Проницаемость. Единицы измерения.

Плотностью называется масса единицы объема твердой фазы (минерального скелета) горной породы. Плотность зависит, главным образом от плотности минералов, слагающих породу. Плотность основных породообразующих минералов в земной коре колеблется в диапазоне от 1900 до 3500 кг/м³.

Проницаемость – способность пород пропускать флюиды. Она зависит от размера и конфигурации пор, что обусловлено:

• размером зерен терригенных пород,

• плотностью их укладки,

• взаимным расположением частиц,

• составом и типом цемента и др.

Очень большое значение для проницаемости имеют трещины.

• Поницаемость оценивают во внесистемных единицах дарси (Д). А в системе СИ ей примерно соответствует единица 1·10–12м2. Такой проницаемостью обладает образец горной породы длиной L= 1 м, площадью сечения в 1 м2, пропускающий сквозь себя 1 м3/с жидкости Q динамической вязкостью η = 0,001 Па·с при перепаде давления на концах образца ΔР= 0,1013 МПа.

Хорошими коллекторами являются пески, песчаники, алевролиты, пористые и трещиноватые карбонатные породы.

Пористость. Типы пористости. Коэффициенты пористости. Единицы измерения.

Пористость характеризует емкость коллектора и выражается отношением объема пор к объему породы.

Величина объема пор, выраженная в % по отношению ко всему объему породы, называется коэффициентом пористости. При этом выделяют коэффициенты пористости: — Абсолютной (общей) Кп общ = Vп/V, где Vп – суммарный объем всех пустот, Vп – объем породы — Открытой (действительной ) (учитывает объем связанных (открытых) пор, пустот и трещин). — Эффективной (за вычетом объема остаточной (реликтовой) воды).Коэффициент общей пористости к_п есть отношение объема всех пор V_пор к полному объему образца породы V_обр, в долях или процентах

• Известна также открытая пористость, которая учитывает сообщающиеся между собой поры. Она всегда меньше или равна общей пористости.

• Динамическая (эффективная) пористость учитывает только часть объема открытых пор с движущимся пластовым флюидом. Пористость магматических и метаморфических пород весьма мала (0,8-1,2 %)

• Коэффициент пористости kп – это отношение объема пор к объему твердого минерального скелета в данном объеме породы .

• Выраженная в процентах эта величина называется коэффициентом пористости.

Таблица– Общая пористость основных пород нефтяных и газовых месторождений

Горные породы	Кп, %	Горные породы	Кп, %
Глины	0-62	Песчаники	0-53
Аргиллиты	0-25	Известняки	0-45
Глинистые сланцы	0,5-4	Доломиты	2,5-33
Пески	2-55	Алевролит	0-47

Механические свойства горных пород. Прочностные свойства. Предел прочности (временное сопротивление сжатию). Единицы измерения.

Прочностью горной породы называется способность ее сопротивляться внешним силам, стремящимся разрушить связь между зернами, слагающими эту породу.

Прочность зависит от способа деформации.

Различают прочность на:

• сжатие,

• растяжение,

• изгиб и скалывание.

Наибольшая прочность горных пород проявляется при сжатии и характеризуется временным сопротивлением породы сжатию – σсж. Прочность на сжатие определяется на гидравлическом прессе.

• σсж=P/F, Па

где Р — усилие, разрушающее образец, Н;

F — площадь поперечного сечения, по которому образец сжимается, м2.

• Прочность породы при скалывании в 10—15 раз меньше прочности при сжатии

• Прочность породы при растяжении в 1,5— 2 раза меньше, чем прочность при скалывании

• Поэтому желательно, чтобы при разрушении пород в процессе бурения преобладало скалывание и растяжение.

Наибольшей прочностью обладают породы, содержащие кварц. Кварц имеет предел прочности при одноосном сжатии равный 5·10⁸ ПА. Полевые шпаты, входящие в некоторые осадочные породы, обуславливают их малую прочность.

Предел прочности при сжатии - Максимальная величина сжимающего напряжения, испытываемого породой в момент разрушения образца; определяется как отношение нагрузки, разрушающей образец, к первоначальной площади его поперечного сечения Предел прочности при растяжении - Максимальное растягивающее напряжение, испытываемое породой в момент разрушения образца: определяется как отношение нагрузки, разрушающей образец, к первоначальной площади его поперечного сечения.

Все геологические процессы подразделяют на:

• экзогенные (извне рожденные)

• эндогенные (внутри рожденные).

Эндогенные процессы обусловливают вертикальные и горизонталь­ные перемещения земной коры, землетрясения, извержения вулка­нов, изменения горных пород под действием высоких давлений и тем­ператур на больших глубинах или при излиянии огненно-жидкой ла­вы на поверхность. В противоположность экзогенным процессам они протекают в глубинных областях Земли, большей частью внутри земного шара, и мало зависят от внешних условий. В результате эндо­генных процессов существенно изменяются старые и образуются новые горные породы, нарушается первоначальное залегание горных пород, изменяется форма геологических тел, происходит их перемещение, образуются разрывы и т.д. С эндогенными процессами связано воз­никновение и развитие материков, океанических впадин и горных возвышенностей.

Экзогенные процессы обусловлены атмосферными явлениями, геологической деятельностью морей, рек, озер, подземных вод, ветра, ледников, животного и растительного мира. Эти процессы протекают на поверхности Земли и распространяются на глубину, обычно не пре­вышающую нескольких десятков метров. В результате экзогенных процессов в приподнятых участках земной поверхности горные поро­ды разрушаются, а в пониженных происходит накопление продуктов их разрушения. Явления разрушения и сноса приурочиваются к при­поднятым участкам суши. Естественно, что разрушение коренных по­род наиболее интенсивно в условиях горного, сильно пересеченного рельефа. Продукты разрушения накапливаются в основном в долинах рек, на дне морей и озер, где образуются осадки из принесенных водой обломков разрушенных пород. Очевидно, скорость осадконакопления (седиментации) находится в прямой зависимости от интенсивности приноса материала - продуктов разрушения горных пород: повышение темпа осадконакопления всегда вызвано активизацией процессов раз­рушения и транспортировки, а понижение - их угасанием.

4 Источником вещества для образования осадочных горных пород являются: продукты выветривания магматического, метаморфического и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворённые в природных водах компоненты; газы, различные вещества, возникающие при жизнедеятельности организмов; вулканогенный материал (твёрдые частицы, выброшенные вулканами, горячие водные растворы и газы, выносимые вулканическими извержениями на поверхность Земли и в водные бассейны). В современных океанических осадках (красная глубоководная глина, ил и др.) и в древних осадочных породах встречается также космический материал (мелкие шарики никелистого железа, силикатные шарики и т.п.).

Кроме того, в составе осадочных горных пород, как правило, присутствуют органические остатки (растительного и животного происхождения), синхронные времени их образования, реже более древние (переотложенные). Некоторые осадочные горные породы (известняки, угли, диатомиты и др.) целиком сложены органическими остатками.