Cтраница 1
Поровое пространство гранулярных горных пород, а также имеющиеся в породах трещины, каверны и другие полости в естественных условиях, как правило, бывают заполнены жидкостями или газами. [1]
Структуру порового пространства горных пород следует изучать путем исследования шлифов под микроскопом. Для того чтобы естественные поры и пустоты отличить от искусственных, возникающих в процессе изготовления шлифов, породы рекомендуется предварительно пропитывать окрашенными смолами, которые проникают в породы в жидком состоянии, а затем в результате полимеризации становятся твердыми. [2]
Количественное изучение структуры порового пространства горных пород в шлифах под микроскопом имеет к настоящему времени уже долгую историю. Такие величины, как количество объектов в единице объема гетерогенной среды и средневзвешенный диаметр этих объектов, связаны с числом сечений объектов на единице площади шлифа и средним диаметром этих сечений специальными соотношениями, тогда как общий объем объектов в единице объема среды и их удельная поверхность эквивалентны удельной площади сечений объектов плоскостью шлифа и их удельному периметру соответственно. Так как пористые среды являются типичными гетерогенными системами, то полученные выводы можно распространить и на пористые горные породы, рассматривая содержащиеся в них поры как инородные объекты, обусловливающие неоднородность среды. Это открывает широкие возможности для определения по данным изучения шлифов под микроскопом таких элементов структуры порового пространства, как пористость и удельная поверхность горной породы. Эти методы достаточно подробно описаны в работе С. [3]
Рассматриваются вопросы физического и математического моделирования структуры порового пространства горных пород. Приведена классификация структурных моделей, на основе которых устанавливаются аналитические связи между различными свойствами пород-коллекторов нефти и газа. Особое внимание уделено фильтрационным, емкостным, электрическим и деформационным характеристикам горных пород. Приводятся некоторые новые результаты теоретических и экспериментальных исследований механизмов фильтрации на гранулярных, капиллярных, трещинно-капнллярных и биокомпонептных моделях структуры порового пространства. С помощью новой нелинейно-упругой модели установлены связи между пористостью, сжимаемостью и тензорам проницаемости и удельного электрического сопротивления пород коллекторов нефти и газа в условиях сложнонапряженного состояния. На основе рассмотренных структурных моделей предлагаются новые методы изучения физических свойств нефтяных и газовых коллекторов. [4]
Выше мы сказали, что попытки детерминированного учета геометрии порового пространства горных пород были бы обречены на неудачу. [5]
Постоянные а и b характеризуют, по-видимому, усложнение геометрии порового пространства горных пород за счет различной отсортированное, окатанности и упаковки минеральных частиц. [6]
В отличие от гранулярных структурные модели капиллярного типа основаны на моделировании порового пространства горных пород пучками непересекающихся капилляров, которые могут различаться как размерами, так и ориентировкой в пространстве. Вообще говоря, капиллярные модели во многом сходны с гранулярными ( особенно с моделью Козени), но тем не менее если число, форма, сечение и длина капилляров в гранулярной модели определяются конфигурацией слагающих ее частиц, то в капиллярных моделях эти величины связаны с макроскопическими характеристиками пористой системы. При этом могут быть осуществлены два принципиально разных подхода к определению параметров моделируемого пучка. [7]
Определяется влияние горного перового давления и температуры на проницаемость k различных по структуре порового пространства горных пород. [8]
В отличие от фильтрации в водонасыщенных породах, для влагопереноса в зоне аэрации характерно наличие в поровом пространстве горных пород двух фаз - воды и воздуха, причем последний, находясь в свободном состоянии, образует непрерывную фазу и обычно имеет прямую связь с атмосферным воздухом. При этом соотношение фаз, т.е. степень водонасыщения, является тем определяющим фактором в процессе влагопереноса, от которого зависят характер и интенсивность внутренних сил, действующих на частицы жидкости в порах. [9]
В отличие от фильтрации в водонасыщенных породах, для влагопереноса в зоне аэрации характерно наличие в поровом пространстве горных пород двух фаз - воды и воздуха, причем последний, находясь в свободном состоянии, образует непрерывную фазу и обычно имеет прямую связь с атмосферным воздухом; сказанное не исключает существования здесь воздуха также в защемленном, растворенном и адсорбированном состояниях, однако принципиальным является наличие именно свободного воздуха. При этом соотношение фаз, т.е. степень водонасыщения является тем определяющим фактором в процессе влагопереноса, от которого зависят характер и интенсивность внутренних сил, действующих на частицы жидкости в порах. [10]
При всем разнообразии предлагаемых механизмов образования диффузионно-адсорбционных потенциалов все они основываются на оценке влияния двойного электрического слоя на процессы переноса ионов в поровом пространстве горной породы. Совершенно очевидно, что подобное влияние будет заметным лишь в том случае, когда толщина двойного слоя соизмерима с размерами поро-вых каналов. Между тем расчеты показывают, что при обычных концентрациях растворов солей в пластовых водах толщина двойного слоя составляет 10 - 7 - 10 - 6 см. Если учесть, что размеры пор в песчаных породах-коллекторах нефти и газа изменяются в пределах 10 - 4 - 10 - 2 см, то, исходя из описанных выше представлений, следует ожидать, что заметной диффузионно-адсорбционной активностью будут обладать лишь глины, где расстояния между чешуйками глинистых минералов измеряются 10 - 6 - 10 - 5 см. Тем не менее экспериментальные лабораторные исследования свидетельствуют о том, что песчаные хорошо проницаемые породы характеризуются достаточно высокими значениями диффузионно-адсорбционной активности, достигающими 10 мВ и более. [11]
Аналогичный результат мог бы быть получен другим путем при рассмотрении пористого тела [100] и объясняется он в общем: случае изменением соотношения между твердой фазой и поровым пространством горной породы при переменных нагрузках. Этот вывод, подтвержденный при изучении горных пород экспериментально, имеет принципиальное значение, так как предъявляет совершенно новые требования при изучении деформаций сцементированных осадочных горных пород, моделью которых является только. [12]
Фазовая проницаемость - это объемный расход жидкости известной вязкости, фильтрующийся через определенную площадь поперечного сечения горной породы под действием заданного градиента давления в условиях, когда кроме данной жидкости в поровом пространстве горной породы присутствуют другие, несмешивающиеся жидкости. Фазовая проницаемость используется для вычисления относительной фазовой проницаемости, применяемой для расчета нефтеотдачи, и определяется в лабораторных условиях. [13]
При выщелачивании полезного компонента из трещиноватых или трещиновато-пористых горных пород и в ряде других случаев массо-перенос осуществляется ( частично или полностью) путем диффузии растворенных веществ ( растворителя, рудного компонента и др.) в поровом пространстве горных пород. [14]
Тем не менее существует достаточно обширный экспериментальный материал, посвященный попыткам применить модель Козени-Кармана к сцементированным горным породам. Стало очевидным, что для консолидированных сред предположения о постоянстве извилистости и о том, что все капилляры модели имеют приблизительно одинаковый гидравлический радиус, являются неправомочными. Отсюда следует, что дальнейшее усовершенствование капиллярной модели структуры порового пространства горных пород должно быть направлено на изучение неоднородности распределения пор по размерам и на исследование параметра извилистости. [15]