Гранулометрический состав горных пород
Гранулометрический состав горных пород
Гранулометрическим составом горных пород называют количественное (массовое) содержание в породах частиц различной величины. Гранулометрический состав характеризует степень дисперсности минеральных частиц, слагающих горную породу. От степени дисперсности минералов зависят многие другие коллекторские свойства пористой среды: пористость, проницаемость, удельная поверхность, остаточная водонасыщенность, нефтенасыщенность, силы, капиллярно удерживающие флюиды в пласте и другие.
Размер частиц горных пород изменяется от коллоидных (10–3-10–5 см) до галечника и валунов. Гранулометрический состав нефтесодержащих пород в основном представлен частицами размером от 1 до 0,01 мм в диаметре. По размерам зерен классифицируют структуры обломочных пород на следующие:
- псефитовую, с размером зерен более 2 мм;
- псаммитовую, с преимущественным размером частиц от 2 до 0,1 мм;
- алевритовую, включающую частицы размером 0,1-0,01 мм;
- пелитовую, с размером зерен менее 0,01 мм.
Для определения гранулометрического состава горных пород существует несколько методов. Наиболее распространенными являются ситовый и седиментационный методы, применяемые для слабо и средне сцементированных горных пород. Ситовый анализ применяется преимущественно для характеристики состава псефитов и псаммитов (породу последовательно просеивают через сита с уменьшающим диаметром отверстий), а седиментационный анализ используют для алевритов и пелитов. Результаты анализа гранулометрического состава пород представляют в виде таблиц или диаграмм (рис. 1.6), секторы которых показывают содержание различных фракций. Путём суммирования в последовательном порядке процентного содержания каждой фракции, строят интегральную (кумулятивной) кривую (рис. 1.7).
|
|
|
Рис. 1.6. Изображение состава в виде гистограммы и диаграммы
Рис. 1.7. Гистограмма гранулометрического состава образца (слева): d – диаметр частиц, γ = - 10 lg d и интегральная кривая суммарного состава
По построенной интегральной кривой определяют две важные величины: коэффициент однородности (неоднородности) и так называемый действующий диаметр или эффективный размер зерен (dЭф).
Для пород со средней и высокой цементацией применяют метод исследования в шлифах под микроскопом (см. лабораторный практикум).
Пористость
Пористость
Под пористостью горной породы понимают наличие в ней пор (пустот). Пористость характеризует способность горной породы вмещать жидкости и газы. Это ёмкостной параметр горной породы. В зависимости от происхождения различают следующие виды пор:
|
|
|
1. Поры между зёрнами обломочного материала (межкристаллические поры), промежутки между плоскостями наслоения – это первичные поры, образовавшиеся одновременно с формированием породы.
2. Поры растворения, образовавшиеся в результате циркуляции подземных вод. За счёт процессов растворения минеральной составляющей породы активными флюидами, циркуляционными водами образуются поры (например, поры выщелачивания), вплоть до образования карста.
3. Поры и трещины, возникшие под влиянием химических процессов, приводящие к сокращению объёма породы. Например, превращение известняка (СаСО3) в доломит (СаСО3· МgСО3). При доломитизации идёт сокращение объёмов породы приблизительно на 12 %, что приводит к увеличению объёма пор. Аналогично протекает и процесс каолинизации – образование каолинита (Al2O3·2·SiO2·H2O).
4. Пустоты и трещины, образованные за счёт эрозионных процессов, выветривания, кристаллизации, перекристаллизации.
5. Пустоты и трещины, образованные за счёт тектонических процессов, напряжений в земной коре.
Виды пор (2-5) – это, так называемые, вторичные поры, возникающие при геолого-минералогических или химических процессах.
|
|
|
1.4.1. Виды пористости
Виды пористости
Различают пористость породы следующих видов: общую, открытую, эффективную (динамическую).
Общая (абсолютная, физическая, полная) пористость характеризует суммарный объём всех пор (Vпор), открытых и закрытых, независимо.
Пористость открытая эквивалентна объёму сообщающихся (Vсообщ.) между собой пор и она измеряется в м3, см3.
На практике величину пористости породы характеризуют коэффициентом пористости ( m), выраженным в долях единицы или в процентах к объёму образца.
Коэффициент общей (полной, абсолютной) пористости (mп) зависит от объёма всех пор (Vпор):
. (1.4)
Коэффициент открытой пористости (mо) зависит от объёма сообщающихся между собой пор (Vсообщ. пор):
. (1.5)
Коэффициент эффективной (динамической) пористости (mэф) характеризует фильтрацию в породе жидкости или газа, и зависит от объёма пор, через которые идёт фильтрация (Vпор фильтр.):
(1.6)
Для зернистых пород, содержащих малое или среднее количество цементирующего материала, величины коэффициентов общей и эффективной пористости примерно равны (рис. 1.8.).
Рис. 1.8. Среднезернистый кварцевый песок юрского возраста месторождения Джаксымай, Эмба, mэф - 22,31
|
|
|
Для пород, содержащих большое количество цемента, между коэффициентами эффективной и общей пористости наблюдается существенное различие. В общем случае, для коэффициентов пористости всегда выполняется соотношение:
mп ≥ mo ≥ mэф. (1.7)
Пористость пород нефтяных и газовых коллекторов может изменяться от нескольких процентов до 52 % (табл. 1.1). Для хороших коллекторов коэффициент пористости лежит в пределах 15-25 %.
Таблица 1.1
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 321; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!