岩石物理学（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] Djebbar Tiab，[美] Erle C.Donaldson 著，周灿灿，胡法龙，李潮流 等 译

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• 岩石物理学
• 物理学
• 地质学
• 地球物理学
• 岩石力学
• 弹性力学
• 孔隙介质力学
• 地层物理
• 油气勘探
• 岩石测试

出版社： 石油工业出版社

ISBN：9787518309931

版次：3

商品编码：11874276

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

字数：1050000

编辑推荐

岩石物理学是油气田开发、油藏工程、测井和物探专业应用技术研发的重要理论支撑。本书旨在介绍用于描述孔隙型岩石及其与孔隙流体（气体、烃类液体及水溶液）相互作用的一些较为成熟的概念、方法和实验技术。在全世界范围内,经过一次采油和二次采油后残余在地下的油气大约为原始石油地质储量的4 0 %,这就是利用岩石物理学理论和方法进行精细油藏描述的巨大油气资源目标，据此,可以进一步提高二次采收率或实施三次采油技术（提高采收率）。岩石物理学与数学建模相结合的很新油藏描述方法给很多即将废弃的油藏带来了新的生机。本书汇集了大量散布于相关文献中的一些成熟理论和方法,以便为相关研究提供有益的参考。

本书注重理论与实际的结合，注重专业词汇翻译的准确性，力求做到统一规范，没有繁琐的数学公式，在文中重要位置增加应用实例解说，并在每章后附有习题，帮助读者更好地理解和消化基本概念。本书可作为油气田勘探、开发工作者的参考用书。

内容简介

本书介绍了各种岩石物理参数（电学、声学、放射性、核磁共振等）测量方法与响应规律,涉及孔隙度、渗透率、润湿性、毛管压力、地应力参数等关键岩石物理实验原理与方法,并详细介绍各种计算模型特点、影响因素和使用条件,推导了各种地层参数计算公式,并配备相应实例与说明。

作者简介

DjebbarTiab，美国俄克拉何马大学石油工程系资深教授,石油工程顾问。

周灿灿，中国石油勘探开发研究院测井与遥感技术研究所所长，教授级高级工程师。

目录

目录

1 矿物学简介

1.1 岩石矿物成分综述

1.2 沉积颗粒的性质

1.3 岩石物理研究进展

1.4 本书的目标和结构

参考文献

2 石油地质学概要

2.1 地球的组成

2.2 板块构造学

2.3 地质时间

2.4 沉积地质学

2.5 烃类圈闭

2.6 石油的成因

2.7 石油运移和聚集

2.8 地层流体性质

2.9 石油

2.1 0 石油化学特性

参考文献

3 孔隙度和渗透率

3.1 孔隙度

3.2 渗透率

3.3 渗透率和孔隙度的关系

3.4 油藏的非均质性

3.5 岩石特性的分布

3.6 统计分层技术

参考文献

4 地层电阻率和含水饱和度

4.1 地层因素

4.2 泥质(黏土质)油藏岩石的电阻率

参考文献

5 毛管压力

5.1 毛管压力

5.2 半渗透隔板法测量毛管压力

5.3 压汞法测量毛管压力

5.4 离心法测量毛管压力

5.5 孔隙大小分布

5.6 油藏垂直饱和度剖面

5.7 毛管数

参考文献

6 润湿性

6.1 润湿性

6.2 润湿性评价

6.3 水—油—岩石系统的界面活性

6.4 改变岩石的润湿性

6.5 润湿性对电学特性影响

参考文献

7 达西定律的应用

7.1 达西定律

7.2 通过裂缝和溶洞的线性渗流

7.3 径向流

7.4 气体的径向流

7.5 气体的紊流

7.6 多重渗透性岩石

参考文献

8 天然裂缝性储层

8.1 碳酸盐岩渗透率

8.2 天然裂缝的地质学分类

8.3 天然裂缝性储层的工程分类

8.4 天然裂缝的识别

8.5 直接识别裂缝

8.6 天然裂缝岩石的岩石物理性质

8.7 裂缝中的流动模拟

8.8 试井资料表征天然裂缝

参考文献

9 应力对油藏岩石特性的影响

9.1 静态应变—应力关系

9.2 岩石变形

9.3 岩石强度和岩石硬度

9.4 孔隙型岩石的压缩系数

9.5 应力对岩心数据的影响

9.6 孔隙度—渗透率—应力的关系

9.7 应力对压裂施工的影响

9.8 地下应力分布

9.9 应力变化对岩石破裂的影响

参考文献

10 油藏描述

10.1 油藏规模

10.2 流动单元

10.3 油藏动态分析

10.4 FORTRAN程序分析压降曲线实例

参考文献

11 流体与岩石的相互作用

11.1 近井眼地层渗透率的重要性

11.2 渗透率伤害的本质

11.3 微粒运移对渗透率的影响

11.4 临界流速的概念

11.5 渗透率伤害机理识别

11.6 水质对渗透率的影响

参考文献

12 测井解释基础

12.1 地温梯度

12.2 自然电位测井

12.3 伽马测井

12.4 声波测井

12.5 密度测井

12.6 中子测井

12.7 微电极测井

12.8 微侧向测井和邻近侧向测井

12.9 定量计算油气

附录岩石和流体性质测量

附录1 干馏法确定岩石中流体的含量实验

附录2 溶剂萃取法测量含水饱和度实验

附录3 密度、相对密度及°API实验

附录4 气体相对密度实验

附录5 黏度实验

附录6 荧光性实验

附录7 绝对孔隙度和相对孔隙度实验

附录8 颗粒大小分布实验

附录9 沉积物的表面积实验

附录10 绝对渗透率实验

附录11 验证Klinkenberg效应实验

附录12 相对渗透率实验

附录13 测井岩石物理基本参数实验

附录14 表面张力和界面张力实验

附录15 毛管压力实验

附录16 孔隙大小分布实验

附录17 非理想气体Z因子的确定实验

附录18 测量原油的沉淀物和水实验

附录19 点载荷强度实验

附录20 常用方法介绍(UTILITIES)

精彩书摘

1　矿物学简介

岩石物理学是研究岩石性质及其与油、气、水相互作用关系的一门学科。地下油气聚集

所必需的地质条件是具有相互连通的三维孔隙网络系统, 以使储层能够储集流体并能在其中

流动。因此, 就流体的储集和运移而言, 储层孔隙度和渗透率是其最基本的物理性质。对于

任何油气藏, 准确了解孔隙度、渗透率及流体性质是油田有效开发、管理和动态预测的

基础。

本书的目的是提供关于孔隙性地质体的物理性质、不同流体与岩石孔隙表面的相互作用

和孔隙介质内不同尺寸孔隙分布的基本认识。岩石物理性质测量的方法与规范也是本书的一

个重要组成部分。将基本物理特性应用于地下地层岩石时还要分析在地层条件下岩石物理特

性的变化。

本书的重点主要介绍小的岩石样品测试, 据此揭示其岩石物理性质及其与不同流体的相

互作用关系。对于岩石及其中流体的流动特性, 已经通过对刻蚀孔隙网络的玻璃板和玻璃珠

填制的岩心柱等人造样品的研究以及疏松砂岩、常规砂岩和石灰岩等露头样品的研究获得了

相当多的认识。这些研究成果可帮助人们建立更加复杂的储层岩石样品在地层条件下的岩石

物理和流体流动特性的认识。人造岩心、露头岩石和地下岩石的实验分析资料和研究结果进

一步丰富了岩石物理知识。尽管本书着重分析小样品, 但是其结果与油气藏的宏观特征是相

关联的。如果将油藏作为一个整体考虑, 人们所遇到的问题是储层或层系中这些特性的分布

情况。地层厚度、孔隙度、渗透率及其他与地层各向异性有关的特征的定向分布决定了流体

流动的自然形态。对这种自然流体流动形态的认识, 有助于设计最有效的注采系统, 高效、

经济地开发地下资源和获取最大的产量[1] 。

岩石物理学与矿物学、地质学本质上有着密切关系, 其根本原因在于地球上大多数的石

油是在孔隙性沉积岩中发现的。这些沉积岩由火成岩、变质岩和其他沉积岩的碎屑颗粒组

成。这些碎屑颗粒经过频繁发生的机械和化学破坏作用, 在风和地面河流的作用下被运移到

其他地方, 并沉积形成新的沉积岩。因此岩石物理性质主要依赖于沉积环境, 沉积环境控制

着岩石的矿物成分、粒度、方向性或者填充、胶结和压实程度。

1. 1　岩石矿物成分综述

岩石的物理性质是其矿物成分的反映。这里定义的矿物是天然存在的化学元素或者由无

机作用过程形成的化合物。对6 块砂岩样品开展发射光谱仪和X 射线散射扫描电镜[2] 分析,

结果显示岩石仅由少量几种化学元素构成。岩石发射光谱分析的是岩石骨架化学组成, 因为

在分析中把岩石和锂熔合后使各种元素都溶解在水中, 然后进行总发射光谱分析。X 射线扫

描电镜分析的是岩石断面上的一小块区域。整体样品化验分析结果与样品表面微观分析结果

的差异对岩石—流体之间的相互作用的研究来说是非常值得注意的。岩石表面上的过渡金属

元素导致其表面润湿性为油湿, 原因是原油中的极性有机化合物与裸露在孔隙表面上的过渡

1

金属元素发生了Lewis 酸基反应[3] 。表1. 1 中, 铝元素的表面分析浓度偏高可能是由于砂岩

中普遍存在黏土矿物。

Foster 对上千个地壳样品分析的数据取平均值[4] (表1. 2) 后进一步证实了表1. 1 中列

出的元素是沉积岩中的主要成分。表1. 1 前7 行中的8 种元素(包括氧) 占地壳总质量的

99%以上。尽管地壳中的矿物和岩石类型具有非均质性, 但是大部分构成岩石的矿物由硅、

氧和铝以及一种或几种表1. 2 中列出的其他元素组成。

前言/序言

前　　言

本书在第二版的基础上补充了两章内容: 第10 章和第12 章(包括FORTRAN

程序)。补充章节通过对两个话题的讨论扩大了本书的研究范围, 旨在向

读者提供更加清晰的引导和更为广泛的知识。

很多读者对第二版提出宝贵意见, 本书据此做了修改。第三章中更加深入

地讨论了流体单元的概念。应用于页岩地层水平井钻探的水力压裂技术目前还

在不断完善之中。本书在讨论岩石力学的第8、第9 章中作了相关内容的介绍。

由于在世界页岩地层中找到了越来越多的天然气储量, 岩石力学和水力压裂就

显得更加重要。岩石物理实验研究与第二版相比没有变化, 因此在本书未做任

何修改。

本书旨在介绍用于描述孔隙型岩石及其与孔隙流体(气体、烃类液体及水

溶液) 相互作用的一些较为成熟的概念、方法和实验技术。地下多孔岩石及其

所含流体的性质决定了所有经济可采储量在开采过程中流体的流速和开采结束

后的残余量。在全世界范围内, 经过一次采油和二次采油后残余在地下的油气

大约为原始石油地质储量的40%, 这就是利用岩石物理学理论和方法进行精细

油藏描述的巨大油气资源目标, 据此, 可以进一步提高二次采收率或实施三次

采油技术(提高采收率)。岩石物理学与数学建模相结合的最新油藏描述方法给

很多即将废弃的油藏带来了新的生机。本书汇集了大量散布于相关文献中的一

些成熟理论和方法, 以便为相关研究提供有益的参考。

Djebbar Tiab

Erle C. Donaldson

现代地质学前沿探索：地球深部动力学与资源勘探 本书简介 本书系统而深入地探讨了当代地球科学领域最具活力和挑战性的前沿课题——地球深部动力学，并以此为基础，全面阐述了现代资源勘探与地球工程实践所依赖的核心物理学原理与先进技术。它不仅是对传统地球物理学知识体系的继承与拓展，更是一部面向未来地质灾害预警、能源结构转型及可持续资源管理的前瞻性专著。 第一部分：地球内部结构与物性 本部分聚焦于地球内部的物理状态、物质组成及其随深度、温度、压力变化的动态响应。 第一章：地震波场理论与地球内部成像 本章从波动方程的数值求解出发，详细阐述了地震波在复杂介质中传播的理论基础，包括射线理论、正演模拟以及全波形反演（FWI）等先进反演技术。重点剖析了如何利用高精度地震数据，对地幔过渡带、核幔边界等关键界面的物理结构进行三维高分辨率成像。内容覆盖了各向异性、非弹性衰减等复杂效应的数学描述与实际应用。 第二章：高压高温下的物质相变与物性参数 本章结合实验岩石学和计算地球物理学的最新成果，探讨了在地幔深处极端条件下，常见硅酸盐、氧化物及金属的晶体结构变化、密度跃变和电导率变化规律。深入分析了岩石的绝热声速、比热容、热导率等热力学参数如何影响地幔对流的驱动力与热边界层结构。本章特别强调了电磁场探测方法（如大地电磁法）在揭示地幔深处熔融带和流体聚集区域方面的独特优势。 第三章：地球磁场源机制与地磁场反演 本章深入研究了地核内部的流体动力学过程（地核发电机理论），以及磁场变化对地球表面乃至生物圈的长期影响。详细介绍了地磁场古地磁学方法，如何利用岩石磁性记录重建过去数百万年间的极性漂移和强度变化历史。同时，探讨了地核成分不均匀性对地幔对流模式的耦合作用。 第二部分：深部动力学过程与板块构造 本部分将物理学原理应用于理解驱动地球表面地质现象的宏观动力学过程。 第四章：地幔对流模型与地表响应 本章建立和比较了不同黏滞度、密度驱动下的地幔对流数值模型（如拉梅模型、分层对流模型）。重点分析了俯冲带的物质循环、热柱（Plume）的形成与上升路径，以及这些深部过程如何通过岩石圈的应力场传递至地表，引发火山活动与地震带的分布。书中详细讨论了“岩石圈撕裂”和“岩石圈减薄”等地质事件背后的物理机制。 第五章：构造应力场与地震孕育机制 本章侧重于分析构造应力在岩石圈中的积累、释放与重新分配。基于断层摩擦学理论，详细解析了地震的源物理过程，包括慢滑移事件（SSEs）、摩擦-间歇式破裂模型。结合InSAR、GPS形变观测数据，演示了如何实时监测地壳形变速率，并建立区域构造模型的动态平衡。对于大洋中脊、走滑断层带（如圣安德烈斯断层）的应力状态进行了深入的案例研究。 第六章：火山爆发的流体力学与流变学 本章将岩浆房的物理化学演化与地表喷发过程联系起来。详细探讨了岩浆在通道内的上升、气体的相分离（成核与增长）、以及不同黏度熔岩（如玄武岩、流纹岩）流变学特性对喷发模式（宁静式、爆炸式）的决定性影响。本章也涵盖了火山碎屑流和火山灰云的扩散模型，为火山灾害的区域规划提供科学依据。 第三部分：能源与资源勘探中的地球物理方法 本部分聚焦于将前述的物理学知识应用于实际的资源勘探、环境监测及地球工程。 第七章：油气与非常规储层地球物理特征 本章系统阐述了地震勘探（二维、三维、多分量地震）在油气勘探中的应用。重点分析了储层岩性、孔隙度、流体类型（油、气、水）对地震波速度、密度、声波阻抗的影响。详细介绍了速度建模、时间-深度转换以及岩性反演技术。特别增加了对页岩气、致密油等非常规油气藏的压裂效果监测（微地震技术）和储层改造效果评估的地球物理手段。 第八章：地热能与地下水资源探测 本章聚焦于地球内部热能的有效获取与管理。详细介绍了利用地温梯度测量、热物理参数反演以及大地电磁法（MT/TEM）探测深层热储的有效性。在地下水资源方面，强调了电法勘探（电阻率法）和瞬变电磁法（TEM）在识别含水层、断裂带导水通道以及监测地下水位变化的精度与局限性。 第九章：地下空间工程与环境地球物理 本章探讨了地球物理方法在基础设施建设和环境修复中的应用。内容包括：利用高精度浅层地震和探地雷达（GPR）探测近地表空洞、塌陷区、古河道等工程地质隐患。同时，讨论了地球物理技术如何用于追踪地下污染物羽流的迁移路径，以及监测碳捕集与封存（CCS）过程中CO2的注入与长期封存的有效性与安全性。 结语：地球科学的未来挑战 本书最后总结了地球物理学界面临的重大挑战，包括多尺度问题的耦合、高维数据的处理与人工智能的融合、以及建立更加精确的、跨越岩石圈与地幔的统一动力学模型。本书旨在激励新一代地球科学家，利用跨学科的工具和思维，解决人类社会可持续发展所面临的能源、资源和环境问题。

评分☆☆☆☆☆

我必须坦诚，这本书的排版和图示质量在第三版中得到了显著提升，这极大地改善了阅读体验。过去很多经典教材的图表有时显得陈旧晦涩，但这次的版本在颜色和清晰度上都下了功夫，很多复杂的岩石切片照片和模型图都非常直观。尤其值得称赞的是，书中对“岩石物理学趋势”的总结和展望部分，它不仅回顾了过去的成就，更指出了当前地球科学领域最热门、最有争议的几个研究方向，例如对岩石孔隙网络几何形态的量化描述，以及利用机器学习辅助岩石物理建模的潜力。这使得这本书不仅是学习历史和现状的工具，更是一份面向未来的研究路线图。对于希望紧跟学科前沿的研究人员来说，这个总结是无价的。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，第三版在内容更新上做得非常出色，尤其是在非线性岩石物理和高压低温条件下的行为描述上，展现了极强的时代感。相比老版本，新加入的关于非常规储层，比如页岩气和致密砂岩的物理特性分析，简直是雪中送炭。书中详细阐述了微裂缝密度、脆韧性转变对波传播的影响，这对理解非常规油气的压裂效果至关重要。作者没有回避那些尚未完全解决的科学难题，反而坦诚地讨论了现有模型的局限性和未来研究方向，这种严谨的学术态度非常值得称赞。阅读过程中，我深切感受到作者在材料科学、地球物理学和岩石力学这几个交叉领域的深厚功底。对那些希望从事前沿地球科学研究的学生来说，这本书无疑是开启新世界大门的钥匙，它提供的不仅仅是知识点，更是一种批判性思维的引导。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，它更像是一部深入到岩石“灵魂”层面的著作，而非停留在表面现象的描述。它对岩石内部微观结构（如晶体取向、粘土矿物分布）如何宏观地控制弹性模量和电导率的探讨，达到了教科书中的极致。书中对岩石电磁波响应的论述尤为精辟，特别是关于介电弛豫和表面导电的机制分析，这对于地下水饱和度解释和地层评价中识别粘土层至关重要。作者对于不同温度、压力条件下岩石物性变化的讨论，充分考虑了地壳深部的实际环境，这使得书中的模型具有极强的应用价值和可信度。阅读时，我常常需要停下来思考这些微观尺度的变化如何在大尺度的地球物理数据中得以体现，这种思维的深度拓展是其他同类书籍难以提供的。

评分☆☆☆☆☆

这本新版的《岩石物理学》真是一部涵盖面极广的经典之作。它不仅仅是教科书，更像是一本深入岩石内部世界的“探险指南”。我最欣赏它对地震波在不同岩石类型中传播特性的详尽分析。作者似乎非常擅长将复杂的波动方程和实际观测数据联系起来，通过大量的图表和案例研究，清晰地展示了P波和S波速度、各向异性如何反映地下的岩性和应力状态。特别是关于孔隙流体对声波速度影响的章节，简直是地层评价的宝典，对于我们做油气勘探的同行来说，提供了扎实的理论基础和实用的解释框架。书中对岩石力学特性的讨论也相当深入，从微观的孔隙结构到宏观的弹性模量，层层递进，让人对岩石的力学响应机制有了更全面的认识。读完后，感觉自己对地下介质的理解水平得到了质的飞跃，不再满足于简单的速度层析，而是开始思考深层物理解释的可能性。

评分☆☆☆☆☆

对于一个初次接触岩石物理学的学生而言，这本书的深度和广度可能略显挑战性，但如果配合课堂教学或导师的指导，它将成为无可替代的参考书。它的结构组织非常严谨，从最基础的密度、孔隙度定义开始，逐步过渡到复杂的声学、电学和热学响应。我尤其喜欢它在介绍各种实验方法时的细致描述，例如各种声波测井仪器的原理和岩样测试流程，这使得理论学习与实际操作紧密结合。虽然有些数学推导过程非常密集，需要读者具备扎实的微积分和线性代数基础，但每一步的逻辑链条都非常清晰，只要肯花时间去啃，最终都能豁然开朗。这本书的价值在于它构建了一个完整的知识体系，让你明白为什么地球物理反演的结果是那个样子，而不是简单地告诉你结果是什么。

评分☆☆☆☆☆

不错的东西，收到了！！！

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是正品，专业书籍，买来收藏

评分☆☆☆☆☆

挺好！

评分☆☆☆☆☆

好

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绝对的权威书籍，内容详细学习和参考价值都很高。研究岩石物理、测井、油藏的同志们建议入手。

评分☆☆☆☆☆

很好的东西，值得购买~~~~~~

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

书本还不错，只是京东刚开始发错了，后来马上发了正确的来，服务还可以

评分☆☆☆☆☆

好书好服务