Сделай Сам Свою Работу на 5

ЛИТОЛОГИЯ и структура осадочных терригенных ПОРОД.





ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

1. Теоретическая часть

 

Осадочные горные породы обломочного (терригенного) происхождения – это сложно построенные полиминеральные агрегаты, образовавшиеся в результате седиментации, диагенеза, тектогенеза и метаморфизма. Исходным материалом, участвующим в формировании осадочных терригенных отложений являются обломки разнообразных пород: магматических, метаморфических, осадочных, привносимых в бассейн осадконакопления и некоторые вторичные минералы, образующиеся на дальнейших стадиях петрогенеза (диагенезе, эпигенеза и т.д.).

Под структурой осадочных терригенных пород понимают особенности её строения, обусловленные размерами, формой и соотношением отдельных минеральных составляющих (зерен и цемента) породы.

Различные размеры породообразующих обломков, их форма и степень отсортированности обуславливают формирование первичных структурных особенностей горных пород (крупно-, средне- и мелкозернистых). В зависимости от условий осадконакопления отдельные структурные разности чередуются, образуя текстурные особенности отложений.

Породы – коллекторы месторождений Западной Сибири представлены, в основном, терригенными (обломочными) песчано-алевролито-глинистыми породами полимиктового (разноминерального) состава. Структурные особенности таких пород связаны с формой, взаимным расположением и гранулометрическим распределением частиц, слагающих твердую фазу.



Основным цементирующим веществом песчаных и алевролитовых пород является глинистый материал, представленный главным образом каолинитом, хлоритом, гидрослюдой и смешанно-слойными образованиями ряда гидрослюда – монтмориллонит. Карбонатный цемент имеет подчиненное распространение. Влияние цемента на структурные особенности заключается, в первую очередь, в характерных размерах его частиц и особенностях распределении его в поровом пространстве (см. таблицу 2.1).

Таким образом, обобщенное представление о структуре горной породы можно получить, определив гранулометрический состав её твердой фазы. Кроме того, материалы гранулометрического анализа позволяют уточнить литологию пород - первичное макроописание литологии керна (см. лабораторную работу № 1).



Исследования гранулометрического состава пород обеспечиваются с помощью анализов: ситового (для частиц размером более 0,05 мм) и седиментационного (для частиц размером меньше 0,05 мм). Предварительно определяют потери массы пробы после обработки 25% соляной кислотой; как правило, они характеризуются содержанием в породе карбонатного материала.

Сущность первого способа заключается в рассеве дезинтегрированного образца (пробы) через набор проволочных или шелковых сит (с размерами отверстий от 0,05 до »3-4 мм). Причем сита располагаются в одной колонке друг над другом в порядке убывания размеров отверстий сверху вниз: от более крупных, к менее крупным. Типовые размеры сит, отверстий в них, приведены в таблице 2.2. После завершения рассева определяют массы проб-фракций оставшихся на ситах (mi) и рассчитывают массовую долю каждой фракции в породе (для фракций более 0,05мм). Фракцию менее 0,05 мм исследуют способом седиментации. В его основу заложена зависимость между скоростью падения (оседания в жидкости) сферической частицы и её диаметром – установленная законом Стокса:

 

d = [(18*h*v)/(dтф-dж)*g] 0.5, (2.1)

 

где h - вязкость жидкости, v – скорость оседания частицы, dтф, dж плотности частицы и жидкости, g –ускорение силы тяжести.

Известны различные виды седиментационного анализа: отмучивания, пипеточный метод, центрифугирования и другие / /. Метод отмучивания заключается в разделении фракций >0,01 и <0,01мм по времени оседания частиц. Через установленное после взмучивания (перемешивания) осадка время водная взвесь сливается через сифон в отдельную емкость. Эта операция повторяется до осветления (отмывки) жидкости с исследуемой пробой. На дне сосуда оседает фракция более 0,01 мм, а в емкости собирается фракция менее 0,01 мм. Массу той и другой фракции можно определить после выпаривания воды. После чего выполнить расчеты массовой доли всех выделенных фракций.



Массовая доля (ni)представляет собой отношение массы навески частиц соответствующего размера (фракции) к массе всей твердой фазы пробы (включая массу потерь при обработке соляной кислотой):

ni = mi./Smi (2.2)

 

Для большей наглядности представления данных используются нелинейные шкалы: шкала, предложенная Крамбейном (Крумбейном), или шкала В. П. Батурина. Согласно Крамбейну вычисляется функция:

 

Ф = - log2(d/d0) или Ф = - log2(d), (2.3)

 

по В. П. Батурину вычисляется аналогичная функция:

 

γ = - 10 * log2(d/d0) или γ = - 10 * log2(d), (2.4)

 

где d - размер частицы, в мм; d0 – размер частицы, равный 1 мм.

Пример числовых данных о результатах гранулометрического анализа (фракционного состава) пород приведен в таблице 2.3. На рисунке 2.1 приведены частотная гистограмма и кумулятивная кривая, построенные по данным таблицы 2.3.

 


Таблица 2.1

Основные цементирующие минералы пластов коллекторов

Западной Сибири.

 

Цемент Происхождение Размер частиц, мм Преимущественный тип
Каолинит Эпигенетический 0,007-0,008 *) Поровый
Аллотигенный 0,002-0,003
Хлорит Аутигенный 0,001-0,0005   Пленочный
Аллотигенно-диагенетический 0,0002-0,0005
Гидрослюда Аутигенный >0,001 Поровый
Аллотигенный <0,001 Пленочный
Монтмориллонит Аутигенный   <0,001 Поровый, контактный, крустификационный
Аллотигенный
Карбонатный     Пленочный, Поровый, Базальный

Примечание: *) – размеры агрегатов и кристаллов эпигенетического каолинита могут достигать 0,03-0,05 мм / /

Таблица 2.2.

Типовые наборы сит для ситового анализа

  Характеристика Значения
стандарт API, США Диаметр отверстий, мм 3.36; 1.68; 0.84; 0.59; 0.42; 0.297; 0.210; 0.190; 0.105; 0.074; 0.053
Сито, меш 1) 6; 12; 20; 30; 40; 50; 70; 100; 140; 200; 270
Стан-дарт РФ Диаметр отверстий основного набора сит, мм 2.5; 1.0; 0.5; 0.25; 0.1; 0.05;

1) меш – характеризуется количеством отверстий в сите приходящихся на 1 кв. дюйм сита.

 

Полученные таким образом функции распределения в дальнейшем используются для уточнения макроописания образцов, генетической интерпретации осадков, для анализа обстановки и условий осадконакопления и т. д.


Таблица 2.3.

Пример числовых данных о содержании частиц в породе

 

Диаметр фракции (от и до) Середина интервала Массовая доля ni, % Кумуля-тивная массовая доля, %
d, мм Ф d, мм Ф/g
0,5-0,25 0,25-0,125 0,125-0,0625 0,0625-0,0312 0,0312-0,0156 0,0156-0,0078 0,0078-0,0039 потери от HCl 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 - 0,375 0,187 0,094 0,047 0,023 0,012 0,006 -- 1,5/4,2 2,5/7,5 3,5/10,5 4,5/13,2 5,5/16,2 6,5/19,0 7,5/22,2 --

 
 

Рис. 2.1. Частотная гистограмма (а) и кумулятивная кривая (б).

 

Существует несколько способов классификации осадочных пород по структурным признакам или по принадлежности их к тому или иному литологическому типу. В таблице 5 приведена классификация песчаников, алевролитов и глин по размерам зерен и по соотношению содержания в породе зерен каждой фракции.

Таблица2.5

Классификация обломочных горных пород по структурным признакам

 

Порода Размер зерен, мм
Песок крупнозернистый Песок среднезернистый Песок мелкозернистый Алеврит крупнозернистый Алеврит мелкозернистый Глина (аргиллит) 1,0-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 <0,01

 

2. Практическая часть

 

 

Задание. Построить частотные и кумулятивные кривые распределения гранулометрического состава образцов горных пород. Выполнить анализ полученных кривых. Определить литологический тип каждого образца породы.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.