О п р е д е л е н и е п л о т н о с т и
Порядок выполнения работы.
1. Отбирают парные однородные образцы массой 5 - 10г и более без включений и трещин, не свойственных этой породе. Насыщенные образцы экстрагируют от нефти в аппарате Сосклета ( см. выше).
2. Экстрагированные образцы высушвают в сушильном шкафу при температуре 105°С до постоянной массы и помещают в эксикатор с сухим хлористым кальцием для охлаждения.
Образы взвешивают, определяя их массу mc.
3. Образцы парафинируют (покрывают тонким слоем парафина известной плотности).
Покрытые парафином образцы взвешивают - m c.пар. Находят массу парафина
m пар= mc.пар- mc и его объем Vnap = ( mc.пар- mc )/ σп,, где σп, -плотность парафина.
4. Взвешивают образцы, покрытые парафином, в воде. Для этого образец подвешивают на тонкой проволочке к дужке технических весов; под ним на подставке устанавливают стакан с дистиллированной водой и уравновешивают весы.
5. Получают массу m вс.пер.пр.
6. Затем вводят поправку за массу проволочки m пр, на которой подвешен образец.
Ее взвешивают в воде mвпр. Полученную массу вычитают из массы mвc.пар.пр . парафинированного образца и проволочки при взвешивании в воде и определяют массу парафинированного образца в воде
mвc.пар. = mвc.пар - m в пр.
7. Вычисляют объем парафинированного образца
Vс.nap = (m c.пар – mвc.пар + m впр)/ σв
8. Находят объем сухого образца Vс = Vс.nap – Vnap .
9. Определяют искомую плотность сухого образца
σс = mc / Vс.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРИСТОСТИ
Пористость – свойство горной породы иметь в единице объема пространства, не занятые скелетом.Количественно это свойство оценивается коэффициентом пористости, представляющим отношение объема пор Vпорк полному объему породы и выраженное либо в процентах от объема породы, либо в долях единицы (последнее очень часто используется в аналитических выражениях).
Различают общую, открытую, закрытую, эффективные статическую и динамическую пористости горных пород, которые оцениваются соответствующими коэффициентами k п , k п.о ,k п.з, k п.ст , k п.ди связаны между собою следующими соотношениями :
k п= k п о+ k п з ; k п.ст = k п о ( 1 – k в св ); k пд = kп о ( 1 – k в о);
где k в св и k в о - коэффициенты связанной и остаточной воды .
В зависимости от размера выделяют мегапоры, и поры сверхкапиллярные, капилляр-ные и субкапиллярные.
Мегапоры - полости, средний радиус которых > 10 мм; иногда это карстовые полости, достигающие многих метров; размер сверхкапиллярных пор от 0,1 до 10 мм, капиллярных пор – от 1·10-3 до 0,1 мм и субкапиллярных пор < 1·10-3 мм. Основная часть субкапиллярных пор не пропускает жидкостей при градиентах давлений, наблюю-даемых в природе. Такие поры отмечаются в глинах и в других тонкодисперсных средах.
Песчаники обладают в основном равномерно распределенной по объему межзер-новой пористостью. Встречается также трещинная пористость.
Карбонатные породычаще имеют поры, неравномерно распределенные по объё-му; наряду с межзерновой пористостью может иметь широкое распространение кавернозная и трещинная пористость. Изучение в лабораторных условиях пород с кавернозной и трещинной пористостью сложно. Образец (керн) при извлечении на поверхность может быть разрушен именно по трещинам, представляющим значитель-ный интерес. Наличие в образцах каверн может искажать количественные оценки объё-мов пор и породы.
Для измерения коэффициента пористости необходимо определить соответствующие объемы пор и образца горной породы.
Существуют различные способы определения этих объемов. Наиболее широко используется весовой способ гидростатического взвешивания, который дает хорошие результаты в породах, не имеющих больших, видимых с поверхности образца, каверн, а также без крупных (не удерживающих внутри себя жидкость) трещин.
ОБЩАЯ ПОРИСТОСТЬ
Коэффициент общей пористости kп, представляющий отношение объема всех пор Vпор к полному объему сухого изучаемого образца Vс определяют исходя из следующего соотношения:
kп= Vпор / Vс = ( Vс - VT ) / Vс = 1- VT / Vс = 1 - mT σс / mс σТ , ( )
где VT, Vс , σТ , σс mT , mс - соответственно объёмы, плотности и массы массы твердой фазы и сухой породы.
В сухом состоянии mT ≈ mс и, следовательно,
kп ≈ 1 - σс / σТ , ( )
т. е. коэффициент общей пористости может быть рассчитан по данным определения плотностей сухой породы и твердой фазы.
ОТКРЫТАЯ ПОРИСТОСТЬ
При определении коэффициента открытой пористости kп.о. используют весовые, объемно-весовые, объемные, а также газоволюметрические способы. В практике наиболее часто определение kп.о. осуществляется весовым способом.
Определение коэффициента открытой пористости kп.о. весовым способом
Открытая пористость образца отражает совокупность пор, сообщающихся между собой и атмосферой. Коэффициент открытой пористости k п.о. рассчитывается как отношение объема открытых пор V пор о. к объему сухой породы Ve:
kп.о. = V пор о. / Ve
Объем открытых пор определяют по изменению массы образца при его полном насыщении известной (рабочей) жидкостью
V пор о. = ( m п.ж - mс ) / σж , ( 5 ),
где mс и m п.ж - соответственно массы сухого образца и образца, полностью насыщенного рабочей жидкостью плотностью σж . В качестве рабочей жидкости чаще всего берут керосин, как жидкость, хорошо проникающую в поры породы. Однако использование керосина для определения k п.о. имеет ряд недостатков: необходимость последующей отмывки образцов от керосина, если предполагается проведение других измерений на данном образце; керосин не вызывает набухания глинистых минералов, тогда как в естественных условиях возможны изменения объема глинистых частиц. В связи с этим целесообразно использовать модель пластовой воды и определять вместо коэффициента открытой пористости k п. о. величину объёмной влажности WП .
Объем образца Vc определяют по потере массы образца при погружении его в жидкость
Ve = ( m п.ж - m’п.ж + m пр) / σж, . ( 6 )
где m п.ж - масса насыщенного рабочей жидкостью образца в воздухе; m’п.ж и m пр-соответственно массы образца, насыщенного рабочей жидкостью, и проволочки, полученные при взвешивании их в рабочей жидкости плотностью σж
Коэффициент открытой пористости kп.о рассчитывают с учетом формул ( 5 ), ( 6 )
