2 1. Методы определения емкости пустотного пространства

22. Характеристики структуры пустотного пространства; способы определения

У типов (пески, песчаники, алевролиты, известняки, граниты, габбро и т. д.) и групп

(песчаные, алевролитовые, глинистые, кислые, средние, основные, ультраосновные и т. д.)

пород разные (по происхождению, форме, размерам, внутренней связи) поры находятся в

неодинаковых соотношениях в поровом пространстве; они неодинаково распределяются и в объеме пород. Отсюда возникает представление о специфической форме (структуре)

поровых пространств.

У трещинно-кавернозньгх известняков и доломитов, например, между кристалликами

твердого компонента под микроскопом видны первичные микропоры, равномерно

распределенные по его объему; их суммарный объем составляет относительно небольшую

часть объема всех пор. Вторичные поры этих пород — трещины и каверны (видимые и

невидимые невооруженным глазом) имеют субкапиллярные, капиллярные и

сверхкапиллярные размеры. Часто каверны резко отличны по эффективным диаметрам,

закрыты или открыты, неравномерно распределены по объему отдельных разностей пород;

их общий объем нередко составляет значительную долю порового пространства

рассматриваемых пород. Различны также раскрытость, длина параллельных или

перекрещивающихся трещин; их доля в поровом пространстве невелика.

Струкура поровых пространств обломочных пород с хорошо отсортированными,

окатанными и слабо сцементированными зернами намного проще (рис. 4, а) по сравнению с

описанными выше породами. Однако она далеко не одинакова. По О. А. Черникову и А. И.

Куренкову, размеры пор пласта коллектора Д1 Туймазинского месторождения изменяются от

5 до 50 мкм и в среднем dэф = 13,5 мкм, а для пласта С1 Мухановского месторождения те же

величины варьируют от 5 до 150 мкм и в среднем dэф = 30 мкм. Структура обломочных пород

усложняется при их уплотнении и цементации [например, глиной (см.рис. 4,6)], когда в

породе появляются мелкие, сложные по форме поры.

При этом строение различных глинистых цементирующих минералов далеко не

одинаково. Кристаллы слоистых глинистых минералов с жесткой кристаллической решеткой

(каолинит, диккит и др.) являются гексагональными пластинками с базисным размером от 10

до нескольких сот микрометров и на порядок меньшей толщиной [8]. Упорядоченная

упаковка этих пластинок наблюдается лишь по оси С, а по двум другим она беспорядочна

(рис. 5). Сообщающиеся поры соседних слоев лабиринтооб-разны (рис. 5, а, 2), щелевидные

поры (рис. 5, а, 1) в каждом слое по ширине равны толщине частиц. Вероятны и замкнутые

поры (рис. 5, а, 3). У глинистых минералов с раздвигающейся решеткой (монтмориллонит,

вермикулит) смежные слои менее прочно соединены друг с другом, и молекулы полярных

адсор-батов (например, воды) внедряются между ними и раздвигают их. Поровое

пространство этих минералов образовано первичными щелевидными порами переменной

толщины и вторичными порами — пространствами между пластинчатыми кристаллами.

Неслоистые природные адсорбенты — цеолиты имеют трехмерный алюмосиликатный

каркас, сшитый прочными ковалент-ными связями [8], их поровое пространство сложено

порами в кристаллической структуре, форма и размеры которых определяются характером

кубоктаздров (структурные элементы кристалла), а также типом и локализацией катионов.

У волокнисто-трубчатых глинистых минералов с кристаллами в виде волокон, трубок

или игл форма пор обусловлена формой структурных элементов породы. Кристаллы

галлуазита, например, представляют собой короткие полые трубки. В игольчатых кристаллах

палыгорскита и сепиолита имеются продольные цеолитные каналы сечением соответственно

0,37х0,64 и 0,56х1,10 нм [8]. У всех рассматриваемых минералов вторичные поры

образованы пространством между ними. Размеры и форма вторичных пор зависят от

размеров кристаллов и типа их упаковки. Структура порового пространства отдельных

разностей пород определенных пластов менее различна. Хотя они и не совсем одинаковы по

происхождению, форме, размерам, внутренней связи пор, их объемному соотношению и

распределению, поровые пространства пластов близки по типу.

Структура порового пространства пород распознается визуально и при помощи

микроскопов: световых, электронных, растровых. Ее оценивают и по глинистости пород,

поровому составу, удельной поверхности, среднему эффективному и модальному радиусу

пор, удельному объему всех, а также открытых и эффективных пор.