Пористость горных пород

Структура пустотного пространства горных пород, основные показатели (характеристики).

В качестве пустот выделяют поры, каверны, трещины. Классификация г.п. по типу пустотного пространства: 1.Кавернозный; 2.Трещиноватый; 3.Поровый( 1-3-идеальные,таких нет) 4.Комбинированные-реальные.

Основные параметры, характеризующие структуру: 1) j -структурный коэффициент дающий возможность определить реальную структуру порового пространства; 2) коэф. Проточности (e)-те пустоты, по которым возможно движение флюида e=Vпо/Vп=mo/mп£1; 3)Коэф. Извилистости (l) l=Lп/Lобр.³1; 4)Геометрический(r) и гидравлический(d) радиус пустот (d=0,5r);5)Удельная поверхность породы(Sуд)- площадь поверхности пустот или тв. фазы в ед.объема г.п.(м2/м3) или на ед. массы г.п.(м2/кг);

Vпуст. = Vпор + Vтрещ + Vкаверн; Коэф. пустотн. = Vпуст/Vобраз. Þm=Vпор/Vобр; Коэф.трещин.=Vтрещ./Vобр.; Коэф.каверн.=Vкав./Vобр.Классифик.пород-коллекторов по размерам порового пространства.Разделяют на 4 типа:1.10^-4м-сверхкапилярные(доминируют значения силы гидравл. трения. hтр=лям*L/d*V^2/2g); 2.10^-7-10^-4м -капилярные(силы межмолекулярног взаимодействия Рк=2сигм*cosQ/r; сигм. – межфазное натяжение на границе раздела двух несмеш. флюидов; Q-угол смачив.тверд. поверхности флюидом); 3.10^-9-10^-7м-Субкапилярные(силы межмолек.взаимод.+силы прилипан.+силы взаимод.тв.поверхн.с флюидом+абсорбция) 4.Микропоры<10^-9м.

Пористость горных пород

Под пористостью горной породы понимается наличие в ней пор (пустот). Пористость характеризует способность горной породы вмещать жидкости и газы. 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 образуются поры, например выщелачивания, вплоть до образование карста. 3. Поры и трещины, возникшие под влиянием химических процессов, приводящие к сокращению объема породы. Например, превращение известняка (СаСО₃) в доломит (СаСО₃· МgСО₃). При доломитизации идёт сокращение объёмов породы приблизительно на 12%, что приводит к увеличению объема пор. Аналогично протекает и процесс каолинизации – Al₂O₃·2SiO₂·H₂O. 4. Пустоты и трещины, образованные за счёт эрозионных процессов, выветривания, кристаллизации. 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.Объём пор зависит от:- формы зёрен и размера зёрен;- сортировки зёрен (чем лучше отсортирован материал, тем выше пористость);- укладки зёрен, например, при кубической укладке пористость составляет » 47,6%, при ромбической укладке – 25,96% - однородности и окатанности зёрен;

- вида цемента. Не все виды пор заполняются флюидами: водой, газами, нефтью. Часть пор бывает изолирована, в основном, это внутренние поры.

Vпор=Vпор.откр+Vпор.замкн.; Коэффициент полной(абсолютной) пористости mполн.порист.=Vпор/Vобр.г.п.=(Vп.о.+Vп.з.)/Vобр.г.п.=(Vобр.-Vтв.фазы)/Vобр.=1-Vтв./обр.=1-(Vтв.\Мо)*(Мо\Vобр.)=1-Ро.обр\Ро.г.п.;Ро.обр,Ро.г.п.-плотности образца и тв.фазы(зерен) соответственно.Коэффициент Открытой пористости-отношение объема открытых, сообщающихся пор к объему образца. mоткр.=Vп.о\Vобр.=(М1-Мо)\(Ро.ж*Vобр.);где:М1-масса насыщ.обр.;Мо-масса сухого образца;

Коэффициент эффективной пористости оценивает фильтрацию в породе жидкости или газа, и зависит от объёма сообщающихся пор, занятых углеводородным флюидом. mэф.= Vп.эф./Vобр.=(Vп.о.-Vв)/Vобр.=Vув/Vобр.=(Vув/Vп.о)*(Vп.о./Vобр.)=Vув/(Vн+Vв)*(Vп.о/Vобр.)= Sн*mоткр.=mоткр.*(1-Sв);где Sн-коэф.нефтегазонасыщ.Коэф.динамич.пористости-опред-т объемом откр.пор по которым возможно движение флюида. m.динам.=Vп.э/V.обр.= ((Sвк-Sвн)Vпор)/Vобр=mo(Sвк-Sвн);Vп.э.=Vп.о.;Sв.к.-коэф.конечн.водонасыщ.;Sв.н.-коэф.нач.водонасыщ.mо-коэффициент открытой пористости.