vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Геологическая характеристика
Структура порового пространства зависит от:
¾Сортировки частиц, слагающих горную породу
¾Упаковки зерен и формы межзерновых контактов
¾Формы и окатанности зерен скелета
¾Условий осадконакопления
¾Наличия, количества и состава глинистого материала
Геологическая характеристика
Влияние глинистости на пористость и проницаемость
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Химический и минералогический состав глинистых минералов
Плотность, г/см3 |
Минерал |
Состав |
CEC, |
|
|
|
|
meg/100g |
|
|
|
|
|
2.60 |
- 2.68 |
Каолинит |
Al4[Si4O10](OH)8 |
3-15 |
2.60 |
- 3.30 |
Хлорит |
(Mg, Fe+2, Fe+3, Mn, Al)12[(Si,Al)8 O |
<10 |
|
|
|
20](OH)16 |
|
2.60 |
- 2.90 |
Иллит |
K1.5-1.0Al 4[Si6.5-7.0Al1.5-1.0O20](OH)4 |
10-40 |
|
|
|
|
|
2.00 |
– 3.00 |
Смектит |
(1/2Ca,Na)0.7(Al,Mg,Fe)4[(Si,Al)8 |
80-150 |
|
|
|
O20](OH)4nH2O |
|
|
|
|
|
|
2.00 |
– 2.30 |
Цеолит |
КхNanAlxSiyO2(x+y)ZH2O |
100-500 |
Геологическая характеристика
Глинистые минералы
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Геологическая характеристика
Глинистые минералы
Дискретный - каолинит
Линейчатый -хлорит
Волокнистый - иллит
Агрегаты различных типов глин в поровом пространстве
В зависимости от типа глин заполнение порового пространства происходит поразному.
Наиболее благоприятен дискретный тип (каолинит) в отличие от волокнистого (иллит), заполняющего поры в виде перемычек между песчаными зернами.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Пористость и структура глин
Влияние вида глинистости на эффективную пористость
Дисперсная
глинистость
Слоистая
глинистость
Структурная глинистость (обломки пород, зерна породы, замещенные глиной)
Глинистые
минералы
Зерна кварца
Глина
Кварц
Кварц Глина
Геологическая характеристика |
|
Глинистость |
|
|
Глинистость |
|
Массовая |
Объемная |
Относительная |
Сгл = Мгл/М |
|
Nгл = Кгл/(Кгл + Кп) |
|
Кгл = Vгл/(Vск + Vгл + Vпор) |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Фильтрационно-емкостные свойства |
|
пористость |
|
Пористость= |
Объемпор |
|
|
Объемпороды |
|
= |
Объемпороды− Объемскелета |
Для однородных сфер: |
|
Объемпороды |
|
8 r3 − 4 / 3π r3 |
π |
= |
8 r3 |
=1 − |
2 (3)= 47.6% |
|
|
Общая |
|
Пористость |
|
Открытая |
|
|
|
|
|
|
Эффективная |
|
Фильтрационно-емкостные свойства |
|
пористость |
|
φ = 47.6% |
φ = 30.2% |
φ = 26.0% |
|
Increased Packing |
Увеличение |
|
|
Increased |
|
|
плотностиPacking |
|
|
упаковки |
Decreased |
|
|
Ухудшение |
|
|
Sorting |
|
|
сортировки |
|
|
φ = 25.0% |
|
φ ≤ 13.7% |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Фильтрационно-емкостные свойства
проницаемость
Проницаемость ( K ) – свойство пород пропускать через себя жидкости, газы и их смеси при перепаде давлений (мера фильтрационной проводимости)
Фильтрационно-емкостные свойства |
|
флюидонасыщенность |
|
|
|
So = Vo/Vp |
|
|
Флюидонасыщенность |
Водонасыщенность |
Нефтенасыщенность |
Газонасыщенность |
Связанная |
Свободная |
Vp = Vw + Vo + Vg |
|
|
|
So + Sw + Sg = 1 |
Горные породы могут быть гидрофильными и гидрофобными |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
Модель флюидонасыщенности порового |
|
пространства |
Φобщ = Φ эффективная |
|
|
|
|
Чистый песчаник (кварц) |
|
УВ |
|
В чистом песчанике объем остаточной воды – функция |
вода |
|
площади поверхности зерен песчаника и, следовательно |
|
размера зерен |
|
|
|
|
|
Φэффективная |
|
|
Связанная вода |
|
Чистый песчаник (кварц) |
Глина + |
|
алеврит |
|
|
|
В глинистом песчанике так же присутствуют алеврит и |
|
|
глина, которые уменьшают эффективную пористость при |
Φобщ |
|
плохой сортировке, и увеличивают объем связанной воды |
Φe = Φобщ(1−Vсв) |
|
пропорционально глинистости. Вода увеличивает |
|
|
электропроводность горных пород. |
|
|
|
|
Концепция капиллярного давления
Pc
Depth - глубина
Pressure – давление
Стрелками указано увеличение величин глубины и давления
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Фильтрационно-емкостные свойства капиллярное давление
Капиллярное давление в горных породах обусловлено следующими факторами:
-Наличием гидрофильной или гидрофобной пористой среды, пронизанной капиллярами
-Наличием флюида
-Силами поверхностного натяжения между твердой фазой и флюидом (флюидами)
Горные породы – твердые фазы. Вода, нефть и/или газ – флюиды.
|
Фильтрационно-емкостные свойства |
|
|
капиллярное давление – поверхностное натяжение |
|
|
|
|
|
|
σow |
|
|
σow |
Нефть |
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
Нефть |
θ |
Вода |
|
|
|
|
|
|
θ |
|
|
σos |
σws |
|
σos |
|
|
Скелет |
σos |
σws |
σos |
0° < θ < 90° |
|
|
|
90° < θ < 180° |
|
Гидрофильные породы |
Гидрофобные породы |
(смачиваемые водой) |
(несмачиваемые водой) |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Фильтрационно-емкостные свойства капиллярное давление
CAPILLARY PRESSURE – OIL / WATER
SYSTEM
Капиллярное давление в системе нефть – вода
Впростой форме – это уравнение вида:
•From a similar derivation, the equation for capillary pressure for an oil/water system is
|
|
Pc |
= |
2 σow cos θ |
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pc |
= |
CapillaryКапиллярноеpressureдавлениеbetweenмеждуoil andнефтьюwaterи водой |
|
σ |
ow |
= |
Interfacial tension between oil and water, dyne/cm |
|
|
|
|
Поверхностное натяжение в системе нефть - вода |
|
θ |
|
= |
|
Угол смачивания |
|
|
Oil/water contact angle, degrees |
|
r |
|
= |
RadiusРадиусofкапилляраcapillary tube, cm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фильтрационно-емкостные свойства |
капиллярное давление |
|
Высота подъема жидкости в капилляре в зависимости |
Rise of Wetting Phase Varies with |
|
от радиуса капилляра |
|
Capillary Radius |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
AIR |
|
|
|
Газ |
|
|
|
|
WATER |
|
|
|
Вода |
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Фильтрационно-емкостные свойства капиллярное давление
Effect of Permeability on Shape
КапиллярноеPressure давление
Capillary
20
16 |
|
|
|
Decreasing |
А, В, С – типы пород |
|
|
|
|
|
|
|
Уменьшение |
|
|
|
|
|
|
Permeability, |
|
|
|
|
проницаемости |
Swir – остаточная |
12 |
|
|
|
Decreasing |
λ |
|
|
|
|
|
водонасыщенность |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
A |
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
|
1.0 |
0 |
|
Swir |
Water Saturation |
|
|
Водонасыщенность |
|
|
Фильтрационно-емкостные свойства
Капиллярное давление и насыщение
Поры
Нефть
Скелет
Переходная
зона
Водонасыщенность |
Уровень свободной |
воды |
Вода |
|
