岩石物理实验课程建设

中国石油大学（北京） 谢 佥

一、概述

（一）岩石物理实验课程概况

岩石物理实验是勘查技术与工程的专业核心课程之一，是岩石物理学研究和学习的重要手段。课程的内容涉及超声脉冲测试系统测试方法、纵横波速度的测量和多孔样品孔隙度测量等。以岩石的密度、孔隙度之间的关系和纵横波传播特性为学习重点，着重强调了测试方法、测试技巧和测试结果分析，鼓励学生自主分析实验结果并思考产生实验现象的原因，这些实验和测试方法为地球物理学专业学生的发展提供了必要的实践基础和技能。通过本课程的学习，学生将进一步理解岩石物理理论基础和方法，能够灵活运用岩石物理方法解决实际油气储层预测问题。

（二）岩石物理实验课程建设的必要性

岩石物理学是地球物理学的核心专业课程，实验测试是岩石物理学研究和学习的重要手段。本项目依照培养计划，建设地质与岩石物理相结合的特色实验课程。该课程的建设，不仅能够加深学生对理论知识掌握的程度，还能够提升学生解决实际问题的能力，同时满足勘查技术与工程专业教学改革的需求。

二、课程建设内容及方向

本课程将在原有岩石物理学的基础上增加实验环节。计划将实验学时由4学时增加到16学时。结合岩石物理学教学内容改进现有实验内容，增设新的实验内容。改进多孔样品的密度和孔隙度测量实验项目和孔隙度对纵横波速度的影响实验项目，使学生深入了解速度—孔隙度关系；增设水饱和岩石样品的纵横波速度测量实验项目，使学生了解纵横波在水饱和多孔介质中的传播性质，掌握流体对水饱和岩石纵波和横波速度的影响；增设饱和多孔介质中的慢纵波观测实验项目，使学生了解饱和多孔介质中慢纵波的传播性质，掌握慢纵波的测试方法；增设观测横波分裂现象实验项目，使学生了解横波在各向异性介质中的传播特性，通过一个各向异性介质的横波测试掌握横波分裂的测试方法；增设固体中纵波衰减的测量实验项目，使学生了解固体介质中波传播能量衰减特性，熟悉固体介质高频声波衰减的测量方法。注重课堂上的讨论，以免学生因为操作的不熟练导致不能理解实验教学内容。并结合预习实验和复习理论知识提高对课堂授课的接受程度。通过对基本教学材料进行搜集和整理，最后形成的教学计划如表格所示。

章节 章节内容第一节：超声脉冲测试方法通过对两种材料的参考样品进行纵波速度测试，让学生了解并掌握超声脉冲透射法测试各种岩石或材料速度的基本方法了解测试岩石速度的基本原理和相应的实验设备组成，并能正确使用，掌握基本的测试技巧掌握判断测试结果的正确性和有效性的能力以及培养编写实验研究报告的能力

续表

通过实验课程建设，学生在掌握岩石物理学的基础上，进一步提升了专业素质和研究能力。建立岩石物理学实验课程体系、教学内容和教学方法。改进测量密度和饱和度相关实验项目，增设水饱和岩石样品的纵横波速度测量、饱和多孔介质中的慢纵波观测、观测横波分裂现象、固体中纵波衰减的测量实验项目，加深学生对速度—孔隙度关系，各向异性、衰减相关知识的理解，掌握声波测试系统的使用方法。一方面加深学生对知识掌握的程度，另一方面提升学生解决实际问题的能力。使学生在掌握系统专业知识的基础上，提升创新意识与动手能力，使之适应创新人才的培养，提高学生的综合素质和创新能力。

本课程为实验课堂，学生是主体，教师为辅助，鼓励学生自主进行实验。按实验任务和实验内容自主搭建实验，通过实验进一步了解所学知识点。由于每个学生所测样品不同，测量环境和测量条件也有所不同，所以会得到不同的实验结果，学生通过实验结果进一步分析实验结论，发现实验现象，共同讨论实验结果，既能深化知识，又能提高学生的动手能力。

课程配备了《岩石物理学》《The rock physics handbook》《Fundamentals of seismic rock physics》等参考书（均包含原版和中文译版）和参考文献。要求学生利用上述参考书，并调研相关文献，完成该课程的学习，培养其自主学习和独立研究的能力。

三、课程考核方式

计划建设全英语的考核项目，不仅包括出勤成绩（10%）、课堂表现（10%）、考试（40%），还包括实验操作部分的考核（40%）。同时留出充足的课内外集中答疑辅导时间，协助学生课后复习课程内容。

该课程建设根据本专业的性质和本课程的特点，在现有的实验基础上，拓展丰富实验的内容，研究地质、地球物理、岩石物理相结合的实验内容，使之适应创新人才的培养，这对于学生综合素质的提高和创新能力的培养很有帮助。开设本课程的目的是提高学生的专业素养，培养学生的逻辑思维和查阅文献的能力、实践能力及创新能力。岩石物理实验课程建设也为学生的技术交流提供了保证，有利于学生丰富自己的知识面，对于本科教学水平和学科建设水平登上新台阶都具有十分重要的意义。