积、厚度和含油气或矿产的量。

这些信息对于资源勘探和开发的决策具有重要的指导意义。

此外，岩石物理体积模型在地质灾害防治中也发挥着积极的作用。

通过岩石物理体积模型，我们可以了解地下岩石的强度、稳定性和裂隙等特征，为地质灾害的预测和防治提供依据。

例如，在岩体工程中，通过建立岩石物理体积模型，可以评估岩石的稳定性和承载能力，制定合理的工程设计和施工方案，降低地质灾害的风险。

综上所述，岩石物理体积模型在地质勘探、资源开发和地质灾害防治等领域具有重要的应用价值。

通过构建地下岩石体积的模型，我们可以更好地理解地球内部的结构和特征，为科学研究和工程实践提供有力支持。

随着技术的不断发展和研究的深入，相信岩石物理体积模型在未来会有更广阔的应用前景。

1.2 文章结构文章结构如下：本文主要分为引言、正文和结论三个部分，具体结构如下：1. 引言部分：介绍本文的研究背景和意义。

首先概述岩石物理体积模型的研究领域和重要性，说明该模型对于岩石工程、矿产资源开发和地质勘探等方面的应用价值。

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。

（2）条痕:条痕色指矿物经过在不涂釉的瓷板上擦划，在瓷板上留下的矿物粉粒的颜色。

（3）光泽:光泽是矿物表面对入射光所射的总光量。

根据光泽有无金属感，将光泽分为金属光泽与非金属光泽。

矿物光泽特性既与矿物组成和结构有关，又与矿物表面特征有关。

（4）透明度:透明度与矿物对矿物透射光的多少有关。

1.2.2力学性质（1）硬度：矿物的硬度是指矿物的坚硬程度。

一般采用摩氏硬度法鉴别矿物硬度。

即采用标准矿物的硬度对未知矿物进行相对硬度的鉴别。

摩氏硬度中选取十种矿物作为标准矿物，将矿物分为10级，称为摩氏硬度计。

这十种矿物硬度由1级到10级的顺序是：①滑石，②石膏，③方解石，④磷灰石，⑤萤石，⑥正长石，⑦石英，⑧黄玉，⑨刚玉，⑩金刚石。

（2）解理与断口：矿物受力后产生破裂出现的没有一定方向的不规则的断开面，谓之断口。

当晶质体矿物受力断开时，出现一系列平行的、平整的裂面时，称为解理。

断口出现的程度跟解理的完善程度相互消长，解理程度越低的矿物越容易形成断口。

因此，断口具有了非晶质体的基本含义。

解理与晶质体内质点间距有明显的关系，解理常出现在质点密度较大的方向上。

（3）延展性：矿物的延展性，也可以称为矿物的韧性。

其特征是表现为矿物能被拉成长丝和辗成薄片的特性。

这是自然金属元素具有的基本特性。

1.3重要矿物（1）自然元素矿物：这类矿物较少，其中包括人们所熟知的矿物，如金、铂、自然铜、硫磺、金刚石（见图1）、石墨等。

图1金刚石（2）硫化物类矿物：本类是金属元素与硫的化合物，大约200多种，Cu、Pb、Mo、Zn、As、Sb、Hg等金属矿床多有此类矿物富集而称，具有很大的经济价值。

第一章储层的一般特征第一节储集岩的特性一、储集岩的概念在自然界中，把具有一定储集空间并能使储存在其中的流体在一定压差下可流动的岩石称为储集岩(reservoir rock)。

储集岩必备的两个特性为孔隙性及渗透性。

孔隙性即岩石具备由各种孔隙、孔洞、裂隙及各种成岩缝所形成的储集空间，其中能储存流体。

同时，储集岩还必须具有渗透性，即在一定压差下流体可在其中流动。

广义地说，所有具连通孔隙的岩石都能成为储集岩。

由储集岩所构成的地层称为储集层，简称储层。

储集层的孔隙性控制储能大小，当其中储存有工业价值的油、气时，则分别称之为油层、气层或油气层。

储集层的渗透性控制油气层的产能。

不同成因类型的岩石其储集性优劣相差甚大。

在石油地质研究中，一般按岩类将储层分为三大类，即碎屑岩储层、碳酸盐岩储层及特殊岩类储层(包括岩浆岩、变质岩、泥质岩、火山岩等)。

另外，尚有按储集空间类型或岩石物性的储层分类方案。

如按照储集空间类型可将储层分为孔隙型储层、裂缝型储层、孔缝型储层、缝洞型储层、孔洞型储层、孔缝洞复合型储层等；按照渗透率可将储层分为高渗储层、中渗储层和低渗储层。

目前，国内外对渗透率低于100×10-3μm2的低渗储层给予了关注，因为其中赋存有1/3的石油资源量及巨大的天然气储量。

随着勘探、开发技术的发展，其中的油气资源由不可动用到可动用。

由于低渗储层从成因到特性均有其特殊性，因而本章将其作为重要内容之一论述之。

二、储集岩的孔隙性广义的孔隙是指储集岩中未被固体物质所充填的空间部分，即储集空间，有人亦称其为空隙，包括各种类型的孔隙(狭义的)、裂缝和溶洞，其中狭义的孔隙是指岩石中颗粒(晶粒)间、颗粒(晶粒)内和填隙物内的空隙。

严格地讲，地壳上所有的岩石或多或少都具有孔隙。

而只有那些具一定数量的连通孔隙的岩石才能成为储集岩。

其储集性的优劣取决于孔隙大小、孔隙连通性及孔隙含量的多少。

1.孔隙的大小孔隙的大小对流体的渗流有较大的影响。

地球物理学方法在地下岩问题的研究地球物理学的方法在地下岩石研究中发挥了重要的作用。

通过利用地球物理学的各种技术和手段，我们可以更好地了解地下岩石的性质和分布，从而对地质结构和资源勘探做出准确的评估和预测。

本文将介绍地球物理学在地下岩石问题研究中的应用，并探讨其优势和局限性。

1. 电磁法电磁法是地球物理学中常用的一种方法，它通过测量地下电磁场的变化来推断地下岩石的性质。

电磁法可以准确地揭示岩石的导电性和磁化性，通过这些参数可以推断出岩石的类型、厚度和分布。

电磁法在矿产资源勘探中具有广泛的应用，可以帮助我们找到地下金属矿床和石油储层的位置和规模。

2. 地震法地震法是地球物理学中应用最广泛的方法之一，它通过测量地震波在地下岩石中传播的速度和能量来研究地下岩石的构造和性质。

地震波的传播受到地下岩石物理性质的影响，因此可以根据地震波的传播特征来推断岩石的密度、速度和构造。

地震法在地震灾害评估、地质构造研究和勘探工作中都具有重要的作用。

3. 重力法重力法是一种测量地球重力场变化的方法，可以用来研究地下岩石的密度分布。

地下岩石的密度不均匀分布会引起重力场的变化，通过精确测量重力场的变化可以推断出地下岩石的密度和分布。

重力法在地下构造研究、矿产资源勘探和地下水资源评估中具有广泛的应用。

4. 震源法震源法是一种利用震源产生的地震波来研究地下岩石问题的方法。

在震源法中，研究人员通过控制地震源的能量和频率，观测地震波在地下岩石中的传播和反射情况，从而推断地下岩石的结构和性质。

震源法在地质构造研究、地下水资源评估和地质灾害预测中都有重要的应用。

综上所述，地球物理学方法在地下岩石问题的研究中发挥了重要作用。

通过电磁法、地震法、重力法和震源法等地球物理学方法，我们可以准确地了解地下岩石的性质、分布和结构，为地质构造研究、矿产资源勘探和地下水资源评估提供有效的技术支持。

然而，地球物理学方法也存在一定的局限性，比如对于复杂地质结构和岩性的解释能力有限。

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【参考文献】陈顒、黄庭芳著，岩石物理学，2001，北京大学。

•地震勘探方面1)岩石、流体等性质对弹性波传播的影响；2)岩石导电率及电磁波在岩石中传播的影响；3)裂缝对岩石弹性及流体输送的影响。

•油气开发(石油物理和石油工程)方面1)岩石、流体等性质对油气运移的影响；2)地震方法监测和提高石油采收率中的岩石物理在测井方面的研究•岩石电学：(1)低电阻率储层的物性参数；(2)复杂储层的岩电关系；(3)岩石的电化学特性；(4)岩石的复电阻率；(5)岩石的电频散问题•核磁共振岩石物理研究和应用的意义(1)在传统的地震勘探中,由于对各地区岩石物性（尤其是储层岩石的物性）缺乏较系统地研究,使得地震资料的处理和解释侧重于构造圈闭形态及岩性的定性解释。

大大限制了地震资料的精细处理和应用范围。

(2)在一些地质条件较复杂的勘探区,仅靠地震资料进行解释难以得到较满意的结果,其原因除对已获取的地震数据进行解释所使用的数学模型有缺陷外,如何获取勘探区内储层岩石物性参数,进行合理的研究并应用于地震资料解释中也是一个重要因素。

(3)在开采过程中，地层压力对孔隙度、渗透率的影响以及孔隙、裂隙对油气的运移、注水或注气的影响需要有定量的物理解释。

(4)目前地震和测井解释中所使用的物性参数和一些数学模型都是常规的或教课书上的经典公式,或是其它地区得到的经验公式, 缺少实际地区和储层条件下岩石物性参数,因而出现较大的偏差。

一些原有理论和经验公式已不适合,有必要通过实验室的结果对原有理论和经验公式进行修正。

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。

（2）条痕:条痕色指矿物经过在不涂釉的瓷板上擦划，在瓷板上留下的矿物粉粒的颜色。

（3）光泽:光泽是矿物表面对入射光所射的总光量。

根据光泽有无金属感，将光泽分为金属光泽与非金属光泽。

矿物光泽特性既与矿物组成和结构有关，又与矿物表面特征有关。

（4）透明度:透明度与矿物对矿物透射光的多少有关。

1.2.2力学性质（1）硬度：矿物的硬度是指矿物的坚硬程度。

一般采用摩氏硬度法鉴别矿物硬度。

即采用标准矿物的硬度对未知矿物进行相对硬度的鉴别。

摩氏硬度中选取十种矿物作为标准矿物，将矿物分为10级，称为摩氏硬度计。

这十种矿物硬度由1级到10级的顺序是：①滑石，②石膏，③方解石，④磷灰石，⑤萤石，⑥正长石，⑦石英，⑧黄玉，⑨刚玉，⑩金刚石。

（2）解理与断口：矿物受力后产生破裂出现的没有一定方向的不规则的断开面，谓之断口。

当晶质体矿物受力断开时，出现一系列平行的、平整的裂面时，称为解理。

断口出现的程度跟解理的完善程度相互消长，解理程度越低的矿物越容易形成断口。

因此，断口具有了非晶质体的基本含义。

解理与晶质体内质点间距有明显的关系，解理常出现在质点密度较大的方向上。

（3）延展性：矿物的延展性，也可以称为矿物的韧性。

其特征是表现为矿物能被拉成长丝和辗成薄片的特性。

这是自然金属元素具有的基本特性。

1.3重要矿物（1）自然元素矿物：这类矿物较少，其中包括人们所熟知的矿物，如金、铂、自然铜、硫磺、金刚石（见图1）、石墨等。

图1金刚石（2）硫化物类矿物：本类是金属元素与硫的化合物，大约200多种，Cu、Pb、Mo、Zn、As、Sb、Hg等金属矿床多有此类矿物富集而称，具有很大的经济价值。

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石油工程地球物理地质结构岩石物理1.2 岩石物理学的研究方法1.2.1 研究岩石的多尺度性岩石是不同矿物、胶结物和孔隙及孔隙物质组成的复合体。

地球物理学的前沿研究领域有哪些地球物理学是研究地球内部物理性质和动态过程的学科，包括岩石物理学、地震学、地磁学、地电学、重力学等分支学科。

随着科学技术的不断发展，地球物理学的研究领域也在不断扩大和深入。

以下将介绍地球物理学的一些前沿研究领域。

一、地震学地震学是研究地震的发生机理、规律和预测方法等的学科。

目前，地震学的前沿研究领域主要包括以下几个方面：地震空间断层几何形态、断层滑动过程及其物理机制的研究。

通过地震波形反演、位移测量以及各种物理模拟实验，揭示断层在地震过程中的物理机制，进而预测地震的发生及发展趋势。

例如，国内的地震卫星可以用于对地震的动力学机制、空间分布、楼房特有的宏观破坏原因等进行研究。

地震波传播模拟和成像技术的研究。

地震波传播和成像技术是当前地震勘探的重要手段之一，对于海底地震灾害监测、矿产资源勘探、地下建筑物探测等具有重要意义。

例如，近年来经过不断的改进后，利用作为监测工具的地震台阵列高精度提供可以准确反演成像的最佳方法和数据集。

这些成像可以指示地震记录中存在的更高阶结构、作为地震波初动到达的位置、区域性的高频污染/errors 、以及大尺度结构的可预测的扰动,具有很大的前景。

地震监测技术的研究。

从地震前兆的观测、地震预警技术，到地震灾后恢复和重建的监测技术研究，都是地震学前沿研究领域的重要方向。

例如，利用地震预测可提高社会的安全性和效率(如降低基础设施的修复成本,推动针对复杂地震区域的规划与设计,以及促进对造成震灾的复杂过程建立新式的概率模型等)二、地球电磁学地球电磁学是通过研究地球电磁场，来探索地球物理、地质和地球化学的学科。

目前，地球电磁学的前沿研究领域主要包括以下几个方面：地球电磁场探测技术的研究。

通过电磁方法探测地下物质分布和地下介质结构，成像分布的储层和探测地下水资源等，具有广泛的应用前景。

例如，利用磁性物质的特性，研究了地磁场变化，测量了海洋漏斗水域等重要储油带。

地球物理学中的岩石圈构造地球是一个复杂的系统，由各种可观测和不可观测的物理量组成。

其中一个关键的成分是岩石圈，这是我们所称的“板块”。

地球物理学家通过观测和研究各种物理现象，揭示了岩石圈的构造和运动规律，这些规律影响着地球表面和深处的各种活动，包括火山爆发、地震、海啸等。

本文将在不涉及政治的前提下，阐述地球物理学中的岩石圈构造。

1. 岩石圈的概念与特征岩石圈是指地球上固态的外层部分，它包括上地幔和地壳两部分，厚度大约在0-100公里之间。

岩石圈比较脆弱，可以分裂成若干块，这些块被称作“板块”。

其自然状态下，岩石圈处于固态状态，但在一些异常条件下，例如熔岩或地震等力量下，岩石圈的物理状态会发生变化。

岩石圈的特征是地球物理学家经过多年的研究总结出来的。

其主要特点有：（1）岩石圈是略微下凸的各种大小片状岩石组成的。

它们被称为板块，形状像巨大的拼图一样。

（2）岩石圈的上部是地壳，由岩石组成。

地壳的厚度在不同地区有很大的变化，平均占岩石圈厚度约30%。

（3）岩石圈的下部是上地幔，由硅和镁铁矿物组成。

上地幔以深度为分界线，分为浅地幔和深地幔两部分。

（4）岩石圈固态，组成岩石的原子、分子之间的结合力足以抵抗它所承受的外力。

2. 岩石圈的运动与板块构造岩石圈并不是处于静止状态的，而是在不断的移动和改变。

这种运动和改变通常被称为“板块构造”。

板块构造是指地球岩石圈上地表和下地层的组成块，即板块在各种机制和作用下不断分裂、转动、碰撞和集聚等活动形态。

这种活动产生的幅度和频率因地理位置和岩石圈构造而异。

板块运动的基本模式是：分裂、漂移和聚合。

在板块运动的过程中，板块之间会相互冲撞、上下移动，同时产生地震、火山爆发等现象。

东非大裂谷和太平洋板块边缘是地球上最显著的板块运动的区域。

板块构造理论已被广大学者和地球物理学家所接受。

它与许多地质现象有密切的关系，例如地震，火山，及岩浆的形成等。

3. 岩石圈构造和自然灾害岩石圈的运动对地球的各种自然灾害有着重要的影响。

岩石物理技术在石油应用中的前景摘要：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，是一个高度的交叉的边缘学科。

对油气资源的勘探开发而言，岩石物理将地质、地球物理、石油工程三个学科紧密联系在了一起。

近年来，我国石油勘探的主要目标已经转变为低幅度构造、低孔低渗储集层和裂缝性复杂岩性储集层。

利用岩石物理学结合现有技术在针对低电阻油层和复杂油气藏进行测井识别和油层评价时，能充分提高油气勘探效益。

岩石物理学未来在石油工业中将有广阔的应用前景。

关键词：岩石物理技术；应用前景；石油一、国内外研究和应用现状国内岩石物理学主要研究方向包括：岩石及流体性质对弹性波传播的影响、对导电率及岩石中电磁波传播的影响和对渗透率的影响；裂缝对岩石的弹性及孔渗参数的影响；断裂力学的应用等。

在石油行业的储层勘探和开发中，如何准确的找到并划分有效储层是关键。

岩石物理学是储层描述的一个重要工具，因为大多数进行储层描述的技术都是基于岩石的物理性质。

岩石的物理性质能够反映地下岩石和储层的有用信息。

岩石物理学具有可解释性，岩石物理是一门用来研究岩石物理参数和一些相关性质学科，其测量数据可以被解释。

因此，它不仅仅是储层描述的工具，也为所有的地学家提供了物理基础。

起到一个桥梁作用。

目前，在石油工业的主要服务对象是储层描述和采收率监测，岩石物理学主要服务有：地震和测井解释、储量估算、提高采收率。

对储层岩石物理特性的完全描述，意味着要确定各个储层、定义有关解释算法的所需岩石物理参数。

对于地学家来说这是一个新的方向。

储层描述技术的发展是石油工业中从勘探到开发的一个实质性的转变结果。

人们估计（mark,1995）地震监测在接下来的几年中会增长到每年二十亿美元。

实际研究中利用岩石物理建模模拟各种岩石弹性参数和储集层参数之间的联系。

近几年的进展包括了Karlsruhe 大学等几家研究机构利用X 射线层析成像技术模拟了部分饱和多孔隙岩石的纵波速度；Curtin 大学采用有限元建模方法进行了非均匀岩石的Gassmann 流体替代研究； Ikon 公司还联合其他研究机构在实验室测定了石炭系灰岩样品人造裂缝的法向柔量和剪切柔量。