岩石物性的影响因素及变化规律

岩石物理性质的差异是进行地球物理勘探的前提。岩石物性研究是地球物理勘探的基础，它是联系地质地球物理之间的桥梁和纽带，其作用可以归纳为以下6个方面：①地球物理方法使用的前提和条件；②地球物理场正演的必要条件；③地球物理反演的约束条件；④地球物理地质解释的重要依据；⑤不同岩石物性参数间的相关关系有利于联合反演；⑥岩石物性变化规律的研究也可用于解决某些地质问题。

近年来，由于地质勘探的飞速发展，方法技术的不断更新，为岩石物性研究提供了新的手段；但随着地质工作的难度、广度和深度迅速增加，又向岩石物性研究提出了更高的要求。本书将从岩石物性的影响因素、变化规律及相互关系三方面来进行分析。

9.1.1 岩石物性的影响因素

1）沉积岩

沉积岩一般由大小和形状不同的岩石颗粒胶结而成。岩石颗粒之间有孔隙，孔隙中填充有液体（水、石油）、气体或他们的混合物。因此沉积岩的物性主要决定于这些岩石颗粒与孔隙中充填流体的物性及孔隙度的大小。下面分别就密度、弹性波传播速度、电阻率、磁性等方面分析影响沉积岩岩石物性的各个因素。

（1）密度。岩石成分的影响，它的影响体现在岩石固相的矿物密度δ的差异上，δ等于固相的质量与体积之比。大多数沉积岩石的矿物密度从2．5g/cm3变化到3．0g/cm3。矿物密度最大的是白云岩（2．76～2．88g/cm3）和硬石膏（2．92～3．0g/cm3）；最小的是岩盐（2．12～2．22g/cm3）和石膏（2．37～2．48g/cm3）；取中间值的是泥岩和粉砂岩（2．58～2．78g/cm3）。

孔隙及孔隙中流体的影响。含孔隙岩石的密度σ可由下式计算：

σ＝（1－k孔）δ＋k孔σ流 　（9．1）

式中，k孔为孔隙度系数，它等于孔隙度体积v孔与岩石总体积V之比；σ流为孔隙中充填的流体的密度。

由上式可以看出，含孔隙岩石的密度σ不但与矿物密度δ有关，还与孔隙度k孔及孔隙中流体密度σ流有关，当孔隙中全部充水时，则σ流为水的密度，若孔隙中除了水以外，还有一定数量的石油和天然气时，则σ流可以按照这三种成分的比例计算得出。

埋深和压力的变化对密度的影响。实际也是通过它们对岩石孔隙度的影响而体现出来的。

（2）速度。岩石成分的影响，它是影响速度的最重要因素。如果岩石是致密的，则波在其中的传播速度只取决于岩石的矿物成分。通过将孔隙度外推到零，得到以下致密岩石的速度值（单位为km/s）：泥岩为1．8～4．9；泥质砂岩为5．7；不胶结砂为5．3；胶质砂岩为5．9；石膏为5．8；岩盐为4．3～4．6；硬石膏为5．8～6．1；石灰岩和白云岩为6．4～7．9。

孔隙度的影响，众所周知，岩石中孔隙度和速度间最简单的联系由平均时间方程描述：

式中，v岩层为在岩层中的速度；v流为在流体中的速度；v固为在岩石骨架中的速度。

埋深和压力的影响，这一因素对速度的影响要比对密度的影响复杂。埋深和压力除了引起孔隙度变化而影响速度变化外，还有以下复杂情况。在自然埋深状态下岩石中的速度取决于所谓差异压力，它是所有上覆岩层引起的静地压力（围压）与包含在岩石骨架空隙和裂缝中的液体和气体的压力（孔隙压）——内压力之间的差。当围压大于孔隙压时，差异压力为正，其数值越大，速度增加得越多。当围压小于孔隙压力时，差异压力为负，其数值越大，速度减少得越多。后一种情况，也就是所谓的地下异常压力区。利用低速异常预测地下异常压力区，曾经是地震勘探的热点课题之一。

（3）电阻率。岩石成分的影响。由于岩石造岩矿物的电阻率十分高（106～1012Ω·m），它比液相电阻率高6～8个数量级，因此，大多数岩石的电阻率将不决定于它们的矿物成分，而决定于填充在孔隙空间中液体的电导率和孔隙的结构与连通性。但是当岩石中含有黏土时，由于黏土吸附大量的水和盐，而拥有很大的表面电导，使得岩石电阻率大大减小。

孔隙度的影响。假定岩石由球形颗粒组成，并且孔隙中充满了水，则含水层的电阻率可以由下式表示：

ρ含水层＝（3－k孔）ρ水/（2k孔） 　（9．3）

式中，ρ水为孔隙中的电阻率。

由于地下岩层中的水均有一定的矿化度，所以其电阻率比纯水低很多，它的电阻率随溶液矿化度的增长而按线性规律减小。

岩石的压力对电阻率的影响不大，而温度则对电阻率有较大影响。

（4）磁性。相对于岩浆岩和变质岩而言，沉积岩的磁性是十分微弱的，绝大部分沉积岩均可看成是无磁性或弱磁性，当含有一定数量铁磁性矿物（磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿等）时，沉积岩可以显示一定磁性，磁性的强弱主要决定于铁磁矿物的含量，这些铁磁矿物的载体可以是砂质 粉砂质，也可以是黏土质的。

2）岩浆岩与变质岩

（1）密度。由于岩浆岩与变质岩的孔隙度都很小，一般不超过3％。因此，它们的物性主要取决于岩石的成分。

对所有的岩浆岩，都存在以下明显关系：当基性程度增加时，密度增加，这主要是由于铁镁组分增加，二氧化硅减少。在侵入岩中平均密度最低的是花岗岩（2．57g/cm3），花岗岩的平均密度为2．69g/cm3，斑岩为2．81g/cm3，辉长岩为2．95g/cm3，各种辉石和橄榄岩为3．19～3．27g/cm3，当化学成分相同时，从侵入岩到喷发岩，从古生界喷发岩到新生界喷发岩，密度降低。

碱性岩石通常比它的正常类别岩石的密度要大，但是当在碱性岩石的长石晶石中存在微斜长石时，这种关系遭到破坏。

侵入岩的孔隙度、结构构造特点对它的密度没有多大影响。喷发岩的原有结构构造及成岩作用程度对它的密度有一定影响。由于副矿物的富集，可以使岩浆岩密度增加。

变质岩的密度取决于它的矿物成分和原始岩石变质程度。页岩和千枚岩密度相对较低（2．45～2．60g/cm3），含硅质、云母和石英 绿泥石的绢云母页岩，大理石和大理石化灰岩的密度为中等（2．60～2．75g/cm3），绿泥石页岩、角闪石页岩和阳起石 绿泥石页岩的密度较高（2．75～2．85g/cm3），对正变质岩而言，云母片麻岩密度较低（2．60～2．65g/cm3），角闪石、辉石片麻岩密度较高（2．75～2．85g/cm3），角闪石最高（2．85～3．10g/cm3），接触变质和超变质形成的岩石的密度在很大范围内变化，但与原始岩石密度差别不大，变化范围为2．65～2．80g/cm3。

（2）速度。与密度一样，纵波速度随岩石基性度增加而增长。在岩浆岩中，花岗岩的速度为5．15～6km/s，角闪石为5．3～6．5km/s，辉长石为6．1～7．4km/s，未蚀变的超基性岩则为7．8～8．7km/s。

在变质岩中，从浅变质相到深变质相，波速增大。黑云母片麻岩为5．2～5．8km/s，角闪岩为7．0～7．5km/s，榴辉岩为8．0～8．4km/s。

横波在所有类型的岩石中的速度比纵波要低，即

vp/vs＝1．2～1．7 　（9．4）

除了岩石成分外，岩石中的一些微结构也会对速度有一定影响，例如肉眼看不到的微裂缝会引起速度降低。

（3）电阻率。火成岩和变质岩的电阻率一般都很高，可达106Ω·m。但是当存在石墨化、硫化及蛇纹岩化作用时，电阻率可大为降低，断裂破碎带由于填充有矿化水，也会使电阻率大大减小。

（4）磁性。火成岩的磁化率主要取决它的磁性矿物含量，并且随着岩石基性程度增加而增强。喷发岩除了有感应磁化强度外，还有很强的剩余磁化强度，尤其是年代较新的中新生界喷发岩，它的剩磁可以比感磁强得多，而且其方向可以与现代地磁场方向有很大差别，甚至相反。

变质岩的磁性与原来的基质有关，沉积岩变质而成的副变质岩一般为弱磁或无磁，由侵入岩变质而成的正变质岩与其原来的磁性矿物含量有关，一般随基性程度增加而增加。

变质岩的磁性还与其变质程度有关，通常变质程度越高，磁性越强。

9.1.2 岩石物性的变化规律

1）物性界面与地质界面

岩石物性研究的一个重要方面就是研究其变化规律。地球物理勘探的前提就是不同构造层之间的物性差异，也就是构造层面上的物性跃变，这是物性变化的主要规律之一。

由于每个构造层有不同的构造及沉积特征，在岩性、岩相上有较大差异，所以往往成为明显的物性界面。下面以下扬子区主要构造界面以及南海深部地层的物性统计结果为例来说明主要物性界面的变化特征。

下扬子岩石物性的密度界面、磁性界面、电性界面和速度界面特征如表9．1、图9．1所示，从上到下总体上可划分为以下几个地层物性界面：

（1）上第三系与下第三系之间。表现为较强的密度、速度差异，即为一较强的地震波阻抗界面。其密度差为0．20g/cm3，速度差＞800m/s。

（2）三叠系与侏罗系之间（印支—早燕山构造面）。表现为强的密度、速度差异，即为强的地震波阻抗界面。其密度差为0．10g/cm3左右，速度差＞1700m/s。

表9.1 下扬子地区岩石物性参数汇总表

（续表）

（续表）

注：括号里标注为含火山岩的情况。

图9.1 下扬子地区岩石物性参数变化曲线

（3）上二叠系大隆＋龙潭组页岩与上、下围岩（砂岩＋灰岩）之间。表现出低密度、低电阻率和低速度。其与上、下围岩之间的密度差＞0．05g/cm3，电阻率差＞214．0Ω·m，速度差＞1900m/s。

（4）志留＋泥盆系碎屑岩与上、下围岩（灰岩）之间。表现出低密度、低电阻率和低速度。其与上、下围岩之间的密度差＞0．14g/cm3，电阻率差＞78．0Ω·m，速度差＞700m/s。

此外，根据前人在南海东北部及邻区深部结构的地球物理研究结果，综合形成了南海东北部深部地层的物性变化表（表9．2）。揭示了密度、磁化强度和速度这三种物性由新生代到上中下地壳的变化特征。

表9.2 南海深部物性统计表

2）岩石物性的垂向变化规律

除了分界面上的跃变以外，岩石物性还存在垂向（沿深度）逐渐变化的规律，尤其在中新生代砂泥岩地层中比较明显地存在这一规律。

由于静地压力逐渐增大，沉积盖层碎屑岩逐渐压实。压实最明显的是泥质岩石，其次是粉砂质岩石，具有刚性联系的砂岩压实程度最差。按压实特征可分为三个深度段，第一段从0到8～10m，黏土孔隙度从66％减小到40％，砂岩和粉砂岩的孔隙度从56％减小到40％，第二段从8～10m到1200～1400m，黏土（泥岩）、砂岩和粉砂岩的孔隙度减小到20％～21％，第三段从1400m到6000m，以缓慢压实为特征，按指数规律沿深度逐渐衰减。在6000m深度时，砂岩、粉砂岩的孔隙度降到10％以内，泥岩降到7％～8％。由于孔隙度的变化，使密度和速度也发生不同程度的变化。

除了压实这种物理变化外，沿深度还会发生形成新矿物取代旧矿物的化学变化。沉积物内发生的变化由浅至深可以划分为同生作用、成岩作用、后生作用、变质作用4个阶段［1］。在该文献中，主要对苏联一些地区的砂泥质煤系地层的岩石物性进行了统计分析和研究，发现了在这些地层中存在着岩石物性的逆变现象。

第一个逆变范围处于深度25～75m（图9．2），在这深度之上，黏土的孔隙度大于粉砂岩的孔隙度，粉砂的孔隙度大于砂的孔隙度；在这深度之下则有相反的关系。除了孔隙度，干燥岩石密度δ干和饱水岩石密度δ湿也有类似的逆变规律。在25～75m这一逆变深度范围内，黏土、粉砂和砂的孔隙度和密度实际上不存在多少差异。这一逆变深度范围正好处于同生作用与成岩作用分界处。

随着深度的继续加深，黏土、粉砂和砂的孔隙度、密度和速度的差异增加，在深度1000～1200m处达到最大差异，以后又逐渐缩小。

图9.2 同生作用和成岩作用分界处砂泥岩层物理性质的变化［1］

1—砂；2—粉砂；3—黏土

在2250～2500m深度间隔内出现沉积物孔隙度，密度和速度第二个逆变范围（图9．3）。在这逆变范围后，泥岩的孔隙度最大，密度和弹性波传播速度最小；而砂岩的孔隙度最小，密度和弹性波传播速度最大；粉砂岩介于两者之间。这一逆变范围也是成岩作用与后生作用的分界线。

图9.3 成岩作用和后生作用分界处砂泥岩层物理性质的变化［1］

1—砂岩；2—粉砂岩；3—泥岩

在深度5800～6000m处还存在着第三个逆变范围，这也是后生作用与变质作用的分界线。这一逆变范围有三个特点：第一，它不仅存在机械压实，还开始产生变质；第二，它发生在孔隙度值非常低的情况下，所以岩石物性参数变化很小；第三，这一逆变范围上下的电阻率也发生逆变（图9．4）。

王一新等［1］曾在松辽盆地北部对上百口井的上万块标本进行了密度测定，并对测定结果进行了分区、分层、分岩性（砂岩、粉砂岩、泥岩等）统计整理。发现密度随着深度有着上述相类似的变化规律。总结起来有以下特点：

图9.4 后生作用和变质作用分界处砂泥岩层物理性质的变化

1—砂岩；2—粉砂岩；3—泥岩

（1）密度随深度的变化近于线性关系或指数关系（图9．5）。

图9.5 松辽盆地北部密度 深度关系图

（a）泥岩；（b）砂岩(www.xing528.com)

（2）各层σ-H回归直线的斜率随地层时代的衰老而减小，这说明随着岩石埋藏时间增长、埋深加大，密度随深度的变化率逐渐降低，最终趋于常数。

（3）各区间同一层的σ-H回归直线具有相近的斜率，说明它们在同一区内的同一地层经历了基本相同的成岩后生现象。

（4）泥岩、粉砂岩和砂岩的密度随深度变化也存在着逆变点（图9．6）。第一逆变点在深度200m附近，第二逆变点深度在300m附近。在两个逆变点之间深度范围内，泥岩密度大于砂岩密度，在逆变点之外深度上，泥岩密度小于砂岩密度。

图9.6 松辽盆地北部砂岩与泥岩密度的逆变关系图

（a）姚家组；（b）青山口组；（c）泉头组；（d）登娄库组

除了上述一般情况下，岩石物性随深度变化还存在一些特殊情况。在快速沉降而泥岩又占优势的剖面中，由于在压缩压实时不存在挤出通道，沉积水排不出去，一部分压缩负荷被位于异常高岩层压力条件下的孔隙体所承受。在这种异常高岩层压力区，甚至当下沉到5～6km时，碎屑岩的密度也不超过2．5g/cm3，孔隙度可以达到20％。

对碳酸盐岩岩石物性的研究表明，它的物性随深度的变化非常缓慢，对时代较老的碳酸盐岩而言，它的岩石物性可以看作与深度无关，而主要决定于岩石成分的变化。盐岩、石膏等水化学岩则更是如此。

3）岩石物性的横向变化规律

除了垂向变化外，岩石物性沿水平方向（横向）的变化也是明显的。这种变化可以是由以下几种原因引起的：第一，岩石岩相的变化。由于沉积物形成期间的物源分布和搬运路程的不同，造成了岩性的逐渐变化及岩相的不同分布。第二，埋深的变化。同一地层，由于埋深不同，也会造成物性的差异。第三，在不同部位经受构造变动不同，也会造成物性差异。

图9．7为松辽盆地北部嫩江组密度变化的平面图。图上表示的高密度区应与当时的沉降中心相一致。因为沉降中心埋深较深，且泥岩成分较多，造成密度较大。

图9.7 松辽盆地北部嫩江组平面密度分布图

上述这种变化可以称之为岩石物性的区域性变化。在每一个局部构造范围内，也会存在岩石物性的局部变化。以岩石密度横向变化为例，在有些情况下，向背斜隆起顶部密度减小，而在另一些情况下，密度却增大。对于不同类型的构造，岩性岩相的变化是不同的，在估计局部构造上密度变化时，通常考虑的是顶部和翼部的密度差异。这样的估计是对幅度比较小的地台型平缓构造进行的。在幅度比较大的构造上。同一年代碎屑岩密度在翼部的增加，主要是由于其翼部埋深加大引起的。

与构造顶部相比，翼部岩石密度的变化主要是由以下原因引起的：

（1）当各个层的厚度保持不变时，也就是沉积后的构造：①岩性成分的逐渐变化（颗粒、胶结成分、含泥量的增大）；②下沉对翼部的影响；③在受力岩石分布变化影响下裂隙发育程度的差别；④储集层所含流体成分（油、气、水）的变化；⑤在局部构造作用下变质作用的差别；⑥后生变化的差异特征。

（2）当各个层的厚度发生变化时，也就是同沉积构造：①十分高和十分低密度岩层厚度的减小（直到尖灭）；②可塑岩石（泥岩、岩盐等）厚度的明显增大；③孔隙流体成分的变化。

在实际情况下，密度的变化是由上述各种因素叠加在一起影响的结果。

根据不同学者的资料，在平缓地台构造上发现典型的横向密度变化，碎屑岩（除了泥岩以外）密度在构造顶部有系统性减小。泥岩密度在构造顶部既可减小，也可增大。还确定了在埋深2．5km以内构造顶部岩石性质变松的现象。对大多数碳酸盐岩而言，只是在遭到很强的后生变化（硬石膏化和方解石化）时，才在构造顶部发现明显的岩石变松，而一般来说，碳酸盐岩在构造顶部都要变密，在油水接触带也发现密度增大现象。

图9．8为苏联乌斯特—巴雷科构造上的密度剖面图。

图9.8 乌斯特—巴雷科地区密度剖面图

1—石油；2—砂岩；3—石灰岩、硅藻类黏土；4—黏土；5—钻井；数字是密度值（g/cm3）

4）岩石物性的分区特点

当对一个比较大的区域进行岩石物性研究时，由于其内部各分区的构造和沉积特征有较大差异，所以常常需要分区对岩石物性进行研究。

以松辽盆地北部为例，在对岩石密度进行统计分析时，就将其分为滨北区、西北斜坡区、中央断坳区、东部断块区分别进行（表9．3）。滨北区由于地层埋深较浅，砂岩所占比比泥岩多，所以各层密度明显偏低。西部斜坡区与滨北区基本相似，但密度值略高。中央凹陷区密度值明显大于上述两区，但上下层之间密度差却小些。这与本区地层埋深普遍增大有关，也与地层的岩性中泥岩比重增大有关。东部断块区的岩石密度变化有不同特点，该区泉头组以下地层密度与中央凹陷区大致相近，但两者埋深相差约1000m（图9．9），而该区泉头组以上地层密度都比中央凹陷区低得多。

表9.3 松辽盆地北部各构造区密度值（单位：g/cm3 ）

图9.9 松辽盆地北部泉头组岩层密度 深度变化曲线

（a）杏山地区；（b）朝阳沟地区

对比分属两个分区的杏山坳陷与朝阳沟阶地的登娄库组与泉头组地层的σ H回归直线（图9．9），就可以发现两者斜率相近，但截距不同，相差近1000m，只要把朝阳沟阶地σ-H直线下移1000m，就会发现与杏山地区的σ-H直线基本重合。这反映了两个地区在泉头组以前有过统一的地质发展史，在泉头组沉积以后，朝阳沟阶地发生了抬升，相对抬升近1000m。这种密度随深度变化关系并没有受到后期构造变动而改变，充分说明了压实作用的不可逆性，而利用这一点却可以研究成岩后的构造变动。

9.1.3 岩石物性参数的相互联系

研究岩石物性参数间的相互联系是综合地球物理研究的重要课题之一。掌握了物性参数间的相互联系，就能根据容易研究的参数确定另一个不容易研究的参数；还可以根据在标本上确定的岩石性质，研究自然埋藏条件下岩石的性质；同时，物性参数的联系对于各种物探资料的综合解释，特别是对不同方法的联合反演更为重要。

从岩石物性参数影响因素分析可知，虽然影响岩石物性参数的因素很多，但是起决定性主导作用的因素只有少数几个。当其中一个因素对某两种岩石物性参数起主要作用时，就使这两种岩石物性参数之间存在一定的关系，由于还存在着其他因素的影响，所以这种关系相对比较复杂，因此这种相关性多数是通过实验或实际资料的统计分析获得的。

1）岩石速度与密度的关系

对岩石物性参数而言，孔隙度和矿物成分是两种最主要的影响因素，同时，又可以将岩石大致分为致密结构岩石和孔隙结构岩石两大类。在致密结构岩石（也就是侵入岩、变质岩、古喷发岩及变质类沉积岩）中，矿物成分是决定大多数物理性质的主要因素。关系最密切的是密度，而弹性波速度和其他物性参数与矿物成分的关系则要差一些。因此，岩石的密度可以根据矿物的密度计算，即使不考虑孔隙度影响，造成的误差也不会太大。在计算弹性波速度时，由于孔隙度和裂隙的影响较大，使误差增大，由于密度σ和弹性波速度vp都与矿物成分有关，造成了σ与vp的相关关系（图9．10），其相关系数约为0．9。通常这种相关关系可以表示为

vp＝a＋bσ 　（9．5）

式中，a和b是由实验确定的系数，对不同地区、不同类型的岩石有着不同的系数。

致密结构岩石的热导率也决定于矿物成分和密度，但是这种联系由于其他因素的影响而不是很明显。在具有孔隙结构的岩石（中新生界喷发岩和沉积岩）中，对岩石物性有很大影响的是孔隙度，对于高孔隙度的岩石而言，其特点是密度、弹性波速度、热导率和电导率等岩石物性与孔隙度有很大关系，这就使得这些物性参数间存在有规律的联系。

图9.10 沉积岩（1）及结晶岩（2）密度与速度的关系

对于具有孔隙结构的岩石，矿物成分并不是决定物性的主要因素，但是它的影响在许多情况下还是十分重要的。例如，在沉积岩和喷发岩中，它决定了密度σ与纵波速度vp间的相互关系。但是，由于孔隙度有很大影响，使得这种关系不如结晶岩石的关系明显（图9．10）。

密度与速度的关系是研究得最多的。由于这种关系是一种实验性的相关关系。所以一般均由各地区通过实际资料统计而得到，当自己没有经过实验统计而引用他人公式时，则需要仔细考虑该公式的使用条件是否与本地区相类似。

在分析密度与速度的关系时，还要注意一些反常情况。例如，①当孔隙中流体从75％增大到100％时，vp减小10％～15％，而σ却增加；②岩石中裂隙发育导致岩石原样破坏，使颗粒接触变坏，这使速度vp有明显减小，而密度σ却变化不大；③当压力增大时，在岩浆岩中的vp增加10％左右，而σ却变化不大；④对于岩盐这一类沉积岩，vp很高，而σ很小。

除了密度与速度关系外，还有人研究密度与电阻率的关系，因为利用这种关系，可以根据电测井资料估算自然埋藏条件下岩石的密度。

对于岩浆岩而言，当它的铁磁矿物含量增大时，磁性增大，密度也增大。因此，在磁化率和密度之间会存在一定的相关关系。利用这种相互关系，对于重磁资料的综合解释是十分有用的。

对不同成分和结构岩石中的纵波和横波速度间联系的研究，可以提高地震资料解释的精度。在进行测井工作时，研究各种电性参数间的相关关系也是十分重要的。

图9.11 结晶岩（1）与沉积岩（2）物性参数间某些典型特征关系

图9．11为沉积岩及结晶岩的一些物性参数间的某些典型特征关系。

中国一些地球物理学者对岩石物性的相关关系也做过研究。例如在南方碳酸盐岩地区找油攻关中，对四川盆地前震旦系至下白垩系的砂岩和石灰岩岩石样品在实验室作了物性参数测定。发现砂岩的物性参数有较好的相关关系。图9．12是四川盆地不同地质时代砂岩的物性参数分布曲线。同时，砂岩的密度与孔隙度（图9．13）、纵波速度与孔隙度（图9．14）及密度与速度（图9．15）均有较好的相关关系。

2）岩石声波速度与电阻率的关系

法斯特在对大量的地震测井及电阻率测井进行估算后，提出了声波速度与电阻率及深度间的关系式：

v＝2×103（Hρ）1/6 　（9．6）

式中，v为声波速度（m/μs）；H为深度（m）；ρ为电阻率。

式（9．6）是在一定地区总结出来的。对于不同地区，式中的常量是不同的。因此，常把式（9．6）表达为

图9.12 四川盆地及其邻近地区不同地质时代砂岩物性参数分布曲线

图9.13 砂岩密度与孔隙度的相关关系

图9.14 砂岩纵波速度与孔隙度相关关系

图9.15 砂岩密度与速度相关关系

v＝aHbRc 　（9．7）

式中，a、b、c为常数，在不同地区有不同的值。

对于感应电导，根据法斯特经验公式可表达为

Δt＝kHaSb 　（9．8）

式中，Δt为声波时差（μs/m）；S为感应电导；k、a、b为常数，可用最小二乘法求出。

我国胜利油田物探公司按上述公式，对BS3井的感应电导与声波进行拟合后，得到两者的关系式为

Δt＝18H0．2438S0．1788 　（9．9）

据此，可将其他井的感应电导换算成声波，制成合成记录。类似的，可以利用大地电磁测深获得电阻率、纵向电导与地震波纵波速度的关系，得到经验公式，在大庆油田的地震工作困难地区，由大地电磁测深进行拟地震勘探。

3）岩石密度与电阻率的关系

研究表明，对于各种均匀岩层，两者有十分紧密的关系，相关系数可达0．95。有各种类型的关系：线性的、二次的、指数的关系等。沉积岩的电阻率决定于它的矿物成分、结构、湿度、孔隙度，在很大程度上取决于岩层水的矿化度。但是，岩石密度与矿化度变化的关系却很小。因此，仅仅比较均匀的岩石有稳定的参数关系σ＝f（ρ）。在确定岩石密度和其他物性时，电性可作为其他参数综合的辅助参数。此时必须定量估计水的矿化度对岩石电性的影响，或者划分出矿化度相对稳定的地段。

4）岩石密度与磁化率的关系

对火成岩和变质岩，两者有一定联系。这种联系带有定性特点，随着从酸性到基性、超基性岩过渡，岩石密度增大，磁化率也增大。这一关系可用来综合解释重力和磁力测量结果。另外，对含铁石英岩之类岩石，两者有可靠的定量对应关系，但是，由于岩石磁性强烈的不均匀性，观测到的磁化率有很大的离散。

5）岩石地震波速度与声波速度的关系

通过我国海域盆地27口井的井旁地震记录、声波测井曲线以及钻井岩性剖面的分析对比，发现大多数强波与高速介质相对应，弱波则往往与低速介质对应，反映两者有相关关系。高速介质往往反映砂、砾岩和特殊岩性段，低速介质往往反映泥岩。由于每个盆地所处的构造位置不同，它们的沉积物源有所差异，所以，每个盆地都需研究这两者的关系。

实践表明，不同岩石物理性质间的联系是十分复杂的，并不是所有不同参数之间都能建立明确的相关关系，即使上述所研究的相关关系也会随着地区和地质条件的差异变化很大，因此必须结合相应的地质和地球物理条件去研究和利用这种岩石物性参数间的联系。