Физика пласта: Курс лекций по одноименной дисциплине, страница 3

Любая горная порода обладает капиллярными свойствами. В капиллярах могут находиться флюиды, на которые воздействуют различные силы. Одни из которых будут удерживать флюиды, а другие выталкивать. Из всего набора воздействующих сил некоторые будут определяющими. Так, в сверхкапиллярных породах определяющими являются гравитационные силы,  в капиллярных – основная сила обусловлена капиллярным давлением, субкапиллярных – адсорбционные и поверхностно-молекулярные силы. Субкапиллярные пустоты практически не являются коллекторами, они прочно удерживают флюиды.

1.1  ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОРОД

Пласты осадочных терригенных горных пород сложены различного вида отдельными частицами, гранулами (пески, щебень, галька, гравий). Содержание в породе различных по размеру гранул определяет ее гранулометрический состав, от которого зависит проницаемость, пористость, удельная поверхность и др. очень важные свойства для определения характеристик эксплуатации пласта. Так, чем больше поверхность пор (зерен), тем больше нефти остается в пласте после эксплуатации.

Вариации величин частиц горных пород необычайно широки, от микронов до миллиметров и сантиметров. Для определения процентного содержания в породе различных по размеру частиц используется метод просеивания через сита и метод седиментации. Результаты представляются графиком (рисунок 1.1).

Ситовый метод заключается в просеивании известного веса или объема породы через набор сит с различными размерами отверстий. Сита располагают стопкой так, что более верхние имеют наиболее крупные размеры отверстий. Оставшуюся на каждом сите продукцию взвешивают и записывают результаты в журнал. Обычно берут 10 - 11 сит, с размерами отверстий от 0,053 до 3,36 мм.

Седиментационный метод заключается в разделении частиц по фракциям при их оседании в вязкой жидкости. Скорость движения и оседания частиц породы одинаковой плотности в одной жидкости будет зависеть от размера частиц. Используются различные виды этого метода: неподвижная жидкость, текущая жидкость, взвешивания полного объема фракций, непрерывные взвешивания при осаждении фракций.

В неподвижную жидкость вливают пробу определенной концентрации частиц. Пипеткой через определенные интервалы времени на определенной глубине берут пробу и определяют вес частиц. По формуле Стокса вычисляют вес частиц определенного диаметра. Седиментометр должен быть проградуирован, и иметь инструкцию по методике технических измерений.

Если жидкость движется с определенной скоростью, то будет происходить снос частиц по направлению движения и обратно пропорционально размерам частиц.

Результаты гранулометрического анализа пород изображают графиками:

а) суммарного гранулометрического состава,

б) распределения зерен породы по размерам.

Отношение диаметра частиц  d₆₀ / d₁₀  характеризует степень неоднородности частиц в пробе исследуемой породы, где  d₆₀  - диаметр частиц, при котором сумма масс фракций диаметром  от нуля до данного диаметра составляет 60%, d₁₀  -10% - массы всех фракций. По диаметру частиц от нуля до 90% массы фракций подбирают отверстия забойных фильтров скважин.

Коэффициент неоднородности зерен породы находится в пределах 1,1 – 20,0 для большинства встречающихся в природных условиях пород. При исследовании гранулометрического состава горных пород следует учитывать, при определении средних значений, пространственную неоднородность геологических горизонтов.

1.2  ПОРИСТОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

Наличие пустот в горной породе определяет ее пористость. Первичные поры возникают при образовании горной породы, вторичные поры возникают в результате механического, химического, тектонического, теплового и т.д. воздействия на породу.