ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Терминология из "Моделирование в петрофизике " Конструирование исходной рабочей гипотезы при построении идеальной петрофизической модели основано на теоретических и экспериментальных данных об объектах исследования, а также на сформированных понятиях и определениях отдельных элементов горной породы и всей изучаемой системы в целом. Ниже приведены основные сведения по терминологии горной породы, которые необходимы при конструировании рабочей гипотезы в связи с моделированием. [c.7] Горная порода. В геологической науке под горной породой понимают природные ах регаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие зеглную кору [34]. Такое определение горной породы не может удовлетворить исследователя, проводящего мысленный физический эксперимент. Необходимо Дать определение горной породы в приложении к ней физикохимических законов. [c.7] Горная порода состоит из компонентов и фаз различного физико-химического состава и агрегатного состояния. Такая неоднородная система в физической химии называется гетероген-но Твердую фазу породы слагают минеральные частицы скелета и цемента, жидкую — пластовые воды той или иной минерализации и жидкие углеводороды (нефть, сжиженные газы), газообразную — углеводородные и другие газы. Между отдельными фазами системы протекают разнообразные химические реакции, процессы растворения и кристаллизации. На поверхностях раздела объемных фаз могут возникать промежуточные фазы или поверхностные слои, которые характеризуются аномальными физико-химическими свойствами. Эти слои образуются в результате взаимодействия отдельных компонентов горной породы. [c.7] Твердая фаза гранулярной горной породы состоит из частиц различного минерального состава и размера. К ней относятся матрица (скелет) и цемент породы. Минеральный состав цемента (обычно это пелитовая фракция) и его количество определяют в основном сорбционные свойства горной породы и играют важную роль при формировании поверхностных водных слоев. Размер частиц породы характеризуется ее гранулометрическим составом. Медианные размеры зерен в грав ийно-песча-но-алевритово-глинистых породах колеблются от единиц до тысячных долей миллиметра, т. е. осадочные обломочные горные породы характеризуются полидисперсностью. Обломочная горная порода представляет собой также пористую среду, которая содержит то или иное количество пор. Поры имеют малые размеры по сравнению с пластами, их величина изменяется от десятых до тысячных долей миллиметра. Поры всегда заполнены жидкой, газообразной или твердой фазами. [c.8] В качестве жидкой фазы в горной породе могут присутствовать разнообразные водные растворы различных химических соединений (пластовые воды), углеводороды (нефть) и сжиженные газы, являюш иеся в общем случае многокомпонентными веществами. [c.8] Газообразная фаза, представленная обычно углеводородами предельного ряда, находится в гидрофильных породах в непосредственном контакте и взаимодействии с остаточной водой в гидрофобных — с твердыми минеральными частицами. [c.8] Горные породы, залегая на той или иной глубине, находятся в определенных термодинамических условиях к по отношению к окружающим телам являются системами открытыми, т. е. способными обмениваться с окружающей средой веществом, теплотой и т. п. [c.8] Глинистость. В геолого-геофизической практике наиболее часто основным признаком глинистости пород является содержание в них частиц размером менее 0,01 мм. Естественно, что понятие глинистость , основанное только на размере частиц, чисто условное и не может отражать всех физико-химических особенностей тонкодисперсной фракции. При формировании понятия глинистость необходимо учитывать минеральный состав и характер распределения цементирующего материала с его постседиментационными преобразованиями. Изучение минерального состава фракций 0,01, 0,005 и 0,001 мм показывает, что более крупные фракции ( 0,01 и 0,005 мм) представлены преимущественно кристаллами каолинита в виде примесей присутствуют железистый хлорит и гидрослюда. Во фракции 0,001 мм преобладают хлорит, гидрослюда и присутствует монтмориллонит, содержание же самой фракции не превышает 20% от фракции 0,01 мм [27]. Для характеристики степени дисперсности породы Б. Ю. Вендельштейн [10] предлагает использовать удельную адсорбционную способность породы (емкость обмена) без предварительной обработки породы кислотой. Известно, что при обработке породы 10%-ной соляной кислотой наряду с карбонатной составляющей твердой фазы растворяются также и высокоактивные тонкодисперсные компоненты, представленные гидроокислами железа, алюминия и др. Разумеется, емкость обмена более объективно отражает адсорбционную способность коллекторов, но здесь возможны погрешности, связанные с дезинтеграцией породы. Растирание образцов, например, приводит к резкому возрастанию емкости обмена для глинистых минералов [27]. Размельчение пород следует осуществлять, вероятно, с помощью ультразвука. [c.10] Количественно глинистость коллекторов выражается коэффициентом массовой глинистости Сгл, представляющим собой отношение масс пелитовой фракции и всей породы. Б. Ю. Вендельштейн вводит также понятие объемной и относительной глинистости [8]. Объемная глинистость гл — отношение объема глинистого материала ко всему объему породы с учетом объема пор. Относительная глинистость г]гл характеризует степень заполнения глинистым материалом порового пространства малоактивного по адсорбционным свойствам скелета. [c.10] Если толщина пленки уменьшается (за счет снижения пористости породы, падения содержания остаточной воды в нефтегазоносном коллекторе), то возникает потенциальная энергия взаимодействия поверхностных слоев (двойных электрических слоев) и для такой пленки нарушается условие аддитивности энергии. Поэтому пленки, у которых поверхности не могут рассматриваться независимо, называются тонкими [59]. Отличительная черта тонких пленок — непрерывное изменение физикохимических свойств по их толщине, т. е. тонкая пленка характеризуется интегральными значениями различных физических свойств поверхностных фаз (связанная вода). [c.12] При термодинамическом изучении пленок можно применять методы и приемы, разработанные для поверхностей разрыва. В горных породах мы рассматриваем адсорбционные пленки, относящиеся к классу неавтономных пленок, поскольку при отделении от адсорбента они становятся неустойчивыми. В связи с тем, что состав и структура адсорбционных пленок обусловливаются полем адсорбента электрической природы, их состояние не может быть охарактеризовано без учета внешнего поля. Другая особенность адсорбционных пленок заключается в том, что обмен происходит между составляющими их компонентами и одной из контактирующих фаз. [c.12] Роль объемных фаз в процессах электропроводности, диффузии, теплопроводности изучена достаточно хорошо как теоретически, так и экспериментально. Влияние поверхностных фаз-на указанные процессы выяснено для горных пород далеко не в полной мере. В водо-нефтегазоносных гидрофильных породах на поверхности раздела твердая минеральная частица — пластовая вода возникает тонкая пленка связанной воды. [c.12] При рассмотрении многофазных многокомпонентных систем возможны трудности, связанные с описанием поверхностных фаз, нахождением их физико-химических характеристик и термодинамических параметров. [c.12] Вернуться к основной статье