Определение физических свойств пород

Определение физических свойств горных пород, в особенности таких, как пористость и проницаемость, имеет исключительно важное значение для освещения разреза с точки зрения выяснения условий нефтеобразования, для понимания путей миграции нефти и условий ее накопления в коллекторах. Кроме того, определение физических свойств пород значительно пополняет литолого-петрографическую характеристику разреза. Без определения физических свойств горных пород немыслима надлежащая геологическая интерпретация данных геофизических исследований, как проводившихся на самой буровой, так и в тяготеющих к ней районах.

Лабораторное определение физических свойств пород производится по следующим видам исследований:

а) определение объемного веса (плотности), удельного веса (минералогической плотности), проницаемости и вы­числение общей (абсолютной) пористости;

б) определение упругих свойств горных пород;

в) определение магнитной восприимчивости и остаточ­ного намагничения;

г) определение относительной электропроводности гор­ных пород и мембранного потенциала;

д) определение естественной гамма-активности пород;

е) определение открытой, а в случае необходимости эф­фективной пористости.

Определение объемного веса (плотности) пород, их удельного веса (минералогической плотности) необхо­димо для правильной интерпретации данных различных гео­физических исследований, и в первую очередь результатов гравиметрической съемки. Кроме того, перечисленные физи­ческие свойства горных пород отражают в известной мере их минералогические и литологические особенности, а также степень метаморфизации.

Различаются следующие определения:

а) объемный вес (плотность) породы в естественно влаж­ном состоянии: отношение веса всех составляющих породу фаз — твердой, жидкой и газообразной, из которых состоит порода в природных условиях, к ее объему, занимаемому всеми этими фазами, выражаемое в г/см³;

б) объемный вес (плотность) сухой породы (твердой фазы): отношение веса твердой фазы к объему породы;

в) удельный вес (минералогическая плотность) — от­ношение веса твердой породы к ее объему.

По данным определений объемного веса (плотности) сухой породы и ее минералогического удельного веса вы­числяется абсолютная пористость породы. Абсолютная по­ристость представляется в виде процентного отношения объема всех содержащихся внутри данного тела пор, как закрытых, так и соединяющихся, к объему данного тела.

Образцы для определения объемного веса (плот­ности) должны быть по возможности взяты из свежего керна, вынесенного из буровой скважины или, в случае отсутствия свежевынутого керна, из сухого керна, взятого из кернохранилища.

Желательно отбирать образцы весом не менее 200 г;

минимальный вес образца для указанных определений 50 г.

В последнем случае необходимо взять образцы породы данного типа не менее чем в трех местах по разрезу и дать для объемного веса среднее значение по трем определе­ниям.

Отбирать образцы для определения плотности следует, руководствуясь общими указаниями настоящей инструкции, но не реже чем через 10 м по стволу скважины для однород­ных мощных толщ.

Определение упругих свойств горных пород

Изучение упругих свойств горных пород необ­ходимо для уточнения интерпретации результатов сейсморазведочных работ.

Различие упругих свойств имеет также существенное зна­чение при выявлении фациальных изменений, наличии метаморфизации и литификации пород и т. д.

Скорость распространения упругих волн может быть определена на образцах горных пород при помощи ультра­звукового сейсмоскопа по скорости прохождения упругого импульса от пьезоэлемента.

По времени прохождения импульса и длине его пути, определенном толщиной образца, вычисляется скорость упругой волны (в м/сек). Для измерения скорости упругих волн необходимы образцы пород с двумя параллельно от­шлифованными поверхностями, расстояние между которыми равно 4—8 см.

Изучение магнитных свойств пород

Изучение магнитных свойств горных пород не­обходимо для уточнения причин наблюдаемых в природе магнитных аномалий и, в конечном итоге, для получения представления о глубинном геологическом строении данного района. На основании изучения магнитных свойств соста­вляется магнитометрический разрез района, который в ряде случаев может быть использован для корреляции разрезов скважин. Изучение магнитных свойств осадочной немета-морфизованной толщи, обычно не вызывающей заметных аномалий магнитного поля, в основном дает материал для корреляции разрезов и для палеогеографических построений.

Необходимо иметь в виду, что механическое перенесение полученных в каком-либо районе результатов изучения маг­нитных свойств и соответствующей им минералогической характеристики горных пород на другие районы в целях объяснения причин магнитных аномалий может привести к ошибкам.

Магнитная характеристика горной породы опре­деляется величинами магнитной восприимчивости и есте­ственной остаточной намагниченности породы.

Магнитная восприимчивость — отношение намагничен­ности, возникающей под действием внешнего магнитного поля, к величине этого поля. Удельная магнитная восприим­чивость выражается в см^з/г.

Остаточная намагниченность характеризует постоянную намагниченность породы, которая не зависит от внешнего намагничивающегося поля. Остаточная намагниченность вы­ражается в эрстедах или гауссах.

Образцы для изучения магнитных свойств горных пород должны отбираться из характерных для данного раз­реза горных пород: осадочных, изверженных и метаморфи­ческих, по возможности из всех разностей последних, в чи­сле, предусмотренном проектом на обработку материалов по данной скважине. В образцах не должно содержаться не­характерных для данной породы включений.

Наиболее интересные с точки зрения магнитных свойств горные породы желательно подвергать минералого-петрграфическому исследованию и химическому анализу.

Изучение относительной электропроводности пород и мембранного потенциала

Определение относительно удельного сопротивления (электропроводности) образцов горных пород имеет важное значение при интерпретации электрокаротажных материалов.

Относительное сопротивление (величина безраз­мерная) представляет отношение сопротивления образца, насыщенного солевым раствором, к сопротивлению этого раствора и характеризует пористость породы и форму пу­стотного пространства. Образец породы после экстрагиро­вания и вакуумирования насыщается либо насыщенным раствором поваренной соли, либо раствором с пластовой концентрацией солей.

Измерение естественной радиоактивности

Естественная радиоактивность характеризуется процентным содержанием урана в грамме исследуемой по­роды. Измерение естественной радиоактивности пород производится по бета- и гамма-излучениям при помощи газона­полненных счетчиков.

Естественная гамма-активность позволяет в известной мере судить о степени глинистости пород.

Определение пористости и проницаемости пород

Определение пористости и проницаемости имеет первостепенное значение для оценки коллекторских свойств горных пород.

Значение этих физических свойств важно, кроме того, при интерпретации каротажных диаграмм для правильной и полной литолого-петрографической характеристики по­род, для выяснения условий нефтеобразования и миграции нефти. В связи с этим должны быть обеспечены одновремен­ное (комплексное) определение этих физических свойств и литолого-петрографическое исследование.

Необходимо разграничивать следующие виды пористости горных пород:

а) открытая пористость, или пористость насыщения — отношение суммарного объема пор данного тела, практи­чески заполняющихся определенной жидкостью, к общему объему данного тела;

б) эффективная пористость — отношение суммарного объема пор образца, по которым происходит движение флю­ида, к общему его объему.

Открытая пористость определяется методом на­сыщения керосином или солевым раствором под вакуумом.

Эффективная пористость также может быть определена при знании остаточной воды.

При исследовании структуры поровых пространств по­род-коллекторов особое внимание необходимо уделять изуче­нию характера и состава цемента.

Под проницаемостью (абсолютной) пористой среды по­нимается проницаемость этой среды для газа при отсутствии физико-химического взаимодействия его с пористой средой.

За единицу измерения проницаемости принимается дарси— единица, численно равная расходу флюида в 1 л/сек, с вязкостью 1 спз, через поперечное сечение пори­стой среды 1 см², при перепаде давления в одну физиче­скую атмосферу (760 мм рт. ст.) на 1 см длины образца при ламинарном режиме движения флюида. Величина, рав­ная 0,001 дарси, называется миллидарси.

Определение проницаемости (газопроницаемости) следует производить лишь для пород, обладающих коллекторскими свойствами. Для образцов, изучаемых с целью определения проницае­мости, в обязательном порядке должны быть произведены определения пористости.

Дата добавления: 2015-07-16