Под пористостью горной породы понимают наличие в ней пустот (пор, трещин, каверн). Это важнейший емкостной параметр горных нефтегазосодержащих пород, так как используется при подсчете запасов углеводородных месторождений. Пористость подразделяют на общую, открытую и эффективную.
Коэффициентом общей (или абсолютной) пористости mоб называется отношение суммарного объема пор Vпор в образце породы к видимому его объему Vобр.
(1.8)
Открытая пористость – это объем открытых связанных поровых каналов. Коэффициент открытой пористости mот – отношение суммарного объема открытых пор Vоп к объему образца породы Vобр.
(1.9)
При изучении процессов фильтрации важна именно эффективная (активная) пористость, под которой понимается система проточных пор, через которые возможна фильтрация пластовых флюидов при градиентах давления, соответствующих природным условиям. Понятие эффективной пористости исходит из предположения, что в породах в некоторой части объема открытых пор имеются непроточные поры, которые составляют тупиковые участки сообщающихся между собою пор, не участвующие в процессе фильтрации при нормальных градиентах давления.
(1.10)
где mэф – эффективная пористость; Vэф – объем эффективных пор.
Коэффициенты пористости выражаются в долях единицах или их можно перевести в проценты путем умножения на 100.
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ПОРИСТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД ОБЪЕМНЫМ МЕТОДОМ
В лабораторных работах № 3 и № 4 были подробно описаны методики нахождения объемной и минералогической плотности одного и того же образца горной породы. Зная эти параметры можно вычислить коэффициент общей пористости mоб по следующей формуле:
(1.11)
где ρоб – объемная плотность породы, г/см3; ρмин – минералогическая плотность породы, г/см3.
Необходимая аппаратура и принадлежности
Порозиметр, ступка, аналитические весы с разновесами, устройство для создания вакуума, керосин.
Описание аппаратуры
Устройство порозиметра. Порозиметр состоит из градуированной трубки, имеющей на одном конце камеру, а на другом – расширение, притертое к стаканчику. У собранного прибора объем стаканчика до начала шкалы равен объему камеры до конца шкалы (28 см3). Внутренний диаметр трубки 4.5 мм, толщина стенки 1.5 мм. Объем градуированной части трубки составляет 5 см3, а длина 31.4 см. Цена деления шкалы составляет 0,02 см3. Полная длина прибора – 45.7 см.
Выполнение работы
1. Проэкстрагированный и высушенный образец горной породы весом 15 – 20 грамм делится на две части, так чтобы одна часть была весом около 10 – 15 грамм, а другая 5 – 10 грамм.
2. Берется первая часть образца весом 10 – 15 гамм и взвешивается на весах для определения его массы М1.
3. Этот образец под вакуумом насыщается керосином. Для этого его помещают в стаканчик с керосином, который ставят в вакуумную установку. Вакуумирование проводят до полного прекращения выделения из образца пузырьков воздуха.
4. Насыщенный образец вынимают из керосина и осушают. Для этого образец кладут на стекло и несколько раз перекатывают его на сухое место.
5. В порозиметр наливают керосин, плотно закрывают стаканчиком, переворачивают стаканчиком вниз и через 5 - 8 минут при отвесном положении в штативе берут отсчет уровня керосина по шкале (V1).
6. С порозиметра осторожно, давая стечь керосину с краев стаканчика в трубку, снимают стаканчик. Насыщенный керосином кусочек образца кладут в стаканчик, затем прибор плотно закрывают стаканчиком, переворачивают, ставят на место и, как в первом случае, снимают второй отсчет по шкале (V2).
7. Рассчитывают объем Vобр и объемную плотность образца ρоб породы по формулам:
,(1.12)
. (1.13)
8. Вторую часть образца весом 5 – 10 грамм тщательно размельчают в ступке и взвешивают (М2). Объем зерен породы Vзер измеряют в порозиметре так же, как и объем породы. Плотность зерен рассчитывают по формуле:
(1.14)
9. Далее вычисляется коэффициент общей пористости по формуле 1.11.
10. Результаты измерений и вычислений записывают в журнал (таблица 1.9).
Таблица 1.9 – Результаты исследования
| Величина | Обозначение | Значение |
| Вес образца, г | М1 | |
| Объем керосина без образца, см3 | V1 | |
| Объем керосина с образцом, см3 | V2 | |
| Объем образца, см3 | Vобр=V2 – V1 | |
| Объемная плотность образца, г/см3 | ρоб=М1 / Vобр | |
| Вес размельченного образца, г | М2 | |
| Объем керосина без размельченного образца, см3 | V3 | |
| Объем керосина с размельченным образцом, см3 | V4 | |
| Объем зерен, см3 | Vзер=V4 – V3 | |
| Минералогическая плотность, г/см3 | ρмин=М2 / Vзер | |
| Коэффициент общей пористости, % | mоб |
Упражнение 1.5. Определить коэффициент общей пористости.
Таблица 1.10– Исходные данные к упражнению 1.5
| Вариант | М1,г | V1, см3 | V2, см3 | М2, г | V3, см3 | V4, см3 |
| 0,1 | 4,8 | 0,1 | 2,25 | |||
| 11,1 | 0,1 | 4,8 | 6,2 | 0,1 | 2,24 | |
| 11,2 | 0,1 | 4,8 | 6,4 | 0,1 | 2,23 | |
| 11,3 | 0,1 | 4,8 | 6,6 | 0,1 | 2,24 | |
| 11,4 | 0,1 | 4,8 | 6,5 | 0,1 | 2,23 | |
| 11,5 | 0,1 | 4,8 | 6,4 | 0,1 | 2,25 | |
| 11,6 | 0,1 | 4,8 | 6,8 | 0,1 | 2,27 | |
| 11,7 | 0,1 | 4,8 | 0,1 | 2,26 | ||
| 11,8 | 0,1 | 4,8 | 6,4 | 0,1 | 2,25 | |
| 11,9 | 0,1 | 4,8 | 6,5 | 0,1 | 2,24 |
Лабораторная работа № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОТКРЫТОЙ ПОРИСТОСТИ ПО МЕТОДУ И.А. ПРЕОБРАЖЕНСКОГО
По И.А. Преображескому объем открытых пор определяется объемом керосина, вошедшего в поровое пространство керна, а объем образца – гидростатическим взвешиванием насыщенного керосином образца в керосине.