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岩石物理手册:孔隙介质中地震分析工具

岩石物理手册
岩石物理手册:孔隙介质中地震分析工具
作者:(美)葛瑞.马沃可(Mavko,G.) 等(编著) 徐海滨 戴建春(译) 王之敬(审校)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-02029-2
定价:38.00元
版本:1
装帧:平装
出版年月:200803

图书简介:

  岩石物理是地球物理的一个新分支,大规模的研究只有三十多年的历史.以前,岩石物理更多的是纯科学研究.但是在最近十多年,由于石油勘探与开发技术的进步,尤其是反射地震数据采集与处理技术的大规模进步,岩石物理已经成为一门非常有实用价值的学科.在世界范围内,岩石物理的研究成果已经被石油界广泛应用, 用于油藏描述、 油田监控以及提高采收率.
  岩石物理研究的是岩石的物理属性与地球物理观测之间的关系. 在过去三十多年里,科学家们发现了越来越多曾被人们认为是互不相关的岩石属性之间的关系.本书收集了大部分奠基了岩石物理这门学科的理论与数据,尤其是其中与解释地震勘探数据直接相关的部分. 简而言之,这本书使得很多本来散居各处的实验与理论结果变得举手可及.
  本书的76个小节涵盖了很广泛的内容,包括波的传播、有效介质理论、弹性力学、孔隙流体的流动以及AVO-AVOZ,还包括了对弹性波高频散、孔隙流体置换及VP-VS的概要介绍.此外,本书还收录了一些从储存岩石、沉积岩石及颗粒介质推出的有用的经验公式, 以及常见矿物与岩石的属性表.
  本书的编排本着易于在实际工作中使用的原则,地球物理学的学生和研究人员及石油工程师可以在解决实际问题时以此书作为参考.
  本书是一本岩石物理学科最权威、资料最新的工具书,于1998年由剑桥大学出版社出版,之后多次重印.本书已成为一本具有很大影响的书,被科学文献引用频率很高,并被许多高校选作教科书.

前言:

  我相信,在未来几年中,岩石物理最大的贡献,将不是来自新的理论或实验发现,而是来自将现存的好几十年的研究成果有效地整理出来,使得实际生产中需要的人可以方便地使用它们.这并不是说岩石物理的研究已经完成.恰恰相反,对岩石物理学的好多领域我们知之甚少,有的还存在很多争论.然而,尤其是在应用岩石物理中,大多数已有的成果在实际中并不广为人知. 我们编写这本《岩石物理手册》的目的,就在于将各种文献中已有的那些可以对地震数据分析直接有用的岩石物理研究结果集中收录在一本书中,以方便使用.
  为此,我们将文献中岩石物理学的理论及经验规律进行总结,并写成了一种便于使用的形式——这些公式,往往是那些油田工作者每一两年就又推导一次,然后又很快忘记,而需要到一堆厚厚的书或论文中去搜寻的公式.
  本书中,我们只收录岩石物理学中一些重要的结果,附以对假设及适用范围的讨论,但几乎不做任何推导.我们的用意在于编写一本手册,而不是教科书.因此,书中涉及的范围相当广泛,但对每一个问题的讨论并不深入. 尽管如此,由于篇幅所限,还是有很多论题在书中并未涉及.我们希望,书中对每一个问题讨论的简洁程度,并不至于让读者形成一种错觉,即认为那些岩石物理规律是完美的. 我们假设本书的读者对书中涉及的论题都有一些大致的了解;如果不是的话,书末的文献表中提供有对每一个论题进行深入论证的论文或专著.
  《岩石物理手册》中有76个互相独立的小节.我们希望读者可以直接找到感兴趣的问题,而不用从头开始按顺序阅读.因此,书中偶尔也会有一些明显的内容的重复.
  本书的内容包括波的传播、有效介质理论、弹性力学、孔隙流体的流动、 AVO-AVOZ,以及对弹性波高频散、孔隙流体置换及VP-VS的概要介绍.此外,本书还收录了一些从储存岩石、沉积岩石及颗粒介质推出的有用的经验公式,以及常见矿物与岩石的属性表.全书的侧重点是岩石的地震属性.书中也包括了对岩石电磁属性的介绍.
  这本书可以与已出版的一些知名岩石物理专著配合使用.如果你想深入了解岩石物理学的基础,请参看:Bourbié, Coussy和Zinszner所著的Acoustics of Porous Media,Guéguen 和Palciauskas 所著的Introduction to the Physics of Rocks, Ahrens 所编的Rock Physics and Phase Relations, 以及Castagna和Backus所编的Offset Dependent Reflectivity—Theory and Practice of AVO Analysis. 此外,以下书中有岩石物理学的经典论文及对它们的讨论:Wang 和 Nur所编的 Seismic and Acoustic Velocities in Reservoir Rocks(第1,2卷),Shankland和Bass所编的Elastic Properties and Equations of State,以及Toksz 和Johnston 所编的Seismic Wave Attenuation.
  最后,我们要感谢斯坦福大学岩石物理项目组的教授、学生及工业界资助者对本书提供的意见和建议. 与王之敬, Thierry Cadoret, Ivar Brevik, Sue Raikes, Sverre Strandenes, Mike Batzle及Jim Berryman 的讨论尤其有很大帮助. 滕立编写了AVOZ一节, Ran Bachrach 编写了电性质一章. Ranie Lynds 在图像制作上帮了不少忙,审阅及编辑工作也做得非常出色. 我们还要特别感谢Barbara Mavko 对内容及形式所提的很多建议. 最后,我们都感谢Amos Nur, 是他过去及现在的工作, 才使得岩石物理有了今天这样的发展与成就.
  我们希望你发现这本书对你有用.

葛瑞·马沃可

目录:

中文版序

前言

第1章 基本工具
1.1 傅立叶变换
1.2 希尔伯特变换和解析信号
1.3 统计与线性回归
1.4 坐标变换

第2章 弹性力学与胡克定律
2.1 弹性模量与胡克定律的各向同性表示
2.2 胡克定律的各向异性表示
2.3 弱弹性各向异性的Thomsen表示法
2.4 岩石中应力引起的各向异性
2.5 柱坐标系与球坐标系中的应变张量元素及运动方程
2.6 弹性固体中包含物和空腔的形变
2.7 圆形空腔中的形变——井内应力
2.8 莫尔圆

第3章 地震波的传播
3.1 地震波速度
3.2 相速度、群速度和能量速度
3.3 阻抗、反射率和透射率
3.4 反射率和AVO
3.5 各向异性环境下的AVOZ
3.6 黏弹性和Q
3.7 速度频散与Q的Kramers-Kronig关系
3.8 层状介质中的波: 全波形合成地震记录
3.9 层状介质中的波: 地层滤波与速度频散
3.10 层状介质中的波: 与频率相关的各向异性和频散
3.11 非均匀介质中与尺度相关的地震速度
3.12 散射衰减
3.13 圆柱杆中的波段——共振棒

第4章 等效介质理论
4.1 Hashin-Shtrikman界限
4.2 Voigt和Reuss界限
4.3 Wood 公式
4.4 Hill平均模量估算
4.5 相等剪切模量的混合物
4.6 岩石和孔隙的可压缩性及一些常见错误
4.7 等效模量的Kuster-Toks-z公式
4.8 等效模量的自相容近似
4.9 微分等效介质模型
4.10 有缝隙介质的Hudson模型
4.11 有缝隙各向异性介质的Eshelby-Cheng模型
4.12 细层层状介质的弹性常数——Backus平均

第5章 颗粒介质
5.1 球体排列的几何关系
5.2 任意球状颗粒排列——接触模型和有效模量
5.3 有序球状颗粒排列——有效模量

第6章 孔隙流体对波传播的影响
6.1 Biot速度关系
6.2 Biot关系式的Geertsma-Smit近似
6.3 Gassmann关系式
6.4 Bam-Marion的边界平均方法
6.5 各向异性岩石的流体替换: Brown和Korringa公式
6.6 Gassmann公式在混合孔隙介质中的推广
6.7 Mavko-Jizba射流关系式
6.8 Mavko-Jizba射流公式全频带推广
6.9 BISQ
6.10各向异性射流
6.11与流体有关的速度频散机制的共同特点
6.12 部分和多相饱和
6.13 部分饱和: 速度频散和衰减的White和Dutta-Odé模型
6.14 纯黏性流体中的波
6.15 气体和流体的物理性质

第7章 经验公式
7.1 速度-孔隙度模型: 临界孔隙度和Nur的改进Voigt平均
7.2 速度-孔隙度模型: Geertsma 压缩率经验公式
7.3 速度-孔隙度模型: Wyllie的时间平均方程
7.4 速度-孔隙度模型: Raymer-Hunt-Gardner关系式
7.5 速度-孔隙度-粘土矿物模型: Han的含泥砂岩经验公式
7.6 速度-孔隙度-粘土模型: Tosaya的含泥砂岩经验公式
7.7速度-孔隙度-粘土模型: Castagna的速度经验公式
7.8 VP-VS 关系
7.9 速度-密度关系

第8章 流动和扩散
8.1 达西定律
8.2 Kozeny-Carman流动关系式
8.3 黏性流
8.4 毛细管压力
8.5 扩散和渗滤——特例

第9章 电性质
9.1 有效介质模型
9.2 速度频散和衰减
9.3 经验关系
9.4 多孔岩石的电导率

第10章 附录
10.1典型岩石属性
10.2 单位转换
10.3 常见矿物的模量与密度

索引

参考文献

译者后记

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