Горные породы и поровые растворы

Стал известен и другой интереснейший факт — в глубоких геохимических изменениях поверхностной зоны земной коры заметную роль играют, казалось бы, безобидные поровые растворы. Это вода, заключенная в микротрещинах — порах горных пород. Поровые растворы — экологическая ниша для существования и жизнедеятельности самых разных микроорганизмов. Каждый литр, норового раствора может содержать почти пятьдесят граммов чистого железа. Их накопили здесь, развивая бурную жизнедеятельность, бактерии. [c.140]

Влиянию воды и водных растворов на прочность горных пород посвящены многочисленные исследования. Результаты лабораторных испытаний показывают, что вода почти всегда в той или иной степени понижает прочность пород, однако величина эффекта сильно колеблется в зависимости от множества факторов. В ряде случаев действие воды носит преимущественно механический характер, и разрущение может быть удовлетворительно описано на основе концепции эффективных напряжений [243]. Однако имеется много работ, в которых показано, что понижение прочности не сводится к влиянию порового давления, а связано со специфическими особенностями воды [264]. Геологические данные также свидетельствуют об активном участии воды в разрушении пород в природных условиях наглядным доказательством служит, например, сейсмическая активность в зоне водохранилищ после их заполнения [265]. [c.92]

В существующей теории моделирования [131, 129, 130] предлагаются безразмерные параметры, учитывающие влияние только первых трех факторов. Для учета структурных особенностей порового пространства и его смачивающей характеристики рекомендуется в экспериментальных исследованиях пользоваться реальными пористыми средами. Однако использование реальных образцов нефтесодержащей породы в качестве моделей пористой среды в лабораторных опытах связано с большими трудностями. Реальные горные породы содержат в себе различные примеси, которые, как цементирующие материалы, при экстрагировании образца либо выносятся из порового пространства, либо растворяются. Наряду с изменениями структуры порового пространства изменяется также смачивающая характеристика твердой фазы. [c.145]

Некоторому повышению эффективности метода глубокой транспортировки солянокислотного раствора в пласт, сопряженному с замедлением <%го реакционной способности с карбонатной породой, способствует использование нефтекислотных эмульсий (НКЭ). Они представляют собой грубодисперсные обратные эмульсии, стабилизированные в той или иной степени природными эмульгаторами нефти, в зависимости от их количественного содержания в ней. Из-за практически нерегулируемой и низкой стабильности НКЭ, а также крупной дисперсности кислотной фазы, их глубокое проникновение в пласт, особенно по низкопроницаемым трещинам проблематично. Глубину обработки регулируют, в основном, лишь количественным изменением соотношения нефти и кислоты. Но изолирующий эффект нефтяной пленки на части поровой поверхности горной породы по ходу движения НКЭ в пласте все же ограничивает скорость реакции соляной кислоты с карбонатами и способствует сохранению ее активности на большем удалении от ствола скважины, чем обычного солянокислотного раствора, в частности, при повышенных пластовых температурах. [c.210]

При фильтрации в горных породах растворов, суспензий и эмульсий происходит молекулярная диффузия находящихся в них компонентов, вызываемая броуновским движением частиц, и конвективная диффузия (гидродинамическая дисперсия), обусловливаемая хаотичностью порового пространства, а также флуктуациями скорости и концентрационного фронта в порах и трещинах разного размера. [c.6]

Примеры четырехкомпонентной четырехфазной системы а) горная порода,, в поровом пространстве которой могут находиться раствор соли (двухкомпонентная смесь), жидкий и газообразный углеводороды одного химического состава б) горная порода, в поровом пространстве которой присутствуют пластовая вода, лед и углеводород (жидкий или газообразный). [c.45]

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И ПОРОВЫЕ РАСТВОРЫ [c.36]

Содержание органического вещества примерно одного порядка (до п-10- %) наблюдается в горных породах, подземных водах и почвенных растворах. Естественно, что максимальные его величины в подземных водах характерны для вод нефтегазовых месторождений (граммы на литр, или п- Ю %), тогда как в водах вне месторождений оно составляет всего я-10- %, т. е. на два порядка ниже. Менее всего органического вещества содержится в атмосферных осадках и океанических водах (п-10 %)- Промежуточное положение между объектами с максимальным и минимальным его содержанием занимают поровые и иловые растворы (л - 10- —п- 10-2%) и поверхностные воды суши (п- 10- —п- 10- %). Сюда же можно отнести и водные экстракты пород и нефтей. [c.49]

Температуры порового раствора и горной породы, конечно, одинаковы. Давление порового раствора не может быть больше, чем давление в породе, но в трещинах давление раствора может быть меньше, чем давление, под которым находятся вмещающие породы, как это типично для метасоматических процессов. Однако при собственно метаморфических процессах, когда для более или менее равномерного метаморфизма целых толщ горных пород необходимо просачивание через них потоков растворов, последние не могут иметь заметно более низкого давления, чем давление в породах, через которые растворы просачиваются. Поэтому для метаморфических процессов мы должны допустить, что давление на породу и на растворы примерно равны. [c.153]

Кислотные обработки скважин основаны на способности кислот растворять некоторые виды горных пород, что приводит к очистке и расширению их поровых каналов, увеличению проницаемости и, как следствие, — к повышению производительности скважин. [c.189]

Учитцвая, чго в процессе кислотной обработки трещиноватого пласта в основном расширяются и углубляются существующие трещины для нагнетательных скважин, авторами работы [35] предложено раствор кислоты закачивать в пласт отдельными порциями, между которыми продавливают пробки высоковязкой жидкости, хорошо смачивающей горную породу. Первая порция кислоты заходит в трещины и расширяет их. Следующая за ней высоковязкая жидкость продавливается в расширенные трещины и покрьшает их стенки слоем, который предохраняет их от воздействия последующей порции кислоты. Так, поочередно закачивая в пласт порции кислоты и высоковязкой жидкости, можно обеспечить глубокую обработку трещиноватого пласта. В качестве изолирую щей жидкости применяют ССБ (сульфит-спиртовая барда) [35]. Из данных, приведенньгх в [35], видно, что со временем эффективность этих обработок снижается. Эффективность СКО снижается из-за вьшадения продуктов реакции в поровом пространстве. В какой-то мере это можно скомпенсировать очисткой порового пространства азотом (на примере обработки [c.9]

Уже давно стало очевидным, что свойства бурового раствора оказывают значительное влияние на механическую скорость бурения. Переход с продувки забоя воздухом на промывку водой всегда приводит к заметному снижению скорости проходки, а переход с промывки водой на промывку глинистым раствором вызывает еще одно резкое снижение скорости. Более того, установлена зависимость снижения скорости проходки от глубины даже при внесении соответствующих поправок на более твердые породы, которые встречаются в разрезе по мере углубления скважины. Для того чтобы понять, почему буровые растворы имеют столь значительное влияние на скорость механического бурения, необходимо подробно ознакомиться с основными механизмами, проявляющимися в процессе бурения. Главные определяющие факторы выявлены рядом исследователей на лабораторных микродолотных и полномасщ-табных буровых стендах. На этих стендах образцы горной породы, заключенные в камеру, подвергались действию нагрузок, которые имитировали вертикальные и горизонтальные составляющие горного давления. В ряде случаев в блоке породы воспроизводилось и поровое давление, но чаще всего оно отсутствовало. Последнее вполне допустимо, так как эффективное напряжение определяется разностью между создаваемым на забое скважины давлением и поровым давлением (см. главу 8). В этих исследованиях было бесспорно установлено, что решающим фактором, определяющим скорость проходки, является давление, развиваемое столбом бурового раствора, а не нагрузки, которым подвергаются горные породы. Давление столба бурового раствора влияет на скорость проходки за счет удержания щлама (образуемого долотом) на забое скважины. [c.345]

Чтобы получить представление об извилистости каналов, по которым движется пластовый флюид, Свэнсон [6] закачал в образцы горной породы жидкий сплав Вуда, который подобно ртути не смачивает поверхностей породы. Затем основную массу породы он растворил кислотой, в результате осталась отливка из сплава Вуда, воспроизводящая поры в породе. На рис. 10.4 и 10.5 приведены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотографии отливок порового пространства в песчаниках высокой и низкой проницаемости. Следует обратить внимание на то, что крупные поры соединяются мельчайшими капиллярами. [c.404]

Таким образом, чтобы предотвратить ухудшение коллекторских свойств пласта под воздействием твердой фазы бурового раствора, необходимо свести к минимуму мгновенную фильтрацию путем поддержания в буровом растворе достаточного количества сводообразующих частиц нужного размера. Эти частицы, как показано в главе 6, внедряются-в поры у стенки скважины и перекрывают их, образуя основу, на которой формируется фильтрационная корка. Для того чтобы эффективно выполнить эту функцию, основная часть частиц, образующих сводовую перемычку, по размеру должна ыть меньше поровых отверстий, но не менее /з их. Однако в растворе должны также присутствовать фракции частиц убывающего размера вплоть до крупных коллоидных частиц. Чем выше доля сводообразующих частиц и чем ниже проницаемость горной породы, тем быстрее сформируется сводовая перемычка и тем меньше будет мгновенная фильтрация. [c.420]

В связи с этим при разработке новой смазочной композиции Сонбур-1101 [1 ] на основе жирных кислот (легкие талловые масла), технического оксаля и керосиновой фракции изучались коль-матирующие свойства как самой смазки, так и в составе бурового раствора. Исследования на установке УГНТУ [2] смазочных (граничных) слоев водных растворов смазки на породообразующем минерале показали, что 0.5% концентрации Сонбура отвечают наиболее прочные слои толщиной 0.25... 0.8 мкм при скоростях сдвига, характерных для призабойной зоны. Соизмеримость толщины граничных слоев с размерами пор горных пород низкой и средней проницаемости свидетельствует, что рассматриваемая смазочная композиция в подобных условиях будет частично или полностью кольматировать поровый объем. Лабораторные и промысловые исследования полисахаридных буровых растворов с Сонбур-1101 подтвердили ее эффективность [1 ]. [c.75]

В качестве примера рассмотренной системы можно привести горные породы, в поровом пространстве которых находятся пластовая вода (двухкомпонентный раствор) в равновесии со льдом или паром, а на поверхности раздела раствор — минеральный скелет (твердая фаза) существует одна (вода высокой минерализации) или две (слабоминерализованная вода) поверхностные фазы. Примером указанной системы также может быть порода, в порах которой находятся слабоминерализованная вода (один компонент) и углеводородная жидкость или газ (од-ноколшонентные). [c.43]

Кривые Рн=[( во) с большими углами наклона к оси абсцисс и высокими значениями врэ соответствуют кллекторам со сложной структурой порового пространства, более гидрофобным. В этом случае содержание внэ растет за счет увеличения тупиковых пор (усложнение структуры коллектора) и появления большего числа разобщенных водных капель (гидрофобизация минеральных частиц). Эмпирические кривые обычно располагаются на участке плоскости (Рц, во), ограниченном расчетными кривыми Рн = [( во) со значениями равными 5 и 30%. Наиболее вероятные значения неэлектропроводной воды для горных пород в случае насыщения их растворами минерализаций свыше 0,1—0,3 н. составляют 10— 20%. [c.79]

В. И. Вернадский неоднократно указывал, что вода находится Е динамических равновесиях с разнообразными телами неорганической природы, а также с водными организмами, микроорганизмами и наземной растительностью. Следуя В. И. Вернадскому, вопрос происхождения органических веществ подземных вод следует рассматривать в тесной взаимосвязи с органическими веществами разнообразных природных обтектов — поверхностных вод и атмосферных осадков, морских вод и иловых растворов, горных пород п поровых растворов, почвенного покрова и наземной растительности. Общая миграция органических веществ в почвах, породах и природных водах может в общем виде рассматриваться так, как это показано на рис. 4. [c.21]

Замечательные закономерности минералогического состава метасоматических горных пород доказывают, что термодинамическое равновесие играло при их образовании существенную роль, несмотря на явную неравновес-ность метасоматических систем. Понятие о мозаичном равновесии, т. е. о равновесии в элементарных участках, объясняет это противоречие и дает возможность физико-химического моделирования природных процессов. В применении к метаморфическим и метасоматическим процессам допущение мозаичного равновесия обозначает допущение того, что в каждой точке поровый раствор находится в химиче ском равновесии с минералами вмещающей породы, причем изменение состава порового раствора влечет за собой немедленное изменение состава вмещающей его породы. Полная равновесность порового раствора и вмешдющей породы в каждом элементарном участке представляет, конечно, только предельный случай, дающий возможность построения теории метасоматических процессов (Коржинский, 1950). Без такого перехода к пределу термодинамическое моделирование процессов вообще невозможно. [c.24]

Уравнение это имеет в виду случай, когда содержание глинозема и кремнезема в породе при реакции не изменяется, т. е. они инертны, тогда как содержание в ней воды и окиси калия изменяется за счет взаимодействия с поровым раствором данной и окружающих горных пород, т. е. КгО и HgO вполне подвижны. В этой реакции Дпдля К2О равна —1, а для НаО — 2. Поэтому применение уравнения (46) дает [c.40]

Естественно, что понятие минеральных фаций может быть распространено и на метасоматические горные породы, среди которых тоже известны очень характерные и устойчивые типы минеральных ассоциаций. Каждая метасоматическая минеральная фация характеризуется формированием пород в определенной области внешних условий, причем под внешними условиями здесь, как и для любой минеральной фации, по1шмаются не только условия температуры и давления, но и определенные концентрации или химические потенциалы определенного ряда вполне подвижных компонентов в поровых растворах, причем в фациях более интенсивного метасоматоза число вполне подвижных компонентов возрастает. [c.83]

В силу подвижности порового раствора и особенно самой воды, состав порового раствора определяется не только составом вмещающей горной породы, но и влиянием окружающих горных пород и источника раствора. Так, химический потенциал воды в поровом растворе может в существенной мере зависеть от наличия в ием галлоидов щелочных металлов, практически отсутствующих в большинстве горных пород. Поэтому метаморфизм горных пород в термодинамическом отношении следует толковать как взаимодействие двух систем — системы минералов горной породы (экстенсивные параметры этой системы мы будем отмечать индексом s) и системы порового раствора (параметры с индексом /). В первой системе факторами равновесия являются Т, р, п, . ..,п, , i HjO, i oj. Полный дифференциал потенциала такой системы выражается следующим образом [стр. 33, уравнение (35)] [c.153]

Лишь в 1969 г. появились первые количественные данные об органической составляющей поровых вод в работах А. А, Карцева, М. Я. Дудовой и О. П. Абрамовой [96, 97]. Они определили Сорг, в нескольких пробах горных растворов, полученных при помощи отжима под высоким давлением (до 3000 кгс/см ) и 10—20-кратном увлажнении из пород третичных и меловых отложений Восточной Туркмении. Полученные данные показали, что содержание Сорг. в исследованных растворах составляет десятки и сотни миллиграммов на литр. Авторы, однако, обращают внимание на то обстоятельство, что эти данные можно относить непосредственно к природным горным растворам, содержащимся в породах, лишь условно. Это связано с рядом осложняющих обстоятельств условий эксперимента, таких как очень высокие величины давлений отжима, превышающие природные, применение искусственного увлажнения образцов и некоторые другие особенности методики получения исследованных растворов. Как считает А. А. Карцев, полученные материалы следует расценивать с точки зрения частичного моделирования природного процесса эмиграции органических веществ из пород при выжимании из последних связанных вод [97]. [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология