2.5 Плотность пород и флюидов, методы ее определения

В лаборатории обычно определяют плотность (d_с) абсолютно сухих образцов породы, так как практические невозможно сохранить влажность, минерализацию и водонефтегазонасыщенность, характерные для естественного залегания пород.

Далее по значениям dс и известным величинам плотности насыщающей ее воды (d_в), нефти (d_н), газа (d_г), коэффициентам водо-, нефте- и газонасыщенности рассчитывают плотность породы.

Плотность сухих пород изменяется от 0,5 до 7 г/см³. Плотность природных газов – от 0,0007 до 0,003 г/см³, жидкостей – от 0,7 (нефть) до 1,24 г/см³ (сильно минерализованная вода).

Плотности жидкостей обычно определяют пикнометрическим (весовым) способом. При определении плотности твердой фазы пород пикнометрический способ применяется для определения их объема, а масса – взвешиванием.

2.6 Методы определения абсолютной, открытой и эффективной пористости

Объем образца породы V_обр состоит из объема минеральной массы V_м и объема порового пространства V_п.

Пористость m=V_п/V_обр=(V_обр-V_м)/V _обр.

Обычно пористость определяют через плотность минеральной части породы (Δ) и объемную плотность породы (γ). В этом случае m_абс=1- γ/Δ; m_отн= Δ/γ=V_п/V_м.

m_абс определяют методом Мелчера (1921). Объем образца определяют по объему жидкости, вытесненной образцом в пикнометр (для создания оболочки применяют парафин и др. вещества). Необходимо введение поправки на объем и плотность парафина, после чего его удаляют, образец измельчают и определяют V_ж по вытеснению жидкости в пикнометре. Взвешивание проводят на аналитических весах. V_обр можно определять и на ртутном пикнометре.

m_абс образца в некоторых случаях определяют измерением его линейных размеров (образцу придают форму куба), сухого веса и удельного веса зерен. Путем деления веса образца Р_обр на его объем V_обр определяют объемную плотность породы γ=Р_обр/V_обр, тогда m_абс=(Δ-γ)/Δ=1- γ/Δ.

Открытую пористость m_о определяют методом И.А. Преображенского путем заполнения пустот очищенным керосином и взвешиванием предварительно экстрагированного и высушенного образца в воздухе и керосине

m_о=(P_обр^кер-Р_обр)/(Р_обр^кер-Р_кер^кер).

Из других методов определения пористости следует отметить газовую порозиметрию, оптические методы, стохастические методы (Х. Чокли, Дж. Корнфилд, Х. Парк, 1949). На увеличенную микрофотографию многократно (500-1000 раз) бросается иголка, m_абс=n1/n2, где n1 – число попаданий острия в пустоты, n2 – общее число бросаний.

Важным является установление соотношений между m_a и m_o. В слабосцементированных и малоуплотненных породах они почти совпадают. При погружении общая пористость все более и более превышает открытую. В глинистых породах ситуация аналогичная: пористость убывает в основном за счет открытой, закрытая же пористость более стабильна.

Для промысловой геологии очень важной является величина эффективной пористости m_э, под которой понимается объем пор, в которых совершается движение флюидов. Она меньше открытой, так как из нее нужно вычесть объем застойных участков (тупиковые каналы, тонкие каналы сложной конфигурации, углы между зернами). Чаще всего такие участки заняты остаточной водой. Поэтому эффективную пористость чаще всего определяют путем вычитания из m_o объема остаточной воды.

Вопросы для самоконтроля

2.1 От чего зависит пористость обломочных пород?

2.2 Перечислите разновидности цемента в обломочных породах.

2.3 Перечислите разновидности пористости и методы ее определения.