Гранулометричний склад порід-колекторів

Гранулометричним (механічним) складом породи називають кількісний (масовий) вміст у ній частинок різного розміру (дисперсності).

Від ступеня дисперсності мінералів залежать багато властивостей гірських порід: пористість, проникність, питома поверхня, капілярні властивості та ін.

Дисперсність (роздрібненість) частинок сцементованих порід вивчають на шліфах під мікроскопом. Несцементовані та слабосцементовані пісковики піддають гранулометричному аналізу, розділяючи породи на фракції, тобто дезінтегрують породу.

Оскільки розміри зерен породи зумовлюють їх загальну поверхню, яка контактує з нафтою, то від гранулометричного складу залежить кількість нафти, що залишається в продуктивному пласті у вигляді плівок на поверхні зерен, а також у вигляді капілярно втриманої нафти на породі після закінчення її видобування.

Поряд із звичайними зернистими мінералами в природі досить широко розповсюджені глинисті та колоїдно-дисперсні мінерали з розмірами частинок менше 0,1 мкм. Через значну їх загальну поверхню склад мінералів впливає на процеси поглинання аніонів та катіонів (процеси адсорбції, ступінь набухання порід у воді). Для більшості нафтогазовмісних порід розміри зерен 0,01- 1 мм.

Механічний склад несцементованих і слабосцементованих порід визначають ситовим та седиментаційним аналізами.

Ситовий аналіз сипучих або дезінтегрованих порід застосовується для роз'єднання (дезінтеграції) та розділення піску на фракції 0,05 мм і більші. Вміст менших за розмірами частинок визначають методом седиментації.

Ситовий аналіз проводиться з використанням набору каліброваних дротяних, капронових або шовкових сит з отворами 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 та 0,25 мм. Зверху ставиться сито з найбільшими отворами. Для аналізу звичайно беруть наважку породи в 5 г, дезінтегрують, просівають її на ситах протягом 15 хв. і зважують кожну фракцію, що залишилась на ситах.

Седиментаційний розподіл частинок на фракції відбувається через відмінність швидкостей осідання частинок різних розмірів у в’язкій рідині. Щоб концентрація частинок не впливала на швидкість їх осідання в дисперсному середовищі масовий вміст твердої фази не повинен перевищувати 1 %.

Швидкість осідання частинок в рідині при седиментаційному аналізі визначають за формулою Стокса:

.

(3.1)

Як видно з наведеної формули, для розрахунків необхідно знати густину зерен породи та рідини, кінематичну в’язкість рідини та діаметр частинок.

Результати гранулометричного складу зображають у вигляді таблиць, графіків, гістограм, циклограм, інтегральної кривої сумарного складу та розподілу зерен породи за розмірами (рисунки 3.1 і 3.2).

Масова доля фракції, %
Рисунок 3.1 - Крива розподілу зерен породи за розмірами (1) і гістограма (2)

Сумарна масова доля фракції %
Рисунок 3.2–Крива сумарного гранулометричного складу зерен породи

За даними гранулометричного складу можна виділяти різні породи: глини, алеврити, піски, а також визначають питому поверхню порід та судять про їх неоднорідність. Слід зауважити, що із збільшенням величини питомої поверхні породи переважно погіршуються її колекторські властивості.

Ступінь неоднорідності породи визначається за відношенням сумарних мас частинок, що відповідкають 60 та 10 % від загальної маси. Для порід нафтових і газових родовищ він коливається в межах 1,1-20,0. Також за даними гранулометричного аналізу підбирають розміри фільтрів, що встановлюються на вибоях свердловин для запобігання руйнування продуктивного пласта та винесення частинок породи в стовбур свердловини рідиною з пласта.

Дата добавления: 2013-12-14