Гранулометрический (механический) состав пород

Гранулометрический анализ проводится для определения степени дисперсности минеральных частиц, слагающих породу. Дисперсность частиц сцементированных пород изучается по их шлифам под микроскопом. Несцементированные пески и слабо сцементированные песчаники подвергают гранулометрическому анализу, разделяя частицы на фракции. Гранулометрическим (механическим) составом породы называют количественное (массовое) содержание в породе частиц различной крупности. От степени дисперсности минералов зависят многие свойства пористой среды: проницаемость, пористость, удельная поверхность, капиллярные свойства и т. д. По механическому составу можно судить о геологических и палеогеографических условиях отложения пород залежи.

Поэтому начальным этапом исследований при изучении генезиса осадочных пород может быть их гранулометрический анализ. Так как размеры частиц песков обусловливают общую их поверхность, контактирующую с нефтью, от гранулометрического состава пород зависит количество нефти, остающейся в пласте после окончания его разработки в виде пленок, покрывающих поверхность зерен, и в виде капиллярно удержанной нефти. Гранулометрический анализ песков используется в нефтепромысловой практике. Например, на основе механического анализа в процессе эксплуатации нефтяных месторождений для предотвращения поступления песка в скважину подбирают фильтры, устанавливаемые на забое. Размер частиц горных пород изменяется от коллоидных частичек до галечника и валунов. Однако размеры их для большинства нефтесодержащих пород колеблются в пределах 1— 0,01 мм. Наряду с обычными зернистыми минералами в природе широко распространены глинистые и коллоидно-дисперсные минералы с размерами частиц меньше 0,1 мкм (0,001 мм). Значительное количество их содержится в глинах, лессах и других породах. В составе нефтесодержащих пород коллоидно-дисперсные минералы имеют подчиненное значение. Вместе с тем вследствие значительной по размерам их общей поверхности состав этих минералов влияет на процессы поглощения катионов (и анионов). От их количества в основном зависит степень набухаемости горных пород в воде.

Механический состав пород определяют ситовым и сидементационным анализами. Ситовьй анализ сыпучих горных пород применяется для разделения песка на фракции от 0,05 мм и более. Содержание частиц меньшей крупности определяется методами седиментации. В лабораторных условиях обычно пользуются набором штампованных проволочных или шелковых сит. Штампованные сита имеют отверстия 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм. Существуют различные системы сит и всевозможных механических приспособлений для разделения породы на фракции. В наборе вверху располагают сито с наиболее крупными размерами отверстий. В это сито насыпают 50 г породы, которую просеивают в течение 15 мин. Затем.

оставшиеся на каждом сите частички породы взвешивают и результаты записывают в таблицу. Седиментационное разделение частиц по фракциям происходит вследствие различия скоростей оседания зерен неодинакового размера в вязкой жидкости. По формуле Стокса скорость осаждения в жидкости частиц сферической формы где g— ускорение свободного падения; d — диаметр частиц; v — кинематическая вязкость; сж — плотность жидкости; сп — плотность частицы породы.

Существуют различные мнения о пределах и условиях применимости закона Стокса. Считается, что формула справедлива для частиц диаметрами 0,1—0,001 мм. При меньшем размере на скорость осаждения частиц влияют броуновское движение и слои адсорбированной воды. Степень неоднородности песка характеризуется отношением, d60 /d10, где d60 —диаметр частиц, при котором сумма масс фракций с диаметрами, начиная от нуля и кончая данным диаметром, составляет 60% от массы фракций, a d30 —аналогичная величина для точки кривой суммарного гранулометрического состава. По диаметру, соответствующему точке, подбирают размеры отверстий забойных фильтров для нефтяных скважин.

порода нефтяной пласт гранулометрический.