岩石中离子导电与介电PDF电子书下载

第1章 岩石的组成与结构 1

1.1 黏土岩的组成和结构 1

1.1.1 黏土岩的矿物成分 1

1.1.2 黏土岩的化学成分 1

1.1.3 黏土矿物的结构 2

1.1.4 结晶黏土矿物的结构 3

1.1.5 黏土岩中的有机质 5

1.1.6 黏土矿物的脱水作用 5

1.2 碎屑岩的组成和结构 6

1.2.1 碎屑岩的矿物组成及其化学成分 6

1.2.2 碎屑岩的结构 9

1.3 碳酸盐岩的组成与结构 13

1.3.1 碳酸盐岩的矿物成分 13

1.3.2 碳酸盐岩的化学成分 15

1.3.3 碳酸盐岩的构造 16

1.4 页岩的组成与结构 17

1.4.1 页岩的组成矿物 17

1.4.2 页岩的物理特征 17

1.4.3 页岩的化学成分 17

1.4.4 页岩常见类型 17

1.5 硅岩及其组成 18

1.5.1 硅岩的矿物成分 18

1.5.2 硅岩的化学成分 19

1.6 金属矿物沉积岩 19

1.6.1 铁沉积岩及铁矿 19

1.6.2 锰沉积岩及锰矿 20

1.6.3 铝土岩及铝土矿 20

1.6.4 沉积磷酸盐岩及磷矿 21

1.6.5 铜沉积岩及铜矿 21

1.7 煤的组成 21

第2章 空隙与流体及其相互作用 23

2.1 空隙 23

2.1.1 空隙结构 23

2.1.2 空隙类型 24

2.1.3 碎屑岩空隙结构 24

2.1.4 碳酸盐岩空隙结构 25

2.1.5 喉道类型 26

2.1.6 孔喉的大小和分布 26

2.2 干酪根 27

2.2.1 干酪根的组成 27

2.2.2 干酪根的分类 28

2.3 油页岩 29

2.4 石油 29

2.4.1 石油的物理性质 29

2.4.2 石油的化学组成 30

2.4.3 石油的非烃组分 30

2.4.4 石油的分类 31

2.5 天然气 32

2.5.1 天然气的化学组成 33

2.5.2 天然气的类型 33

2.6 地层水 34

2.6.1 地层水的形成 34

2.6.2 地层水的分类 35

2.6.3 地层水矿化度 37

2.6.4 地层水的溶解度 37

2.6.5 地层水的化学组成 38

2.7 流体的运移 39

2.7.1 运移的类型 39

2.7.2 物理化学运移 39

2.7.3 水溶液中元素的运移形式 40

2.7.4 运移能力的影响因素 40

2.8 水岩化学作用 41

2.8.1 地层中的水岩化学作用 41

2.8.2 水岩化学作用的基本类型 42

2.8.3 水岩化学作用的影响因素 45

第3章 岩石导电机制与特征 52

3.1 基本概念和理论 52

3.1.1 岩石电阻率 52

3.1.2 岩石物理模型 53

3.1.3 岩石体积物理模型 54

3.1.4 比表面 55

3.2 地层水电阻率 55

3.2.1 离子溶液相关概念 56

3.2.2 地层水电阻率 58

3.3 导电矿物的类型及其特征 60

3.4 岩石电阻率分析 61

3.4.1 纯岩石电阻率与地层水电阻率的关系 61

3.4.2 电阻率增大系数与含水饱和度的关系 62

3.4.3 Archie实验的意义 63

3.5 岩石的导电机制分析 63

3.5.1 黏土矿物结构 63

3.5.2 孔隙中黏土矿物存在形式 65

3.5.3 黏土岩水化作用 66

3.5.4 岩石的阳离子交换作用 66

3.6 岩石导电模型 70

3.6.1 W-S导电模型 70

3.6.2 双水导电模型 71

3.7 岩石电化学作用 76

3.7.1 扩散电动势的产生 76

3.7.2 扩散电动势产生机理 77

3.7.3 扩散吸附电动势的产生 80

3.7.4 过滤电动势的产生 81

第4章 岩石介电机制与特征 83

4.1 电子的分布及其运动状态 83

4.1.1 核外电子分布 83

4.1.2 核外电子的运动状态 84

4.2 基本概念 87

4.2.1 基本概念 87

4.2.2 介质损耗 90

4.3 岩石空隙空间内电荷的位移 91

4.3.1 均匀场的电位移 91

4.3.2 束缚电荷的复杂位移 93

4.3.3 水分子的偶极矩和四极矩 95

4.4 电介质的微观极化机制 96

4.4.1 电子极化 97

4.4.2 离子极化 98

4.4.3 取向极化 101

4.4.4 界面极化 103

4.4.5 空间电荷的极化 105

4.5 电介质的微观理论基础 107

4.5.1 原子的基函数 107

4.5.2 莫塞莱定律 110

4.5.3 屏蔽常数 112

4.5.4 化学键理论 113

第5章 岩石类多孔介质的极化与弛豫 120

5.1 电介质极化弛豫过程 120

5.2 静电场中介质的极化 121

5.2.1 洛伦兹（Lorentz）有效场 121

5.2.2 洛伦兹修正场 124

5.2.3 昂萨格（Onsager）修正场 125

5.3 交变场中的极化弛豫 126

5.3.1 动态介电常数 126

5.3.2 Debye型弛豫 131

5.3.3 Cole-Cole模型 132

5.3.4 双势阱弛豫模型 133

5.3.5 Maxwell-Wagner模型 134

5.3.6 Bruggeman-Hanai理论 137

5.3.7 多相非均质介质模型 138

5.4 对离子极化理论 139

5.4.1 表面电导率 139

5.4.2 球形粒子的对离子极化理论 140

5.5 岩石非均匀体系的介电模型 143

5.5.1 两相非均匀体系 143

5.5.2 三相非均匀体系 147

5.5.3 多相非均匀体系 151

第6章 岩石双电探测理论与应用技术 152

6.1 双频激电技术 152

6.1.1 激发极化现象 152

6.1.2 不同矿物岩石的激发极化特点 155

6.1.3 Cole-Cole模型 155

6.1.4 影响岩石频率特性的因素 157

6.2 双电技术概述 159

6.3 微观离子电容模型 160

6.3.1 离子介电模型 161

6.3.2 微观离子电容 162

6.4 溶液双电参数实验测量 162

6.4.1 实验装置 162

6.4.2 实验步骤与测量 163

6.4.3 实验结果分析 166

6.5 岩心双电参数实验测量 171

6.5.1 岩心基础数据 171

6.5.2 实验步骤 172

6.5.3 饱和度与频散度的关系分析 172

6.6 导电矿物双电参数测量 174

6.6.1 导电矿石电阻电容测量 174

6.6.2 导电矿石电阻率电容率变化规律 179

6.6.3 实验结论 180

6.7 双电探测技术展望 180

6.7.1 双电理论基础 180

6.7.2 双电理论的发展 181

6.7.3 双电应用技术展望 183

主要参考文献 184

附录 191

索引 193

后记 195