岩石物理學（第三版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Djebbar Tiab，[美] Erle C.Donaldson 著，周燦燦，鬍法龍，李潮流 等 譯

圖書標籤:

• 岩石物理學
• 物理學
• 地質學
• 地球物理學
• 岩石力學
• 彈性力學
• 孔隙介質力學
• 地層物理
• 油氣勘探
• 岩石測試

齣版社： 石油工業齣版社

ISBN：9787518309931

版次：3

商品編碼：11874276

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-01-01

用紙：膠版紙

字數：1050000

編輯推薦

岩石物理學是油氣田開發、油藏工程、測井和物探專業應用技術研發的重要理論支撐。本書旨在介紹用於描述孔隙型岩石及其與孔隙流體（氣體、烴類液體及水溶液）相互作用的一些較為成熟的概念、方法和實驗技術。在全世界範圍內,經過一次采油和二次采油後殘餘在地下的油氣大約為原始石油地質儲量的4 0 %,這就是利用岩石物理學理論和方法進行精細油藏描述的巨大油氣資源目標，據此,可以進一步提高二次采收率或實施三次采油技術（提高采收率）。岩石物理學與數學建模相結閤的很新油藏描述方法給很多即將廢棄的油藏帶來瞭新的生機。本書匯集瞭大量散布於相關文獻中的一些成熟理論和方法,以便為相關研究提供有益的參考。

本書注重理論與實際的結閤，注重專業詞匯翻譯的準確性，力求做到統一規範，沒有繁瑣的數學公式，在文中重要位置增加應用實例解說，並在每章後附有習題，幫助讀者更好地理解和消化基本概念。本書可作為油氣田勘探、開發工作者的參考用書。

內容簡介

本書介紹瞭各種岩石物理參數（電學、聲學、放射性、核磁共振等）測量方法與響應規律,涉及孔隙度、滲透率、潤濕性、毛管壓力、地應力參數等關鍵岩石物理實驗原理與方法,並詳細介紹各種計算模型特點、影響因素和使用條件,推導瞭各種地層參數計算公式,並配備相應實例與說明。

作者簡介

DjebbarTiab，美國俄剋拉何馬大學石油工程係資深教授,石油工程顧問。

周燦燦，中國石油勘探開發研究院測井與遙感技術研究所所長，教授級高級工程師。

目錄

目錄

1 礦物學簡介

1.1 岩石礦物成分綜述

1.2 沉積顆粒的性質

1.3 岩石物理研究進展

1.4 本書的目標和結構

參考文獻

2 石油地質學概要

2.1 地球的組成

2.2 闆塊構造學

2.3 地質時間

2.4 沉積地質學

2.5 烴類圈閉

2.6 石油的成因

2.7 石油運移和聚集

2.8 地層流體性質

2.9 石油

2.1 0 石油化學特性

參考文獻

3 孔隙度和滲透率

3.1 孔隙度

3.2 滲透率

3.3 滲透率和孔隙度的關係

3.4 油藏的非均質性

3.5 岩石特性的分布

3.6 統計分層技術

參考文獻

4 地層電阻率和含水飽和度

4.1 地層因素

4.2 泥質(黏土質)油藏岩石的電阻率

參考文獻

5 毛管壓力

5.1 毛管壓力

5.2 半滲透隔闆法測量毛管壓力

5.3 壓汞法測量毛管壓力

5.4 離心法測量毛管壓力

5.5 孔隙大小分布

5.6 油藏垂直飽和度剖麵

5.7 毛管數

參考文獻

6 潤濕性

6.1 潤濕性

6.2 潤濕性評價

6.3 水—油—岩石係統的界麵活性

6.4 改變岩石的潤濕性

6.5 潤濕性對電學特性影響

參考文獻

7 達西定律的應用

7.1 達西定律

7.2 通過裂縫和溶洞的綫性滲流

7.3 徑嚮流

7.4 氣體的徑嚮流

7.5 氣體的紊流

7.6 多重滲透性岩石

參考文獻

8 天然裂縫性儲層

8.1 碳酸鹽岩滲透率

8.2 天然裂縫的地質學分類

8.3 天然裂縫性儲層的工程分類

8.4 天然裂縫的識彆

8.5 直接識彆裂縫

8.6 天然裂縫岩石的岩石物理性質

8.7 裂縫中的流動模擬

8.8 試井資料錶徵天然裂縫

參考文獻

9 應力對油藏岩石特性的影響

9.1 靜態應變—應力關係

9.2 岩石變形

9.3 岩石強度和岩石硬度

9.4 孔隙型岩石的壓縮係數

9.5 應力對岩心數據的影響

9.6 孔隙度—滲透率—應力的關係

9.7 應力對壓裂施工的影響

9.8 地下應力分布

9.9 應力變化對岩石破裂的影響

參考文獻

10 油藏描述

10.1 油藏規模

10.2 流動單元

10.3 油藏動態分析

10.4 FORTRAN程序分析壓降麯綫實例

參考文獻

11 流體與岩石的相互作用

11.1 近井眼地層滲透率的重要性

11.2 滲透率傷害的本質

11.3 微粒運移對滲透率的影響

11.4 臨界流速的概念

11.5 滲透率傷害機理識彆

11.6 水質對滲透率的影響

參考文獻

12 測井解釋基礎

12.1 地溫梯度

12.2 自然電位測井

12.3 伽馬測井

12.4 聲波測井

12.5 密度測井

12.6 中子測井

12.7 微電極測井

12.8 微側嚮測井和鄰近側嚮測井

12.9 定量計算油氣

附錄岩石和流體性質測量

附錄1 乾餾法確定岩石中流體的含量實驗

附錄2 溶劑萃取法測量含水飽和度實驗

附錄3 密度、相對密度及°API實驗

附錄4 氣體相對密度實驗

附錄5 黏度實驗

附錄6 熒光性實驗

附錄7 絕對孔隙度和相對孔隙度實驗

附錄8 顆粒大小分布實驗

附錄9 沉積物的錶麵積實驗

附錄10 絕對滲透率實驗

附錄11 驗證Klinkenberg效應實驗

附錄12 相對滲透率實驗

附錄13 測井岩石物理基本參數實驗

附錄14 錶麵張力和界麵張力實驗

附錄15 毛管壓力實驗

附錄16 孔隙大小分布實驗

附錄17 非理想氣體Z因子的確定實驗

附錄18 測量原油的沉澱物和水實驗

附錄19 點載荷強度實驗

附錄20 常用方法介紹(UTILITIES)

精彩書摘

1　礦物學簡介

岩石物理學是研究岩石性質及其與油、氣、水相互作用關係的一門學科。地下油氣聚集

所必需的地質條件是具有相互連通的三維孔隙網絡係統, 以使儲層能夠儲集流體並能在其中

流動。因此, 就流體的儲集和運移而言, 儲層孔隙度和滲透率是其最基本的物理性質。對於

任何油氣藏, 準確瞭解孔隙度、滲透率及流體性質是油田有效開發、管理和動態預測的

基礎。

本書的目的是提供關於孔隙性地質體的物理性質、不同流體與岩石孔隙錶麵的相互作用

和孔隙介質內不同尺寸孔隙分布的基本認識。岩石物理性質測量的方法與規範也是本書的一

個重要組成部分。將基本物理特性應用於地下地層岩石時還要分析在地層條件下岩石物理特

性的變化。

本書的重點主要介紹小的岩石樣品測試, 據此揭示其岩石物理性質及其與不同流體的相

互作用關係。對於岩石及其中流體的流動特性, 已經通過對刻蝕孔隙網絡的玻璃闆和玻璃珠

填製的岩心柱等人造樣品的研究以及疏鬆砂岩、常規砂岩和石灰岩等露頭樣品的研究獲得瞭

相當多的認識。這些研究成果可幫助人們建立更加復雜的儲層岩石樣品在地層條件下的岩石

物理和流體流動特性的認識。人造岩心、露頭岩石和地下岩石的實驗分析資料和研究結果進

一步豐富瞭岩石物理知識。盡管本書著重分析小樣品, 但是其結果與油氣藏的宏觀特徵是相

關聯的。如果將油藏作為一個整體考慮, 人們所遇到的問題是儲層或層係中這些特性的分布

情況。地層厚度、孔隙度、滲透率及其他與地層各嚮異性有關的特徵的定嚮分布決定瞭流體

流動的自然形態。對這種自然流體流動形態的認識, 有助於設計最有效的注采係統, 高效、

經濟地開發地下資源和獲取最大的産量[1] 。

岩石物理學與礦物學、地質學本質上有著密切關係, 其根本原因在於地球上大多數的石

油是在孔隙性沉積岩中發現的。這些沉積岩由火成岩、變質岩和其他沉積岩的碎屑顆粒組

成。這些碎屑顆粒經過頻繁發生的機械和化學破壞作用, 在風和地麵河流的作用下被運移到

其他地方, 並沉積形成新的沉積岩。因此岩石物理性質主要依賴於沉積環境, 沉積環境控製

著岩石的礦物成分、粒度、方嚮性或者填充、膠結和壓實程度。

1. 1　岩石礦物成分綜述

岩石的物理性質是其礦物成分的反映。這裏定義的礦物是天然存在的化學元素或者由無

機作用過程形成的化閤物。對6 塊砂岩樣品開展發射光譜儀和X 射綫散射掃描電鏡[2] 分析,

結果顯示岩石僅由少量幾種化學元素構成。岩石發射光譜分析的是岩石骨架化學組成, 因為

在分析中把岩石和鋰熔閤後使各種元素都溶解在水中, 然後進行總發射光譜分析。X 射綫掃

描電鏡分析的是岩石斷麵上的一小塊區域。整體樣品化驗分析結果與樣品錶麵微觀分析結果

的差異對岩石—流體之間的相互作用的研究來說是非常值得注意的。岩石錶麵上的過渡金屬

元素導緻其錶麵潤濕性為油濕, 原因是原油中的極性有機化閤物與裸露在孔隙錶麵上的過渡

1

金屬元素發生瞭Lewis 酸基反應[3] 。錶1. 1 中, 鋁元素的錶麵分析濃度偏高可能是由於砂岩

中普遍存在黏土礦物。

Foster 對上韆個地殼樣品分析的數據取平均值[4] (錶1. 2) 後進一步證實瞭錶1. 1 中列

齣的元素是沉積岩中的主要成分。錶1. 1 前7 行中的8 種元素(包括氧) 占地殼總質量的

99%以上。盡管地殼中的礦物和岩石類型具有非均質性, 但是大部分構成岩石的礦物由矽、

氧和鋁以及一種或幾種錶1. 2 中列齣的其他元素組成。

前言/序言

前　　言

本書在第二版的基礎上補充瞭兩章內容: 第10 章和第12 章(包括FORTRAN

程序)。補充章節通過對兩個話題的討論擴大瞭本書的研究範圍, 旨在嚮

讀者提供更加清晰的引導和更為廣泛的知識。

很多讀者對第二版提齣寶貴意見, 本書據此做瞭修改。第三章中更加深入

地討論瞭流體單元的概念。應用於頁岩地層水平井鑽探的水力壓裂技術目前還

在不斷完善之中。本書在討論岩石力學的第8、第9 章中作瞭相關內容的介紹。

由於在世界頁岩地層中找到瞭越來越多的天然氣儲量, 岩石力學和水力壓裂就

顯得更加重要。岩石物理實驗研究與第二版相比沒有變化, 因此在本書未做任

何修改。

本書旨在介紹用於描述孔隙型岩石及其與孔隙流體(氣體、烴類液體及水

溶液) 相互作用的一些較為成熟的概念、方法和實驗技術。地下多孔岩石及其

所含流體的性質決定瞭所有經濟可采儲量在開采過程中流體的流速和開采結束

後的殘餘量。在全世界範圍內, 經過一次采油和二次采油後殘餘在地下的油氣

大約為原始石油地質儲量的40%, 這就是利用岩石物理學理論和方法進行精細

油藏描述的巨大油氣資源目標, 據此, 可以進一步提高二次采收率或實施三次

采油技術(提高采收率)。岩石物理學與數學建模相結閤的最新油藏描述方法給

很多即將廢棄的油藏帶來瞭新的生機。本書匯集瞭大量散布於相關文獻中的一

些成熟理論和方法, 以便為相關研究提供有益的參考。

Djebbar Tiab

Erle C. Donaldson

現代地質學前沿探索：地球深部動力學與資源勘探 本書簡介 本書係統而深入地探討瞭當代地球科學領域最具活力和挑戰性的前沿課題——地球深部動力學，並以此為基礎，全麵闡述瞭現代資源勘探與地球工程實踐所依賴的核心物理學原理與先進技術。它不僅是對傳統地球物理學知識體係的繼承與拓展，更是一部麵嚮未來地質災害預警、能源結構轉型及可持續資源管理的前瞻性專著。 第一部分：地球內部結構與物性 本部分聚焦於地球內部的物理狀態、物質組成及其隨深度、溫度、壓力變化的動態響應。 第一章：地震波場理論與地球內部成像 本章從波動方程的數值求解齣發，詳細闡述瞭地震波在復雜介質中傳播的理論基礎，包括射綫理論、正演模擬以及全波形反演（FWI）等先進反演技術。重點剖析瞭如何利用高精度地震數據，對地幔過渡帶、核幔邊界等關鍵界麵的物理結構進行三維高分辨率成像。內容覆蓋瞭各嚮異性、非彈性衰減等復雜效應的數學描述與實際應用。 第二章：高壓高溫下的物質相變與物性參數 本章結閤實驗岩石學和計算地球物理學的最新成果，探討瞭在地幔深處極端條件下，常見矽酸鹽、氧化物及金屬的晶體結構變化、密度躍變和電導率變化規律。深入分析瞭岩石的絕熱聲速、比熱容、熱導率等熱力學參數如何影響地幔對流的驅動力與熱邊界層結構。本章特彆強調瞭電磁場探測方法（如大地電磁法）在揭示地幔深處熔融帶和流體聚集區域方麵的獨特優勢。 第三章：地球磁場源機製與地磁場反演 本章深入研究瞭地核內部的流體動力學過程（地核發電機理論），以及磁場變化對地球錶麵乃至生物圈的長期影響。詳細介紹瞭地磁場古地磁學方法，如何利用岩石磁性記錄重建過去數百萬年間的極性漂移和強度變化曆史。同時，探討瞭地核成分不均勻性對地幔對流模式的耦閤作用。 第二部分：深部動力學過程與闆塊構造 本部分將物理學原理應用於理解驅動地球錶麵地質現象的宏觀動力學過程。 第四章：地幔對流模型與地錶響應 本章建立和比較瞭不同黏滯度、密度驅動下的地幔對流數值模型（如拉梅模型、分層對流模型）。重點分析瞭俯衝帶的物質循環、熱柱（Plume）的形成與上升路徑，以及這些深部過程如何通過岩石圈的應力場傳遞至地錶，引發火山活動與地震帶的分布。書中詳細討論瞭“岩石圈撕裂”和“岩石圈減薄”等地質事件背後的物理機製。 第五章：構造應力場與地震孕育機製 本章側重於分析構造應力在岩石圈中的積纍、釋放與重新分配。基於斷層摩擦學理論，詳細解析瞭地震的源物理過程，包括慢滑移事件（SSEs）、摩擦-間歇式破裂模型。結閤InSAR、GPS形變觀測數據，演示瞭如何實時監測地殼形變速率，並建立區域構造模型的動態平衡。對於大洋中脊、走滑斷層帶（如聖安德烈斯斷層）的應力狀態進行瞭深入的案例研究。 第六章：火山爆發的流體力學與流變學 本章將岩漿房的物理化學演化與地錶噴發過程聯係起來。詳細探討瞭岩漿在通道內的上升、氣體的相分離（成核與增長）、以及不同黏度熔岩（如玄武岩、流紋岩）流變學特性對噴發模式（寜靜式、爆炸式）的決定性影響。本章也涵蓋瞭火山碎屑流和火山灰雲的擴散模型，為火山災害的區域規劃提供科學依據。 第三部分：能源與資源勘探中的地球物理方法 本部分聚焦於將前述的物理學知識應用於實際的資源勘探、環境監測及地球工程。 第七章：油氣與非常規儲層地球物理特徵 本章係統闡述瞭地震勘探（二維、三維、多分量地震）在油氣勘探中的應用。重點分析瞭儲層岩性、孔隙度、流體類型（油、氣、水）對地震波速度、密度、聲波阻抗的影響。詳細介紹瞭速度建模、時間-深度轉換以及岩性反演技術。特彆增加瞭對頁岩氣、緻密油等非常規油氣藏的壓裂效果監測（微地震技術）和儲層改造效果評估的地球物理手段。 第八章：地熱能與地下水資源探測 本章聚焦於地球內部熱能的有效獲取與管理。詳細介紹瞭利用地溫梯度測量、熱物理參數反演以及大地電磁法（MT/TEM）探測深層熱儲的有效性。在地下水資源方麵，強調瞭電法勘探（電阻率法）和瞬變電磁法（TEM）在識彆含水層、斷裂帶導水通道以及監測地下水位變化的精度與局限性。 第九章：地下空間工程與環境地球物理 本章探討瞭地球物理方法在基礎設施建設和環境修復中的應用。內容包括：利用高精度淺層地震和探地雷達（GPR）探測近地錶空洞、塌陷區、古河道等工程地質隱患。同時，討論瞭地球物理技術如何用於追蹤地下汙染物羽流的遷移路徑，以及監測碳捕集與封存（CCS）過程中CO2的注入與長期封存的有效性與安全性。 結語：地球科學的未來挑戰 本書最後總結瞭地球物理學界麵臨的重大挑戰，包括多尺度問題的耦閤、高維數據的處理與人工智能的融閤、以及建立更加精確的、跨越岩石圈與地幔的統一動力學模型。本書旨在激勵新一代地球科學傢，利用跨學科的工具和思維，解決人類社會可持續發展所麵臨的能源、資源和環境問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它更像是一部深入到岩石“靈魂”層麵的著作，而非停留在錶麵現象的描述。它對岩石內部微觀結構（如晶體取嚮、粘土礦物分布）如何宏觀地控製彈性模量和電導率的探討，達到瞭教科書中的極緻。書中對岩石電磁波響應的論述尤為精闢，特彆是關於介電弛豫和錶麵導電的機製分析，這對於地下水飽和度解釋和地層評價中識彆粘土層至關重要。作者對於不同溫度、壓力條件下岩石物性變化的討論，充分考慮瞭地殼深部的實際環境，這使得書中的模型具有極強的應用價值和可信度。閱讀時，我常常需要停下來思考這些微觀尺度的變化如何在大尺度的地球物理數據中得以體現，這種思維的深度拓展是其他同類書籍難以提供的。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，第三版在內容更新上做得非常齣色，尤其是在非綫性岩石物理和高壓低溫條件下的行為描述上，展現瞭極強的時代感。相比老版本，新加入的關於非常規儲層，比如頁岩氣和緻密砂岩的物理特性分析，簡直是雪中送炭。書中詳細闡述瞭微裂縫密度、脆韌性轉變對波傳播的影響，這對理解非常規油氣的壓裂效果至關重要。作者沒有迴避那些尚未完全解決的科學難題，反而坦誠地討論瞭現有模型的局限性和未來研究方嚮，這種嚴謹的學術態度非常值得稱贊。閱讀過程中，我深切感受到作者在材料科學、地球物理學和岩石力學這幾個交叉領域的深厚功底。對那些希望從事前沿地球科學研究的學生來說，這本書無疑是開啓新世界大門的鑰匙，它提供的不僅僅是知識點，更是一種批判性思維的引導。

評分☆☆☆☆☆

我必須坦誠，這本書的排版和圖示質量在第三版中得到瞭顯著提升，這極大地改善瞭閱讀體驗。過去很多經典教材的圖錶有時顯得陳舊晦澀，但這次的版本在顔色和清晰度上都下瞭功夫，很多復雜的岩石切片照片和模型圖都非常直觀。尤其值得稱贊的是，書中對“岩石物理學趨勢”的總結和展望部分，它不僅迴顧瞭過去的成就，更指齣瞭當前地球科學領域最熱門、最有爭議的幾個研究方嚮，例如對岩石孔隙網絡幾何形態的量化描述，以及利用機器學習輔助岩石物理建模的潛力。這使得這本書不僅是學習曆史和現狀的工具，更是一份麵嚮未來的研究路綫圖。對於希望緊跟學科前沿的研究人員來說，這個總結是無價的。

評分☆☆☆☆☆

對於一個初次接觸岩石物理學的學生而言，這本書的深度和廣度可能略顯挑戰性，但如果配閤課堂教學或導師的指導，它將成為無可替代的參考書。它的結構組織非常嚴謹，從最基礎的密度、孔隙度定義開始，逐步過渡到復雜的聲學、電學和熱學響應。我尤其喜歡它在介紹各種實驗方法時的細緻描述，例如各種聲波測井儀器的原理和岩樣測試流程，這使得理論學習與實際操作緊密結閤。雖然有些數學推導過程非常密集，需要讀者具備紮實的微積分和綫性代數基礎，但每一步的邏輯鏈條都非常清晰，隻要肯花時間去啃，最終都能豁然開朗。這本書的價值在於它構建瞭一個完整的知識體係，讓你明白為什麼地球物理反演的結果是那個樣子，而不是簡單地告訴你結果是什麼。

評分☆☆☆☆☆

這本新版的《岩石物理學》真是一部涵蓋麵極廣的經典之作。它不僅僅是教科書，更像是一本深入岩石內部世界的“探險指南”。我最欣賞它對地震波在不同岩石類型中傳播特性的詳盡分析。作者似乎非常擅長將復雜的波動方程和實際觀測數據聯係起來，通過大量的圖錶和案例研究，清晰地展示瞭P波和S波速度、各嚮異性如何反映地下的岩性和應力狀態。特彆是關於孔隙流體對聲波速度影響的章節，簡直是地層評價的寶典，對於我們做油氣勘探的同行來說，提供瞭紮實的理論基礎和實用的解釋框架。書中對岩石力學特性的討論也相當深入，從微觀的孔隙結構到宏觀的彈性模量，層層遞進，讓人對岩石的力學響應機製有瞭更全麵的認識。讀完後，感覺自己對地下介質的理解水平得到瞭質的飛躍，不再滿足於簡單的速度層析，而是開始思考深層物理解釋的可能性。

評分☆☆☆☆☆

岩石物理學（第三版）

評分☆☆☆☆☆

理論先進，知識點豐富。。。。。

評分☆☆☆☆☆

岩石物理學（第三版）

評分☆☆☆☆☆

京東好

評分☆☆☆☆☆

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京東好

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岩石物理學（第三版）

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