Вещественная, структурная и фазовая неоднородность горных пород. Основные параметры, характеризующие эти виды неоднородности.
Фазовая неоднородность (представлена тремя фазами – твердой, жидкой, газообразной, или двумя – твердой, жидкой или твердой, газообразной) породы предполагает наличие границ раздела между обособленными объемами, занимаемыми каждой фазой. Молекулы каждой фазы, расположенные в приграничной области, толщина которой оценивается примерно как утроенный радиус сил молекулярного взаимодействия, образуют пограничные слои со свойствами, отличными от свойств граничащих фаз. При небольшой площади поверхности раздела фаз доля пограничного слоя в объеме породы пренебрежимо мала. С ростом площади поверхности раздела возрастает доля объема, занимаемого пограничным слоем, и соответственно вклад его в интегральное значение изучаемого параметра, так что пренебрегать наличием пограничного слоя уже нельзя. Примером фазовой неоднородности может служить водоносный неглинистый коллектор, в котором твердая фаза минерального скелета и свободная вода в порах занимают обособленные объемы, разделенные поверхностью с малой площадью. С появлением глинистой компоненты в минеральном скелете возрастает площадь поверхности раздела, и доля физически связанной воды, расположенной в приграничном слое, становится заметной.
Количественно описывается параметрами КВ (к-т водонасыщения), КН (к-т нефтенасыщения), КГ (к-т газонасыщения), КП (к-т пористости)
Компонентная неоднородность (вещественная) выражается в разнообразии минерального состава различных фаз горной породы, т.е. каждая фаза представлена одним, двумя или несколькими минералами (твердая фаза), жидкостями (жидкая фаза), газами (газообразная фаза). Вещественная неоднородность демонстрируется объемно-компонентной моделью горной породы. Схематично:
1 – скелет породы (образован в основном полевыми шпатами, кварцем, слюдами, кальцитом, доломитом - породообразующими минералами)
2 – цементирующий материал (кальцит, кремнезем, глинистый цемент)
3 – глинистый матрикс (глинистый компонент):
а) рассеянный
б) слоистый
4 – акцессорные минералы
5 – порозаполнитель (водные растворы солей)
Объемно-компонентная модель может быть использована для количественного описания зависимостей физических свойств. Т.к. горная порода – это система, то для нее справедлива следующая запись:
Хi=
Хi – любое свойство горной породы,
Vi - объемная доля компонента в объеме породы
х – физическое свойство данного компонента
n – к-во компонентов
Структурно - текстурная неоднородностьхарактеризует образование, состоящее из двух или более различных пород, чередующихся в объеме изучаемого геологического объекта – образцы породы, пласта и т.д. Примерами являются разновидности глинистого песчаника, содержащие глинистый материал, распределенный по объему в виде прослоев, чередующихся с прослоями песчаника, линзочек или гнездовидных включений.
Выражается в размере зерен, их форме, размере и форме пор (геометрии порового пространства), в удельной поверхности твердой фазы и КГЛ. (Подробнее об удельной поверхности и коэф. гл. см. вопрос № 9)
Объемно-компонентная модель горной породы. Краткая минерало-петрографическая характеристика пород. Микростроение пород как один из основных определяющих ее признаков и фактор влияния на физические свойства.
Под петрофизической модельюпонимается выраженная в аналитической форме связь результирующей петрофизической характеристики породы в целом с объемными содержаниями и петрофизическими характеристиками ее минеральных компонентов (включая газ и жидкие минералы - нефть и воду). Решение проблемы обоснования петрофизической модели метода составляет содержание петрофизики. Этот способ заключается в построении такой физической модели породы-коллектора, в которой значение искомого интегрального параметра определяют через долевые вклады, физические свойства, размеры и форму каждой составляющей смесь компоненты. При создании структурной компоновки из отдельных элементов размещают (n-1)-ю компоненту в пространстве, заполненном одной из компонент и образующем вмещающую среду, используя операции последовательного смешения и вложения, и при этом по меньшей мере для одной n-компонентной смеси дополнительно создают обратную сопряженную n-компонентную смесь. В результате применения изложенных принципов и приемов может быть, например, сконструирована модель глинистого водонефтенасыщенного коллектора, представленного четырехкомпонентной смесью, из которых две компоненты (жесткие зерна скелета и обладающая текучестью нефть) являются неэлектропроводными, а две другие обладают собственными электропроводностями и представляют собой способную к перемещению воду и неподвижную пластичную "влажную глину", состоящую из пеллитовой фракции со связанной водой. Под петрофизической моделью понимают объемное распределение в геологическом пространстве физических параметров, которые характеризуют главные структурно-вещественные комплексы изучаемого геологического объекта. Под термином структурно-вещественные комплексы (СВК) понимают объединенные по одному или нескольким физическим свойствам совокупность геологических образований, наделенную соответствующими «эффективными» физическими характеристиками. Именно структурно-вещественные комплексы являются реальными объектами геофизического изучения.
Формирование петрофизических моделей предусматривает последовательное решение ряда задач:
5) Лабораторные измерения комплекса физических свойств на образцах эталонных выработок;
6) Анализ данных и выделение СВК, расчеты их обобщенных физических характеристик;
7) Получение массовой петрофизической информации по данным ГИС и выделение СВК в геологическом разрезе;
8) Построение объемной петрофизической модели по результатам корреляции выделенных СВК между скважинами.
Как правило, в результате анализа петрофизической информации устанавливают доминантное физическое свойство, наиболее контрастно выделяющее заданный класс геологических объектов.
К минерало-петрографической характеристике относится: Естественная влажность, твёрдость, показатель прочности, цвет и изменения его, трещиноватость (ориентация, раскрытость, степень заполнения, состав заполнения), структурные элементы (тип, форма, размер), включения (форма, размер, состав), характервзаимосвязи и контактов междуструктурными элементами и включениями.
Наряду с минеральным составом важным фактором, определяющим многие свойства как природных, так и техногенных глинистых грунтов, является их микроструктура. Под микроструктурой понимают размер и форму глинистых частиц и микроагрегатов (совокупностей частиц), их взаимную ориентацию и тип структурных связей (то есть сил, действующих на контактах между твердыми структурными элементами)
Схематичную объемно-компонентную модель см. вопрос 6
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|