Удельная поверхность горных пород
Удельная поверхность горных пород как суммарная поверхность всех ее зерен в единице объема породы. Зависимость между коллекторскими свойствами пласта. Формула Котюхова и уравнение Козени-Кармона. Связь между радиусом, пористостью и удельной поверхностью.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.04.2020 |
| Размер файла | 548,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция: Удельная поверхность горных пород
Под удельной поверхностью (Sуд.) горных пород понимают суммарную поверхность всех ее зерен в единице объёма породы или суммарную свободную поверхность частиц в единице объёма (Sуд. = F/V, м2/м3).
Sуд=F/V
Fшара·N/V=4рR2·(1/d3)/1=4р/8R=р/2R=р/d
d=20мм
Sуд=3,14/20/10-3=1,57·102м2/ м3
Удельная поверхность характеризует степень дисперсности породы, более обобщенно, чем гранулометрический состав. Величина её выражается одним численным значением, а не функцией распределения фракций.
Тем не менее соотношение водо-, нефтенасыщенности, степень проявления молекулярно-поверхностных и капиллярных сил при движении пластовых жидкостей в пористой среде и фильтрационная способность зависят с одной стороны от физико-химических свойств жидкости, а с другой от гранулометрического состава, структуры порового пространства, коэффициента пористости пласта и удельной поверхности.
Если пористая среда, через которую происходит фильтрация жидкости крупнозернистая с относительно небольшой удельной поверхностью, роль молекул жидкости, адсорбированных на поверхности зёрен и защемлённых в углах их контакта невелика. Число молекул жидкости, связанных с породой, соизмеримо мало с числом молекул жидкости, движущийся в порах породы.
Если пористая среда, через которую происходит фильтрация жидкости тонкозернистая и имеет большую удельную поверхность (например, глины), число поверхностных молекул жидкости возрастает и становится соизмеримым с числом молекул жидкости, перемещающихся в объёме порового пространства. В этом случае молекулярно-поверхностные силы начинают играть значительную роль
С увеличением дисперсности удельная поверхность породы возрастает. Удельная поверхность возрастает с уменьшением диаметра зерен и коэффициента пористости. Наибольшую удельную поверхность имеют глины. Чем больше мелких частиц пород в гранулярных коллекторах, а следовательно, и мелких пор, тем больше их удельная поверхность.
Исходя из условий, что частицы имеют сферическую форму и, принимая их размер считается, что удельная поверхность однородной породы составляет: для псаммитов менее 950 м2/м3, для алевритов 950-2300 м2/м3, для пелитов более 2300 м2/м3.
Экспериментально измерить удельную поверхность реальных коллекторов очень сложно, в силу её неоднородности. Удельная поверхность неоднородной породы, когда ни одна из указанных фракций не достигает 50 %, колеблется в пределах 900-2100 м2/м3.
Для сравнительных количественных оценок коллекторов было введено понятие "фиктивный грунт". Под фиктивным грунтом предполагается коллектор, сложенный частицами шарообразной формы при квадратной или ромбической укладке. В 1 м3 породы (V) такой структуры полная поверхность шаров составит площадь(S) и удельную поверхность соответственно:
S = 6·(1-m)/d, Sуд. = S/V
где S - площадь поверхности, м2;
m - пористости, м3;
d - диаметр, м;
Sуд. - удельная поверхность, м2/м3.
В коллекторах всегда присутствуют поры различного диаметра. Удельная поверхность зависит и от фазовой проницаемости, и от адсорбционной способности пород. Обычно оценивают удельную поверхность пород по различным эмпирическим соотношениям, функционально зависящих от величин пористости (m) и проницаемости (kпр), например, по одному из вариантов формулы Козени:
поверхность горный порода
Sуд. = 7?105·(m·vm)/(vkпр.)
Или по выражению, предложенному К.Г. Оркиным:
Sуд. = с·m·v(m/kпр.)
где с - поправочный коэффициент, который учитывает отклонения формы частиц от шарообразной и зависит от величины эффективного диаметра частиц (dэф.) для реальных коллекторов.
Зависимость между коллекторскими свойствами пласта.
Формула Котюхова.
Модель пористой среды: одинаковые трубочки длиной l, радиусом R.
n-плотность трубочек на ед. площади образца.
Из и следует
Приравниваем
Реальный грунт, Котяков:
ц- структурный коэффициент цпесч=1,2…1,4
Взаимосвязь коллекторских свойств ГП. Идеальный грунт.
Вывод: Пористость идеального грунта, сложенного из шариков не зависит от dш и ?0,48.
1) р=6(1-m)
Связь между радиусом, пористостью и удельной повехностью.
Вывод: Таким образом, с точностью до коэффициента, можно утверждать, что Sуд пропорционально m и обратно пропорционально k.
Распределение пор по размерам
Кривые «капиллярное давление - насыщенноять»
1. Метод шлифов - определение площади тех или иных пор и описание их.
2. Использование закона капиллярного давления при насыщении экстрагированных кернов специальными жидкостями.
Метод насыщения известными жидкостями
a) Метод вдавливания ртути (морально устарел из-за ртути)
b) Метод полупроницаемых мембран
c) Метод центрофугирования (точность 5-10%)
у- поверхностное натяжение
урт=480мН/м
И- угол смачивания
Ирт=140?
Увеличиваем давление, и находим от каждого значения свой радиус.
a) Метод полупроницаемых мембран самостоятельно.
Керн насыщенный
|
щ |
щ0 |
щ1 |
щ2 |
щi-1 |
щi |
|||
|
Масса керна |
m0 |
m1 |
m2 |
mi-1 |
mi |
|||
|
Масса жидкости |
m0-m1 |
m1-m2 |
||||||
|
Объем пор |
mж1/с |
mж2/с |
||||||
|
Радиус капилляра |
Зависимость остаточной водонасыщенности от k.
k1> k2> k3 из-за увеличения пор, участвующих в фильтрации
Функция Леверетта
Зависимость функции Леверетта от водонасыщенности. 1 - алевролиты; 2 - песчаники (пористость пород m=20-30 %, проницаемость А=0,05-0,3 мкм2
Уравнение Козени-Кармона
Для модели, состоящей только из трубочек.
T-коэффициент извилистости (6 и >)
Отношение среднестатистической длины каналов к длине керна.
Формула Козени-Кармана для связи коллекторских свойств пласта.
Метод определения Sуд ГП
1) Косвенный (исходя из формулы Козени-Кармана)
2) Прямой (по абсорбции молекул, образующих мономолекулярный слой на поверхности пор - измерители поверхности).
С0-абсорбция
NAmмол=V(C0-Cср)
Fпор=S1молNмол=(mмол/(м/NA))S1мол
Так как измерение малых концентраций сложно - заменяем на радиоактивность.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Типы пород-коллекторов нефти, газа и воды, их разнообразие по минералогическому составу, геометрии пустотного пространства и генезису. Типы нефтяных залежей. Пористость, проницаемость и удельная поверхность горных пород, лабораторные методы их измерения.
курсовая работа [463,4 K], добавлен 20.03.2013Классификация горных пород по происхождению. Особенности строения и образования магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Процесс диагенеза. Осадочная оболочка Земли. Известняки, доломиты и мергели. Текстура обломочных пород. Глины-пелиты.
презентация [949,2 K], добавлен 13.11.2011Образование магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Основные виды горных пород и их классификация по группам. Отличие горной породы от минерала. Процесс образования глинистых пород. Породы химического происхождения. Порода горного шпата.
презентация [1,2 M], добавлен 10.12.2011Исследование особенностей осадочных и метафорических горных пород. Характеристика роли газов в образовании магмы. Изучение химического и минералогического состава магматических горных пород. Описания основных видов и текстур магматических горных пород.
лекция [15,3 K], добавлен 13.10.2013Процессы разуплотнения горных пород. Электромагнитное поле в моделях разуплотненных структур трещиноватого типа. Зависимость электропроводности горных пород от доли трещин и их заполнения в процессе разуплотнения высокоомным или низкоомным флюидом.
курсовая работа [878,7 K], добавлен 18.04.2015Физические свойства горных пород-коллекторов нефти и газа. Типы осадочных пород: терригенные, хемогенные и органогенные. Гранулометрический состав как содержание в горной породе зерен крупности, выраженное в % от массы или количества зерен, его изучение.
презентация [2,5 M], добавлен 17.04.2015Общее описание и характерные черты осадочных горных пород, их основные свойства и разновидности. Типы слоистости осадочных горных пород и структура. Содержание и элементы обломочных пород. Характеристика и пути образования химических, органогенных пород.
реферат [267,1 K], добавлен 21.10.2009Исторический образ, обзор первобытной обработки камня. Залегания горных пород и их внешний вид. Структура, текстура горных пород Южного Урала. Способы и оборудование для механической обработки природного камня. Физико-механические свойства горных пород.
курсовая работа [66,9 K], добавлен 26.03.2011Сущность интрузивного магматизма. Формы залегания магматических и близких к ним метасоматических пород. Классификация хемогенных осадочных пород. Понятие о текстуре горных пород, примеры текстур метаморфических пород. Геологическая деятельность рек.
реферат [210,6 K], добавлен 09.04.2012Группы горных пород литосферы по структуре слагающего вещества. Алгоритмы второго порядка определения для обломочных, глинистых, кристаллических и аморфных пород. История разработки классификаций горных пород. Пример общей генетической классификации.
монография [315,4 K], добавлен 14.04.2010Методы определения возраста горных пород, слагающих Землю. Возраст пород слоя Базальт Карденас в восточной части Большого Каньона. Геологическая “блоковая" схема расположения пластов горных пород Большого Каньона. Ошибки радиологического датирования.
реферат [1,4 M], добавлен 03.06.2010Внутреннее строение Земли. Неровности земной поверхности. Горные породы: механические сочетания разных минералов. Классификация горных пород по происхождению. Свойства горных пород. Полезные ископаемые - горные породы и минералы, используемые человеком.
презентация [6,3 M], добавлен 23.10.2010Процесс формирования осадочной горной породы. Образование нефтяной залежи. Стадии метаморфизма угля. Распространение органогенных горных пород в Краснодарском крае. Углеводородное и энергетическое сырье. Добыча основных органогенных горных пород.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.07.2013Разработка угольных месторождений. Факторы, влияющие на параметры процесса их сдвижения: вынимаемая мощность пласта, глубина горных разработок и угол падения пород, строение горного массива и физико-механические свойства пород, геологические нарушения.
контрольная работа [65,8 K], добавлен 15.12.2013Подготовка горных пород к выемке. Вскрышные работы, удаление горных пород, покрывающих и вмещающих полезное ископаемое при открытой разработке. Разрушение горных пород, буровзрывные работы, исторические сведения. Методы взрывных работ и способы бурения.
реферат [25,0 K], добавлен 19.03.2009Общая характеристика осадочных горных пород как существующих в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры. Образование осадочного материала, виды выветривания. Согласное залегание пластов горных пород, типы месторождений.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 08.02.2016Определение твердости горной породы, коэффициента пластичности и работы разрушения, осевой нагрузки на долото при бурении из условия объемного разрушения горной породы, мощности, затрачиваемой лопастным долотом. Механические характеристики горных пород.
контрольная работа [198,3 K], добавлен 01.12.2015Характеристика структуры, изучение строения и определение размеров пор горных пород. Исследование зависимости проницаемости и пористости горных пород. Расчет факторов проницаемости и методов определения содержания в пористой среде пор различного размера.
курсовая работа [730,4 K], добавлен 11.08.2012Проведение на электронных вычислительных машинах имитационных лабораторных испытаний горных пород и определение их механических свойств (пределов прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона). Теории определения прочности горных пород Кулона-Мора.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 27.06.2014Основные стадии процесса добычи полезного ископаемого. Предел прочности горных пород при растяжении, методы и схемы определения, количественная оценка. Деформация твердого тела. Методы определения хрупкости горных пород. Хрупкое разрушение материала.
реферат [303,3 K], добавлен 14.02.2014
