![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Коллекторские свойства горных породСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Важнейшим свойством горных пород является их способность вмещать флюиды, пропускать их через себя, или, наоборот – быть непроницаемыми. Все эти свойства носят название коллекторские. Изучение коллекторских свойств горных пород проводится прямыми методами – по образцам керна (кусочкам породы, вынутым из скважины), или косвенными – по геофизическим материалам, по испытаниям скважин на приток. Лабораторное изучение керна – прямое, точное и достоверное. Однако из–за того, что керн обычно разламывается по трещинам, они выпадают из поля зрения исследователя, в результате чего реальная проницаемость пород зачастую оказывается больше, чем определено при лабораторных исследованиях. Поэтому В.Д. Скарятин рекомендует рассматривать трещинный коллектор в виде совокупности двух сред:
–блоков горных пород, размером от нескольких сантиметров до нескольких дециметров (матрицы коллектора), где основная емкость и фильтрация обусловлены порами, кавернами и мелкими трещинами сообщающимися друг с другом; –межблокового пространства, представляющего собой крупные протяженные трещины и зоны дробления пород с приуроченными к ним расширениями, кавернами, пещерами и другими полостями. Итак, горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке, называются коллекторами. Абсолютное большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение. Коллекторами нефти и газа являются как терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), так и карбонатные (известняки, мел, доломиты) породы. Практически со всеми перечисленными горными породами мы встречались во время практики. В маршруте №4 в точке наблюдения №12 на левом берегу р. Мста мы познакомились с разрезом, представленным доломитами, известняками и мергелями и убедились, что он обладает хорошими коллекторскими свойствами (рис. 11.1). Кроме пород-коллекторов существуют породы слабопроницаемые, или практически непроницаемые. Такие породы называются породами-флюидоупорами (покрышками). Лучшие из них – каменная соль и глина. Особенно хорошие изолирующие свойства у монтмориллонитовой глины, способной разбухать в воде. Большая часть горных пород имеет средние коллекторские и изолирующие свойства. В результате флюиды не могут спокойно мигрировать по породе и в то же время не являются надежно удержанными. Такие породы называют ложными покрышками. Так в маршруте №4 в точке наблюдения №12 карбонатную толщу, которую мы подробно изучали и в которой отбирали образцы, подстилает водоупорный горизонт красных глин. С породами-флюидоупорами мы встретились и в маршруте №5 в точке наблюдения №17 на правом берегу реки Мста у моста объездной дороги города Боровичи. Здесь мы увидели обнажение пород, представленных чередованием белых, красных и зелёных глин (рис. 11.2). А в маршруте № 8 в точке наблюдения №30 в правом борту аммонитового оврага мы обнаружили выходящие на поверхность глины, которые являются основным водоупором в данном районе.
В целом породы - коллекторы характеризуются такими свойствами как пористость, проницаемость и трещиноватость.
Пористость Пористость горной породы характеризуется наличием в ней пустот (пор), являющихся вместилищем для жидкостей (воды, нефти) и газов, находящихся в недрах Земли. То есть пористость – это объем порового пространства, который оценивается отношением объема пор к объему горной породы. Выраженная в процентах эта величина называется коэффициентом пористости.
m=Vп/Vобщ*100%, где m – пористость пород, Vп - объем пор в образце породы, Vобщ – объем всего образца.
Пористость чистого стекла – 0%, пористость гранита от 1 до 3 %, пористость песчаников 10–20 и не более 33 %, пористость хлеба 50–70%, пористость пуховой подушки до 85%, то же для пустой бутылки, считая за пору ее полезный объем. В нефтегазовой геологии обычно различают три вида пористости. 1) Общая пористость характеризует все виды пор, в том числе и самые мелкие, поэтому общая пористость сухих глин, как правило, выше пористости песчаников. 2) Открытая пористость характеризует сообщающиеся поры, которые могут поглощать жидкость или газ; открытая пористость соответствует общей. 3) Эффективная пористость характеризует совокупность пор, через которые происходит миграция флюида, то есть это те поры, в которые он может не только проникать, но и быть извлеченным. Таким образом, это объем пор с учетом остаточной воды. Поэтому эффективная пористость для воды, нефти и газа различна, более того она различна для их смеси в разных соотношениях. Пористость сухих образцов колеблется в широких пределах, но достаточно определенна для каждого типа пород. Общая пористость больше, чем открытая, а открытая больше, чем эффективная. Строение порового пространства определяется размерами, формой и пространственными взаимоотношениями пор. По размерам поры классифицируются по разным признакам (табл. 11.1).
Таблица 11.1.
Пористость может быть в горной породе изначально, тогда она называется первичной, а может появиться в процессе существования горной породы – тогда она называется вторичной, например, при растворении горной породы или ее перекристаллизации. Кроме того, пористость бывает гранулярная (или межзерновая) – в терригенных породах, каверновая встречается в карбонатных породах (каверны - поры, образованные в результате растворения составных частей хемогенных или биогенных пород или разложения соединений, неустойчивых в определенных термобарических обстановках) и трещинная – в любых по генезису породах.
Таблица 11.2.
Гранулярная пористость зависит от окатанности, сортированности, формы и способа укладки зерен, а также от типа и состава цемента. Коэффициент пористости может достигать 40%, но обычно он превышает 20. Трещинная пористость не превышает 3–5 %. Кавернозная пористость характерна для растворимых пород карбонатов, сульфатов и хлоридов. Размеры каверн от долей миллиметров до десятков метров. Очень большую, но неравномерную пористость имеют органогенные известняки, которые мы встречали в маршруте №2 в точке наблюдения №4 на Бельском карьере и в маршруте №4 в точке наблюдения №11 на левом берегу реки Мста (Рис. 11.4). Характерные значения пористости для различных горных пород приведены в таблице (табл. 11.2).
Проницаемость Проницаемость – способность пород пропускать флюиды. Пути миграции флюидов - поры, каверны, соединяющиеся каналами, трещины. Чем крупнее пустоты, тем выше проницаемость. Для оценки проницаемости обычно используется линейный закон фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости жидкости. Закон Дарси применим при условии фильтрации однородной жидкости, при отсутствии адсорбции и других взаимодействий между флюидом и горной породой. Величина проницаемости выражается через коэффициент проницаемости (Кпр): Кпр=Q*m*L/D*p*F, где Q - объем расхода жидкости в единицу времени; D*р - перепад давления; L - длина пористой среды; F - площадь поперечного сечения элемента пласта; m - вязкость жидкости. Практической единицей измерения проницаемости является дарси. 1 дарси - проницаемость пористой системы, через которую фильтруется жидкость с вязкостью 1 сантипуаз (сП), полностью насыщающая пустоты среды, со скоростью 1 см3/с при градиенте давления 1 атм (760 мм) и площади пористой среды 1 см2. 1 дарси = 0,981*10-12 м2. Промышленную ценность нефтяного месторождения можно определить по проницаемости его пород - способности проникновения жидкости или газов через породу. Движение жидкостей или газов через пористую среду называется фильтрацией. Различают несколько видов проницаемости. 1) Абсолютная проницаемость - это проницаемость горной породы применительно к однородному флюиду, не вступающему с ней во взаимодействие, при условии полного заполнения флюидом пор среды. Абсолютная проницаемость измеряется в сухой породе при пропускании через последнюю сухого инертного газа (азота, гелия). В природе не встречаются породы, не заполненные флюидами (различными газами, жидкими углеводородами, водой и т.д.). Обычно поровое пространство содержит в различных количествах воду, газ и нефть (в залежах). Каждый из флюидов оказывает воздействие на фильтрацию других. Поэтому редко можно говорить об абсолютной проницаемости в природных условиях. 2) Эффективная (фазовая) проницаемость - проницаемость горной породы для данного жидкого (или газообразного) флюида при наличии в поровом пространстве газов (или жидкостей). Этот вид проницаемости зависит не только от морфологии пустотного пространства и его размеров, но и от количественных соотношений между флюидами.
3) Относительная проницаемость - отношение эффективной проницаемости к абсолютной. Относительная проницаемость породы для любого флюида возрастает с увеличением ее насыщенности этим флюидом. Все породы в той или иной мере проницаемы. Все породы по своим свойствам являются анизотропными, следовательно, и проницаемость в пласте по разным направлениям будет различной. В обломочных породах Кпр по наслоению выше, чем в направлении, перпендикулярном наслоению. В трещиноватых породах по направлению трещин проницаемость может быть очень высокой, а вкрест простиранию трещин может практически отсутствовать. Максимальны значения проницаемости для трещинных пород. Наиболее распространенное значение Кпр для промышленно продуктивных пластов от 1·10-15 до 1·10-12 м2. Проницаемость более 1·10-12 м2 является очень высокой, характерна для песков, песчаников до глубин 1,5-2 км и трещинных карбонатных пород. Проницаемость зависит от размера и конфигурации пор, что обусловлено размером зерен терригенных пород, плотностью укладки и взаимным расположением частиц, составом и типом цемента. Очень большое значение для проницаемости имеют трещины. Трещины в породах бывают открытые и закрытые (за счет вторичного смыкания и минерализации). Вследствие тектонических процессов образуются системы трещин, ориентированных в определенной плоскости. Если вдоль трещин не происходит смещение пород или оно незначительно, то система трещин называется трещиноватостью. Трещиноватость Трещины в коллекторах – это не только полости для накопления флюида, но и пути его миграции. К трещиноватым коллекторам за рубежом приурочено более 50% запасов нефти, а в России 12% залежей. Именно трещиноватыми коллекторами обусловлена нефтегазоносность знаменитой баженовской свиты в Западной Сибири (бажениты), а также доманиковых слоев в Европе и Северной Америке. Одной из характеристик трещиноватости является густота трещин, тесно связанная с литологией пород. Обычно наибольшей растресканностью обладают кремнистые разности, затем глинистые и известковистые. В песчаных разностях в общем случае отмечены минимумы трещиноватости. Интенсивность трещиноватости не зависит от мощности слоя, что доказано на большом фактическом материале. В маршруте №7 в точке наблюдения №22 в Зеленогорском карьере мы познакомились с чередованием карбонатных пластов различных по мощности и по составу. Пласты известняков, которые мы видели, были трещиноватые (см. рис. 11.4). В точке наблюдения №23 в том же Зеленогорском карьере в пластах известняков мы увидели морозобойные трещины. Морозобойное растрескивание горных пород связано с образованием трещин в мерзлой породе, которая обязана возникновению напряжений в ней при охлаждении и сжатии.
Также в точке наблюдения №24 мы имели возможность изучать отторженец, одним из признаков которого является повышенная трещиноватость и дислоцированность пород. Поэтому в этой точке наблюдения мы вновь увидели пласты светло-серых трещиноватых известняков (Рис. 11.5).
В жизни, однако, чаще всего встречаются трещиноватые коллекторы смешанного типа, поровое пространство которых включает как системы трещин, так и поровое пространство блоков, а также каверны и карст. Карст – совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами (гипсами, известняками, мраморами, доломитами и каменной солью). В результате этих процессов образуются и карстовые воронки - формы поверхностного рельефа, имеющие наибольшее распространение. Они встречаются в областях с различными климатическими условиями и имеют форму чаш или блюдец, то с крутыми, то с пологими склонами. С карстовыми воронками мы познакомились в маршруте №4 в точке наблюдения №9 в 400 м к югу от селения Мшенцы (см. рис. 11.6). Мы видели две карстовые воронки, соединенные пещерой и образовавшиеся в известняках нижнекаменноугольного возраста.
Условиями образования карста являются: 1)трещиноватость растворимых горных пород, обеспечивающих их водопроницаемость; 2)наличие агрессивных вод и движение и по трещинам. Отсюда следует вывод, что горные породы, в результате растворения которых образовалась воронка, являются трещиноватыми. Ряд карстовых воронок, не заполненных водой, мы встретили в маршруте №4 в точке наблюдения №10 в 2 км от поселка Ровное, на левом берегу реки Мста. В этой точке мы видели на карбонатном плато многочисленные карстовые воронки разные по размеру. Воронки образовались в С1, сложены известняками и доломитами, также трещиноватыми. Их происхождение связано с растворяющей деятельностью подземных вод. Коллекторские и изолирующие свойства зависят не только от особенностей породы, но и от состояния флюидов внутри нее, от давления и температуры, при которых они находятся. Характеристики коллекторов и флюидоупоров меняются с глубиной часто неоднозначно и непредсказуемо. Например, коллекторские свойства карбонатных пород улучшаются за счет выщелачивания и образования каверн, растворения карбонатного цемента. Глинистые породы часто обезвоживаются и растрескиваются. А в терригенных породах обломочные частицы уплотняются, ближе прилегают друг к другу, в результате чего коллекторские свойства породы ухудшаются. С уверенностью можно утверждать только то, что ни идеальных флюидоупоров, ни идеальных коллекторов в природе не существует. Экология Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. Сейчас в мире все больше и больше говорят об экологических проблемах - изменениях природной среды в результате антропогенных воздействий, ведущих к нарушению структуры и функционирования природы. Такие проблемы не обходят стороной и Тверскую область – район, в котором проходила наша геологическая практика. Тверская область признана одним из самых экологически чистых районов России. В Тверской области функционирует ни один санаторий, имеется множество турбаз и, уже давно полюбившиеся русским туристам и отдыхающим, два курорта: Кашин и Селигер. Нельзя не сказать об озере Валдай, которое мы посетили в маршруте №5 (см. рис. 12.1). Само слово «Валдай» в переводе с угро-финского языка означает – чистый и светлый. Уникальное по рельефу дна озеро, с множеством островков, признано мировым достоянием и объявлено заповедной зоной. Само озеро состоит из двух плесов – Валдайского и Долгобородского. Флора и фауна на берегах этого озера, так же великолепна, как и само озеро. На берегах его и вокруг активно растут ель и сосна, рябина и можжевельник, иногда можно встретить кедр. В районе озера Валдай можно встретить таких животных, как медведь, волк, лось, выдра, куница, белка, рысь, енот и т.д. Благодаря государственным программам окрестные леса находятся под контролем и защитой. Это позволяет оставаться им в первозданной форме.
Однако, несмотря на отличный экологический фон, Тверская область, как и вся планета, подвержена негативному влиянию человека. Одна только трасса «Москва – Санкт-Петербург», проходящая недалеко от нашей геобазы «Залучье», наносит непоправимый вред экологии региона. Выхлопные газы (в основном CO2) могут легко привести к парниковому эффекту, а также ослабить озоновый слой Земли. Во время маршрута №5 в точке наблюдения №16 мы стали свидетелями экологического дисбаланса на территории ныне разрушенной и заваленной Шиботовской шахты. Точка наблюдения находилась на территории террикона, сложенного отвалами «пустой» породы. Поверхность террикона не осваивается растительностью, потому что пирит и марказит, который там встречается, при взаимодействии с водой, солнцем и кислородом, выделяют сероводород, серу и серную кислоту. Именно по этим причинам здесь гибнет растительность и современная фауна. В районе точки наблюдения мы натолкнулись на загрязненный водоем (см. рис. 12.2). В окрестностях города Боровичи функционирует 10 таких терриконов. Программы по уменьшению нанесения урона окружающей среде сейчас разрабатываются.
Основными источниками загрязнения воздушного бассейна в области являются предприятия химической и нефтехимической промышленности, железнодорожного машиностроения, стекловолокнистых соединений, энергетики, автотранспорт. Выбросы вредных веществ от стационарных источников в атмосферу за 2002 г. составили 49,7 тыс. т, в том числе: твердых веществ – 6,3 тыс. т, диоксида серы – 9,2 тыс. т, оксида углерода – 16,5 тыс. т, оксидов азота – 12,6 тыс. т, летучих органических соединений – 2,3 тыс. т. А Общие выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в 2007 г. возросли на 12% при росте индекса производства на 6%.Крупнейшие источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу – Конаковская ГРЭС (20,7% областного объема выбросов), ТЭЦ-3, г. Тверь (3,2%). В последние годы произошло существенное сокращение экологически чистых средств общественного транспорта, расширяется парк автомобилей. Область богата водными ресурсами, однако обеспечение населения качественной питьевой водой остается серьезной проблемой. Вода в р. Волга в большинстве наблюдений расценивается как “умеренно загрязненная”. Наиболее неблагоприятная обстановка складывается у городов Ржев, Зубцов, Старица. Несмотря на высокую обеспеченность региона очистными сооружениями, эффективность их работы крайне низка, в результате чего в водные объекты поступает большое количество загрязняющих веществ: нефтепродукты, относящиеся к наиболее опасным загрязняющим веществам фенолы; соединения меди, железа; формальдегид, а также легкоокисляемые органические вещества, хлориды, ухудшающие вкусовые качества воды; сульфаты, оказывающие физиологическое воздействие на человеческий организм. Причинами недостаточной эффективности очистных сооружений являются изношенность оборудования в жилищно-коммунальном хозяйстве и несовершенство технологий очистки. Большую опасность в городах может представлять накопление ядовитых веществ в местах несанкционированных свалок. Мусороперерабатывающие заводы на территории области отсутствуют. Большинство полигонов в области не соответствует требованиям экологической безопасности. Поэтому возрастает число несанкционированных свалок и как результат интенсивное загрязнение почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха. Одну из таких несанкционированных свалок мы встретили в маршруте №7 в точке наблюдения №24. Карьер возле горы Лазовая, который мы посетили, ныне заброшен, на его территории осуществляется несанкционированный выброс мусора (см. рис. 12.3).
Такую же проблему создают нерекультивированные карьеры. Один из таких мы посетили в маршруте №7 в точке наблюдения №22. Ныне не разрабатываемый Зеленогорский карьер больше походит на свалку. Совсем рядом с нашей точкой наблюдения можно было найти множество битого стекла и других бытовых отходов. Еще одна серьезная экологическая проблема Твери - захоронение ртутьсодержащих отходов НПО «Диапазон» на городском полигоне ТБО в д. Пуково, который не предназначен для этих целей. Существует вероятность попадания ртути в трофические цепи. Данный факт создает угрозу для здоровья населения города Твери и прилегающих территорий. Не решена также и проблема хранения и утилизации пришедших в негодность и запрещенных к применению пестицидов и агрохимикатов. Центрами образования и накопления основного количества промышленных и бытовых отходов остаются города Тверь, Вышний Волочек, Ржев. В 2002 г. в области образовалось 635,9 тыс. т отходов всех классов опасности, из которых 48% использованы и обезврежены. Из-за отсутствия специализированного полигона промышленные отходы размещены на территории предприятий, в накопителях и отвалах, на свалках ТБО. Твердые бытовые отходы вывозятся на 52 свалки, которые не соответствуют санитарным нормам. Тяжелое положение с отходами сложилось в городах Тверь, Весьегонск, Западная Двина, Кимры, Кувшиново, Ржев. В этих городах, а также в Зубцове, Конаково, Вышнем Волочке, в пос. Селижарово не ведется строительство полигонов. Решение экологических проблем – охрана окружающей среды. Задача природоохранной деятельности заключается в стабилизации и улучшении эколого-географической ситуации в регионе. Первоочередной следует признать реализацию природоохранных мер в ареалах узлов экологической напряженности и проведение научных исследований в районах внутриобластных проблемных эколого-географических ситуаций. Заключение Время прохождения учебной геологической практики стало невероятным по своему научному, жизненному и эмоциональному содержанию. В течение выездных и пеших маршрутов мы закрепили и расширили свои знания, приобрели необходимые, и даже сверх того, навыки по следующим разделам геологии: тектоника, стратиграфия, геологические деятельности озер, болот, ледников, подводных и поверхностных текучих вод. Познакомились с природой и климатом Тверской и Новгородской областей, наблюдали геологические процессы, их проявления, последствия в прекраснейших местах, по которым проходили наши многие маршруты. Взорам и перу молодых исследователей представились реки Мста, в её «горной» и спокойной частях, Шлина, подземная Панаретка; Бельский и Зеленогорский карьеры; неисчислимое количество источников, среди которых «Святынька», Святой Марфы; гору Лозавая, московские Воробьёвы горы; озёра Коломно, Шитовское, Валдайское (Святое); Шиботовскую шахту и её громадный террикон; старинные русские города Вышний Волочек, Бологое, Валдай, музей-заповедник «Коломеское». Кроме памятников природы преподаватели в занимательной и доступной форме знакомили нас с историко-культурными достопримечательностями, среди которых ярким пятном остались в памяти Иверский монастырь и ранее упомянутый парк «Коломеское». Студенты научились находить горные породы различного происхождения, почти безошибочно в полевых условиях определять их минеральный состав. Практика явила собой бесценный опыт коллективного взаимодействия, сплотила и сдружила не только внутри бригады, но и группу в целом. Каждый в совместной работе мог рассчитывать на поддержку и помощь окружающих. Положа руку на сердце можем сказать, что первая геологическая практика станет одной из ярчайших страниц нашей студенческой молодости. Бригада выражает благодарность замечательным начальнику практики и всему преподавательскому и ассистентскому составу за незабываемое время препровождения, отменный багаж знаний и жизненного опыта, понимание, содействие и поддержку во многих начинаниях! Список литературы и источников 1. Короновский Н. В. Общая геология. М.: МГУ, 2002. 2. Хаин В. Е. Ноогеология — геология будущего / В кн.: Основные проблемы современной геологии. М.: Научный мир, 2003. 3. Горшков Г.П, Якушова А.Ф. Общая геологии. М., Изд. Московского университета, 1973. 4. Соколовский А.К. Общая геология. М.: КДУ, 2006. Том 1 5. Соколовский А.К. Общая геология. М.: КДУ, 2006. Том 2 6. Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии. М., Высшая школа, 1991. 7. Троицкий Н.И Цикл лекций по курсу «Геология» М.:2011. 8. Курсовые работы студентов группы по общей геологии. 9. Короновский Н.В, Ясаманов Н.А. Геология – 3-е изд., стер.- М.: «Академия», 2006 10. Лекции Руднева А.Н. 11. http://www.gubkin.ru/faculty/magister_training/magistrantu/posobia/UCH2/Glava4.htm 12. http://www.mining-enc.ru/s/stratigrafiya/ 13. http://geo.web.ru/mindraw/mine9a.htm
Приложение 1
Приложение 4 Приложение 5
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 615; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.188.209.215 (0.015 с.) |