Опис і вивчення керну гірських порід

 

МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ

 

Метою роботи є набуття студентами практичних навиків з опису керну порід.

Завдання роботи:

– вивчити послідовність опису керну;

– навчитися вірно описати взірець керну.

 

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

Первинний опис керну проводиться геологом лаборант-колектором на буровій. Не зважаючи на його схематичність, він цінний тим, що описується щойно піднятий керн, який максимально зберіг ознаки нафти і газу та колір породи.

Для детального макроскопічного опису, керн промивається водою та очищається від кірки промивної рідини.

Макроскопічне вивчення та опис керну - одна із відповідальних операцій і тому повинна проводитись з особливою увагою. Для цього користуються лупою з
10-20-кратним збільшенням та соляною кислотою. Лупа застосовується для встановлення мінералогічного складу (наявність піриту, слюд, польових шпатів та ін.). Соляна кислота застосовується для встановлення карбонатності (вмісту СаСО_з). Опис керну роблять в геологічному журналі.

Основною умовою опису керну є однотипність опису, тому що тільки у цьому випадку можливе його використання для співставлення розрізів свердловин та побудови однотипних колонок. При описі керну рекомендується прийняти таку послідовність:

1 назва породи

2 Склад породи

3 Колір породи

4 Домішки та характер цементу

5 Твердість породи

6 Структура породи

7 Текстура породи

8 Включення

9 Елементи залягання

10 Наявність викопної фауни

11 Ознаки нафти та газу

12 Ознаки інших корисних копалин

НАзВА ПОРОДИ

Осадові породи поділяються на уламкові чи теригенні, карбонатні та хемогенні.

Теригенні породи поділяють за величиною частинок, які складають породу.

Єдиної загальноприйнятої класифікації гранулометричного складу теригенних порід немає, тому в практиці часто використовують класифікацію гранулометричного складу порід Авдусіна - Батуріна, яка наведена нижче:

Порода	Діаметр зерен, мм
>0,5	>0,25	>0,1	>0,01	<0,01
пісок крупнозернистий	50%				10%
пісок середньозернистий		50%			10%
пісок дрібнозернистий			50%		10%
алевроліт				50%	10%
пісок глинистий					50%
глина піщаниста					50%
глина					75%

 

Порода отримує ту чи іншу назву при наявності відповідної фракції в її складі у кількості більше ніж 50 %. Якщо жодна із фракцій не міститься в такій кількості, то до назви породи додають слово “різнозерниста”.

Крім дрібнозернистого піску виділяють тонкозернистий та грубозернистий пісок.

При відсутності оптичних приладів, які мають масштабну лінійку, розмір частинок можна визначити так:

а) в крупнозернистому піску чітко видно частинки з діаметром від 0,5 до 1.0 мм;

б) в середньозернистому піску чітко видно окремі зерна, які відчуваються при розтиранні породи пальцями (діаметр зерен 0,2–0,5 мм);

в) в дрібнозернистому піску при розтиранні між пальцями відчуваються окремі зерна. Діаметр зерен 0,1 –
0,25 мм;

г) в тонкозернистому піску окремі зерна не відчуваються. Діаметр зерен 0,05–0,1 мм. Деякі геологи тонкозернисті піски називають крупним попелом.

Глинистий пісок від піщаної глини відрізняється вмістом піщаних частинок. Візуально визначити глинистий пісок чи піщану глину важко. На дотик, в розтертому шматочку гірської породи, не повинні відчуватись зерна.

Суха глина, яка не має піщаних частинок, між пальцями розтирається як тонка пудра.

До карбонатних порід відносяться вапняки, крейда та доломіти. Вони мають характерну будову та склад і за реакцією з соляною кислотою визначаються досить легко. Назва карбонатних порід визначає їх склад.

Складніше відрізнити вапняк від доломіту. Для цього користуються реакцією зафарбовування.

До хемогенних порід відносяться гіпс, ангідрит, галіт, сильвініт, які мають кристалічну структуру.

 

СКЛАД ПОРОДИ

При описі пісків та пісковиків вказують основний породоутворюючий мінерал. Наприклад: пісок кварцевий, пісок польовошпатовий.

Для карбонатних та хемогенних порід найменування визначає її склад. Наприклад: вапняки форамініферові, брахіоподові, коралові та інші. Фауністичне визначення вапняків проводять палеонтологи.

 

КОЛІР ПОРОДИ

Колір породи є важливою кореляційною ознакою. Враховуючи те, що порода волога і на свіжому зламі за кольором часто відрізняється від сухої, визначення кольору слід робити до того, як вона змінила його, краще всього після вилучення керну із колонкового долота чи в керносховищі.

 

ДОМІШКИ ТА ЦЕМЕНТ

Породи рідко представлені одним породоутворюючим мінералом, але вони часто містять домішки у вигляді уламків інших мінералів або цементу. Пісок або пісковик можуть бути глинистими, вапняковистими. Вапняки можуть бути піскуватистими, глинистими, доломітизованими.

Значна кількість домішок і цементу може змінювати назву породи. Так, наприклад, коли вапняк містить більше 30 % глини, порода отримує назву мергеля. При вмісті глини більше 70 % мергель переходить у вапняковисту глину.

Піскуватість і глинистість породи визначають на дотик шляхом розтирання породи пальцями, слюдистість - при наявності лусок слюди, наявність заліза і глауконіту за іржавим або зеленуватим відтінком.

Вапняковистість породи визначають з допомогою 10 % розчину соляної кислоти. На породу піпеткою наносять 1-2 краплі розчину кислоти. При наявності реакції (виділення вуглекислого газу) порода є карбонатною або містить карбонатний цемент. Інтенсивність реакції вказує на ступінь карбонатності породи.

 

ТВЕРДІСТЬ ПОРОДИ

Піски можуть бути пухкими і залежаними. Пісковики, вапняки, доломіти, мергелі можуть бути м’якими, твердими, міцними.

Твердість породи визначають на злам і зім’яття.

 

СТРУКТУРА ПОРОДИ

Під структурою розуміють сукупність ознак внутрішньої будови породи. Це такі, як форма і величина частинок, що утворюють породу, кристалічність, розмір кристалів та інші.

За величиною уламків піски і пісковики поділяються на грубо-, крупно-, середньо-, дрібно- і тонкозернисті.

При поганій відсортованості піску його так і називають: пісок невідсортований або різнозернистий.

За формою зерен виділяють добре окатані, напівокатані (або напівкутуваті) і кутуваті.

Вапняки, доломіти мають органогенну, уламкову, оолітову та кристалічну структури.

 

ТЕКСТУРА ПОРІД

Під текстурою розуміють взаємне розміщення частинок, з яких складається порода. Основною текстурною ознакою осадових порід вважається їх шаруватість.

При вивченні текстури виділяють характер та форму шаруватості, особливо поверхонь нашарування.

Для вивчення особливостей поверхонь нашарування керн розколюється по площинах нашарування. Поверхня нашарування може бути рівною або містити ряд ознак:

– знаки хвилевої брижі;

– хвилеподібні знаки;

– струменеві жолобки;

– тріщини висихання та інші.

Малий розмір керну не завжди дозволяє визначити ці ознаки.

 

ВКЛЮЧЕННЯ

Взірці порід, які відбираються колонковими долотами, невеликі і мінеральні включення в них у вигляді конкрецій та секрецій рідкість. Найбільш частіше включення зустрічаються у вигляді жил, прошарків і окремих мінералів.

Цікавими є кальцитові і кварцові жили та прожилки. Вони вторинного походження і мають важливе значення при вивченні питань формування структури родовища. При їх описі слід вказати чим вони заповнені, ширину, глибину проникнення, форму, положення по відношенню до площини нашарування.

Ретельно продивляючись керн, слід звернути увагу на перетин жил та прожилків. При наявності жил значної ширини (більше 1 мм), переглядаючи їх під лупою, необхідно вказати на наявність включень нафти, газу або води у вигляді бульбашок.

 

ЕЛЕМЕНТИ ЗАЛЯГАННЯ

У керні визначається кут падіння пласта, при цьому слід враховувати кут викривлення свердловини.

 

ПАЛЕОНТОЛОГІЧНІ ЗАЛИШКИ

У пісках і пісковиках палеонтологічні залишки надзвичайно рідкісні. Найбільш часто вони зустрічаються в глинах, мергелях, глинистих сланцях. Глинисті сланці іноді містять залишки рослинності. Часто від закам’янілостей в породі залишається відбиток.

 

ОЗНАКИ НАФТИ І ГАЗУ

Присутність у породі нафти встановлюється по кольору породи і специфічному запаху. Порода не завжди насичена нафтою до такого стану, що нафта забарвлює її або залишає жирні сліди на папері. Іноді порода містить не значну кількість нафти, і її наявність у породі може бути визначена вилученням розчинниками.

Наявність нафти і газу в породі можна визначити за такими ознаками:

ЗАПАХ. Характерний запах після вдаряння молотком по взірцю. Запах в холодному чи нагрітому стані.

ЗМОЧУВАНІСТЬ ВОДОЮ. Порода не змочується водою. Вода скочується з породи, не прилипаючи до неї.

ПОЯВА ПЛІВКИ НА ВОДІ. При зануренні взірця породи у воду з’являються на поверхні кольорові плівки. Плівки можуть з’являтися також і після занурення подрібненої породи у киплячу воду або у воду підкислену соляною кислотою.

ПЛЯМА НА ПАПЕРІ. На папері з’являється масна пляма.

ДІЯ РОЗЧИННИКОМ. Забарвлення бензину і інших органічних розчинників в жовтий, коричневий, бурий, чорний кольори.

НАГРІВАННЯ В ПРОБІРЦІ. Характерний запах, вибухання виділених газів, утворення рідких бітумів в холодній частині пробірки.

Газонасиченість породи можна визначити відразу після вилучення керну із колонкового долота. Для цього, керн очищають від промивної рідини і пензликом наносять на всю поверхню керну мильну воду. При виділенні із керну газу на поверхні з’являються бульбашки. Це можливо встановити тільки тоді, коли керн представлений твердими породами, зокрема пісковиками.

 

ОЗНАКИ ІНШИХ КОРИСНИХ КОПАЛИН

Буріння свердловин тривалий процес і вимагає не малих капіталовкладень. Для вивчення керну немає значення, з якою метою пробурена свердловина, а тому геолог повинен сам звертати увагу на корисні копалини, які можуть міститися у керні.

При описі керну обов’язково слід вказати, які ознаки інших корисних копалин визначені і яким способом.

При наявності ознак інших корисних копалин їх вносять в опис. Взірці таких кернів обов’язково відсилаються в лабораторію для детального вивчення.

 

Контрольні ЗАпитання

 

1 Що називають керном?

2 З допомогою якого приладу вилучають керн із свердловини?

3 З якою метою відбирають керн?

4 Який порядок опису керну?

5 Які особливості складання керну в ящики?

6 Як повинен зберігатися керновий матеріал в керносховищах?

7 Які особливості зберігання керну при наявності ознак нафти чи газу?

 

 

Лабораторна робота № 2