Question

常用的岩石物理学模型

Answer 1

在关于岩石物理学的研究方法的讨论中已经提到，由于影响岩石物理性质的因素多且相互之间的关系复杂，所以在进行岩石物理学理论研究时要把实际的岩石模型化，只保留影响岩石物理性质的主要因素，而忽略次要因素。常用的岩石物理学模型有（图2-8-1）：①层状介质模型；②分散状介质模型；③离散颗粒堆积介质模型；④网状介质模型；⑤连续介质模型。

图2-8-1 岩石物理学模型

1.层状介质模型

层状介质模型是最简单的一种岩石物理模型。其基本思想是根据所考虑岩石的矿物组成将结构杂乱无章的岩石等效为水平层的集合。每一层相当于一种矿物成分，每层的厚度则根据矿物的体积分数来决定。整个层状介质的岩石物理参数一般按有关的物理定律由单层的岩石物理性质经过相对于体积分数的加权算术平均或加权对数平均得到。

层状介质模型具有简单、直观、容易进行数学处理等优点，尤其是对于岩石物理参数各向异性的描述，更是占有不可替代的地位。但是，在自然界中，除了具有平行裂缝的岩石和大部分变质岩以外，具有层状结构的岩石比较少见。

2.分散状介质模型

分散状介质模型假设岩石中存在有一种基本的物质，而其他物质以分散的形式分布在这种基本物质之中。这种分散性的分布既可以是确定性的，又可以是随机的。分散状介质模型是处理含泥质砂岩的导电性的有效模型之一。

3.离散颗粒堆积介质模型

离散颗粒堆积介质模型主要用来研究孔隙性岩石的物理性质，也称其为离散堆积模型。假设岩石中的矿物颗粒呈圆球状，则将具有给定半径的球体堆积成立方体，就形成了离散的球体堆积模型。根据几何学中的有关结果，可以计算出这种堆积介质的孔隙度。将球体换成圆柱体，可以得到由离散柱体堆积成的模型。如果将柱体换成圆柱管，则可用这种模型来研究在一定的压力和温度下岩石对流体的传导作用。

4.网状介质模型

网状介质模型是圆管状介质堆积模型的推广。具有不同半径、不同截面形状和不同弯曲程度的管状物体相互连接形成了岩石中的一张管网。这种模型能比较好地逼近自然界中的孔隙性岩石的内部结构。

5.连续介质模型

连续介质模型假定岩石中的矿物成分是按一定规律连续分布的。对于由颗粒非常细的矿物组成的岩石，连续介质模型可以对其进行比较逼真的描述。