Методы определения удельной поверхности горных пород.

1. Выше описанный способ (по гранулометрическому составу пород, величине пористости и проницаемости – формулы (1.25), (1.26), (1.29), (1.34), (1.35));

2. фильтрационный, основанный на изучении сопротивления течения через пористые породы разряженного воздуха (чтобы пренебречь столкновением молекул – Киудсеновский режим).

3. асорбционный (красителей или радиоактивных индикаторов – меченых атомов) – удельную поверхность определяют по формуле:

,

где а_М – число молей (атомов) вещества, связанного с 1г твердой фазы;  - площадь, приходящаяся на один атом данного вещества на поверхности кристалла (значение ее известно для многих веществ), N – число Авогадро.

Обычно для нахождения S_УД коллекторов применяют фильтрационный метод. S_УД керна изменяется в пределах 38000113000 м²/м³ (по данным Ф.И. Котяхова).

Коллекторские свойства трещиноватых пород.

Трещиноватые коллекторы обычно представлены плотными карбонатными породами, в некоторых районах (Восточные Карпаты, Иркутский район и др.) – терригенными отложениями. Трещиноватость карбонатных пород обычно больше, чем аргиллитов и песчано-алевритовых пород, песчаников и солей.

Развитие трещиноватости и ее распределение (системы трещин) связаны с тектоникой и направлением дизъюнкции.

Наиболее трещиноваты элементы нефтегазовых структур, где изменяются углы падения пород – переклинами на пологих складках, а своды на структурах с крутыми крыльями.

Как правило, объем трещин (т.е. пористость пород за счет трещин) весьма малы – десятые и сотые доли процента от объема породы (m_ТРn*0.01n*0.1 %) основная доля пористости трещиноватых коллекторов – за счет межзернового пористого постранства (в блоках пород) и каверн или прокарстовых пустот.

Однако важнейшая роль трещин состоит в том, что они представляют пути фильтрации нефти и газа, обеспечивая высокие притоки их.

Раскрытость трещин зависит от литологического состава пород и их происхождения (колеблется в пределах 14 – 80 мкм). Трещины на больших глубинах (при больших давлениях) существуют благодаря неровностям стенок и многочисленным контактам их.

Пары трещиноватости:

1. Г– густота трещин:

;

где n – число трещин; L – расстояние по нормали к трещинам.

Для однородной трещиноватости (L=const – расстояние между трещинами):

2. Объемная плотность трещин Т:

где S – половина площади поверхности всех стенок трещин, имеющих объем V;

3. Поверхностная плотность трещин Р:

где L – суммарная длина следов всех трещин, выходящих на поверхность площадью F.

При одинаковой раскрытости трещин (b – const)

(1.60)

где m_Т – трещинная пористость, Т – объемная плотность трещин.

Согласно уравнениям Буссинеска имеем:

(1.61)

где q – расход жидкости на единицу длины щели (в плоскости фильтрации, т.е. перпендикулярно к q), b – раскрытие трещин,  - динамическая вязкость жидкости, - градиент давления.

Отсюда, расход жидкости Q через площадь фильтрации F (которая соответствует длине щели L) определяется формулой:

(1.62)

Приняв, что верно равенством , получим:

(1.63)

С другой стороны, согласно закону фильтрации Дарси, имеем:

(1.64)

где k_Т – трещинная проницаемость пород.

Приравнивая правые части формул (1.63) и (1.64), найдем:

(1.65)

где b – раскрытие трещин, m_Т – трещинная пористость (доли единицы), k_Т – трещинная проницаемость.

Практические измерения показывают, что трещинная пористость коллектора обычно не превышает 1 % (часто менее 0.1%) от общей пористости. Однако, проницаемость трещинного коллектора определяется в основном проницаемостью трещин (т.к. малозерновая проницаемость блоков низка (< 0.1 мкм²).