Состав и свойства горных пород. Морфология

Разрез представлен следующими горными породами:

Глина — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).

Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.

Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин — серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).

Доломит -1) породообразующий минерал класса карбонатов, CaMg(CO₃)₂. Белый, сероватый и др. Твёрдость 3,5 — 4,0; плотность 2,9 — 3,2 г/см3. Осадочный, гидротермальный. 2) Осадочная карбонатная горная порода, целиком или преимущественно состоящая из минерала доломита.

Аргиллит — твёрдая, камнеподобная глинистая горная порода, образовавшаяся в результате уплотнения, дегидратации и цементации глин при диагенезе и эпигенезе. По минералогическому и химическому составу аргиллиты очень сходны с глинами, но отличаются от них большей твёрдостью и неспособностью размокать в воде. Сложены в основном глинистыми минералами гидрослюдистого монтмориллонитового и хлоритового типов с примесью частиц кварца, слюды, полевых шпатов. Подобно глинам, аргиллиты образуют либо массивные пласты, либо микрослоистые (плитчатые) разновидности. Аргиллиты — типичные осадочные породы, характерные для геосинклинальных складчатых областей, а также глубоко погруженных осадочных толщ платформ. Аргиллит является разновидностью камнеподобной сланцеватой глины. Минерал бывает синевато-серой, черной, аспидной, светлой, беловатой окраски. Блеск — шелковистый, смолянистый. Твёрдость — 3,5-4,0; Плотность — 1,3-2,6 г/см3.

Известняк - осадочная порода, сложенная преимущественно карбонатом кальция — кальцитом. Благодаря широкому распространению, легкости обработки и химическим свойствам известняк добывается и используется в большей степени, чем другие породы, уступая только песчано-гравийным отложениям. Известняки бывают разных цветов, включая черный, но чаще всего встречаются породы белого, серого цвета или имеющие коричневатый оттенок. Объемная плотность 2,2-2,7. Это мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа. Известняки бурно вскипают при взаимодействии с разбавленной кислотой. В соответствии со своим осадочным происхождением имеют слоистое строение. Чистый известняк состоит только из кальцита (редко с небольшим содержанием другой формы карбоната кальция — арагонита). Присутствуют и примеси. Двойной карбонат кальция и магния — доломит — обычно содержится в переменных количествах, и возможны все переходы между известняком, доломитовым известняком и горной породой доломитом. В процессе отложения известняка водой привносятся также глинистые частицы, порода становится глинистой, стираются четкие границы между известняком, глинистым известняком и глинистым сланцем. Кремень тоже является обычной примесью; он нередко присутствует в форме желваков (кремневых конкреций) или в виде более или менее явно выраженных слоев. При метаморфизме, по мере того, как перекристаллизация кальцита охватывает всю породу и возникает мозаичная структура (агрегат из четко ограниченных плотно прилегающих друг к другу изометричных зерен приблизительно одинакового размера), известняк постепенно превращается в мрамор. Существует много разновидностей известняка. Ракушечником называют скопления обломков раковин, сцементированных в ячеистый агрегат. Если раковины имеют микроскопическую величину, образуется слабосвязанная, мягкая, тонко крошащаяся, мажущая порода — мел. Оолитовый известняк состоит из мелких, размером с рыбьи икринки, сцементированных между собой шариков. Ядро каждого такого шарика-оолита может быть представлено песчинкой, обломком раковины или частицей какого-либо другого инородного материала. Если шарики более крупные, величиной с горошину, их называют пизолитами, а породу — пизолитовым известняком. Мергель представляет собой несцементированную смесь карбоната кальция и глины. Названия некоторых разновидностей известняка обусловлены возможным направлением его практического использования. Например, литографический известняк — это исключительно плотный, компактный и однородный камень, применяемый в литографии. Известняк, наиболее распространенная осадочная карбонатная горная порода, состоящая главным образом, из кальцита СаС0₃. Составляет 12% от всей массы осадочных пород. Хим. состав чистого известняка близок к кальциту (СаО 56%, С0₂ 44,0%). В состав карбонатной части известняка входят также доломит CaMg(CO₃)₂, FeCO₃ и МпС0₃ (менее 1%), некарбонатные примеси - глинистые алюмосиликаты и минералы кремнезема (опал, халцедон, кварц), в небольших количествах оксиды, гидрооксиды и сульфиды Fe, Са₃(Р0₄)₂, CaSO₄. Промышленная классификация известняка построена на соотношениях содержаний кальцита и главных примесей, доломита и глинистого вещества, количества которых могут варьировать непрерывно вплоть до полного преобладания. К известнякам принято относить породы с содержанием кальцита не менее 50%. По структуре агрегатов кальцита различают известняки кристаллические (хемогенные), биогенные (сложенные скелетами известковых организмов, например, мел, состоящий из мелких обломков и целых известковых скелетов микроорганизмов) и обломочные (смешанные структуры, например, мергель, состоящий из кальцита, доломита и глинистого материала). Цвет известняка преимущественно белый, светло-серый, желтоватый; примеси могут окрашивать его в бурый, красный, зеленый или черный цвета; плотность 2700-2900 кг/м3; предел прочности при сжатии от 0,4 до 300 МПа.

2.2 Оценка основных параметров зоны поглощения (аналитический метод определения коэффициентов приемистости).

Обобщенное уравнение фильтрации записывается в виде:

 

 

1) Используем данные исследуемого поглощающего горизонта в виде журнала наблюдений для заданного количества режимов

Параметры
	1,2	1,1	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1
Q[л/с]			14,5	12,8	11,3	9,6	8,2	6,6	5,2	3,8	2,6	1,2

 

2)Строим индикаторную диаграмму в координатах .

3) После этого записываем систему из трех уравнений в общем виде для точек 1,2,3 это диаграммы: для удобства делим на 0,1

Где - суммарный расход через горную породу для точек 1,2,3, при давлении .

-коэф. приемистости

4)Записываем систему уравнений с принятыми обозначениями обозначениями:

5) Определяем коэффициенты приемистости:

6) Записываем закон фильтрации в обобщенном виде с найденным коэффициентами приемистости:

л/с

7) Проверяем правильность записи закона фильтрации для незадействованных точек из таблицы журнала наблюдений

Для решения №4.

Ошибка:

Для решения №5.

Ошибка:

Для решения №6.

Ошибка:

8) Определим к какой горной породе приурочен поглощающий горизонт:

л/с

т. к. наибольшее количество от общего (суммарного) дебита Q приходится на К1, то интервал поглощения представлен трещинно-кавернозными породами.

Вывод:

¾ модель адекватна, так как ошибка менее 10%;

поглощающий интервал сложен в основном трещинно-кавернозными породами.