Определение плотности горных пород.
Определение плотности горных пород по шламу и керну проводится с целью выделения зон аномально-высоких поровых давлений, выявления коллекторов и приблизительной оценки их пористости. Для определения плотности горных пород используются различные способы: пикнометрический, гидростатического взвешивания, ареометрический, объемно-весовой, флотационный и др. В практике ГТИ рекомендуется применять пикнометрический, гидростатического взвешивания и ареометрический способы.
Пикнометрический способ основан на сравнении массы определенного объема исследуемого образца с массой такого же объема воды при одинаковой температуре. Из пробы шлама под микроскопом отбирается 10-20 влажных частиц шлама основной породы с ненарушенной текстурой. После снятия избытка влаги фильтровальной бумагой исследуемый шлам помещается в сухой пикнометр и взвешивается на лабораторных весах с точностью до 0,01 г. Пикнометр со шламом заливается до метки дистиллированной водой (температурой 20˚С) и снова взвешивается. Предварительно определенные константы пикнометра: масса сухого пикнометра m и масса пикнометра с водой mв - позволяют ограничить определение плотности шлама двумя взвешиваниями.
Плотность шлама рассчитывается по формуле
где mш - масса пикнометра со шламом, г;
mш.в - масса пикнометра со шламом и водой, г.
Для каждой отобранной пробы производится три определения плотности шлама. Искомая плотность шлама определяется как среднее арифметическое трех замеров
где ш1, ш2, ш3 - плотность шлама соответственно по 1, 2, 3 замеру, г / см3 .
Для получения достоверных результатов температура заливаемой в пикнометр дистиллированной воды должна быть одинаковой(~20˚С) при определении плотности шлама по всему исследуемому интервалу.
Для измерения плотности отбирается шламинка размером 5-7 мм, устанавливается в держателе весов и определяется ее масса mш1. После взвешивания шламинка помещается в керосин, насыщается им в течении 5 мин, после чего снова устанавливается в держатель весов и определяется масса шламинки в насыщенном состоянии mш2. Третье взвешивание производят в керосине, измеряя массу шламинки, погруженной в жидкость mш3. Плотность породы рассчитывается по формуле
где к - плотность керосина, к =0,8 г / см3.
Для одной пробы шлама производится не менее трех определений и искомая плотность определяется как среднее арифметическое этих измерений.
Для избежания ошибок в определении плотности глинистых пород необходимо учитывать время нахождения шлама tн.ш в буровом растворе, так как при tн.ш > 40-60 мин наблюдается набухание шлама и уменьшение его плотности, что может ошибочно интерпретироваться как вход в зону аномально-высоких поровых давлений (АВПоД).
При интерпретации кривой изменения плотности следует иметь в виду, что значения плотности горных пород колеблются в довольно широких пределах (табл. 20) и зависят от многих факторов: минерального состава пород; плотности минералов, составляющих твердую часть породы; жидкости и газов, заполняющих ее поровое пространство; пористости породообразующих минералов; структурно-текстурных особенностей породы. С глубиной плотность осадочных горных пород возрастает, так как она обусловлена, главным образом, пористостью. Такая закономерность наиболее характерна для глинистых пород. При отсутствии зон АВПоД плотность глин закономерно увеличивается с глубиной, а при их наличии эта закономерность нарушается за счет разуплотнения глин.
В начало