Физические основы определения коэффициента глинистости

Глинистость межзернового терригенного коллектора характеризуется долей минерального скелета породы, которая представлена глинистыми минералами и по гранулометрическому составу относится к фракции с размерами зерен d30,01 мм.

Количественно глинистость характеризуется массовым содержанием С_гл (массовая глинистость) в твердой фазе породы фракции с d30,01 мм, выражаемым в процентах или долях единицы. Для характери-стики объемного содержания глинистого материала в породе используют коэффициент объемной глинистости К_гл. В петрофизике и промысловой геофизике используют также параметр относительной глинистости _гл К_гл / (К_гл +К_п), характеризующий степень заполнения глинистым материалом пространстве между скелетными зернами и выражаемый в долях единицы. Для продуктивных отложений Сосновского месторождения _гл составляет 0,81.

Необходимость выделения глинистой фракции скелета породы в виде отдельной компоненты обусловлена следующими причинами:

• 1. Глинистые минералы в осадочных породах обычно присутствуют в тонкодисперсном состоянии и обладают огромной поверхностью, которая адсорбирует молекулы воды и обменные катионы. Физически связанная вода и обменные гидротированные катионы образуют на поверхности твердой фазы глинистых минералов слои с аномальными физическими свойствами (аномальные слои), отличными от свойств свободной воды. Присутствие в субкапиллярах глинистых коллекторов аномальных слоев воды, толщина которых достигает (2−5) 10^-6 см, оказывает существенное влияние на физические свойства такого коллектора, обуславливая их отличие от физических свойств чистого коллектора (электрические, электрохимические и акустические свойства, плотность, проницаемость, эффективная пористость).
• 2. Глинистые минералы содержат химически связанную воду и радио активные элементы, что существенно влияет на показания методов радио-метрии. Так, присутствие химически связанной воды вызывает отличие пористости глинистых пород по НМ от их общей пористости, а увеличение содержания глинистого материала в породе приводит к закономерному росту ее радиоактивности.
• 3. С увеличением содержания глинистого материала закономерно уменьшается эффективная пористость, проницаемость и способность породы быть коллектором.

Таким образом, содержание в породе глинистого материала, с одной стороны, одним из составных факторов, определяющих способность породы быть промышленным коллектором, а с другой — глинистость коллектора оказывает существенное влияние на физические свойства породы и петрофизические связи, лежащие в основе интерпретации данных ГИС.

Это обусловило широкое применение методов ГИС для определения параметров глинистости продуктивных коллекторов, основанная на корреляционных связях показаний отдельных геофизических методов с параметрами глинистости.

Метод потенциалов собственной поляризации (ПС).

Используют для определения глинистости в терригенных коллекторах с рассеянным в объеме породы глинистым материалом и в слоистых глинистых коллекторах.

Петрофизической основой для оценки глинистости в коллекторе с рассеянной глинистостью является связь между относительной амплитудой _пс и параметром _гл, которая характеризуется снижением _пс с ростом _гл.

При контакте пород разного состава или растворе и породы возникает диффузионно — адсорбционная разность потенциалов Е_да, которая с повышением содержания глинистого материала в породе возрастает, и в скважине против однородных высокодисперсных глинистых пород создается наибольшая положительная величина Е_да. Величина Е_да зависит прежде всего от степени дисперсности пород, т. е. от их глинистости.

Гамма метод (ГМ). Определение глинистости основано на том, что, как правило, удельная суммарная — активность тонкодисперсных фракций существенно выше по сравнению с остальной частью твердой фазы пород.

Удельная суммарная массовая — активность пород q_п не зависит от стуктуры породы и типа глинистости (рассеянная или слоистая) и определяется главным образом гаммометрическим и минеральным составом основным компонентов породы, геохимическими особенностями ее образования, степенью и направленностью постседименнационных преобразований. Зависимостьактивности пород от их глинистости может искажаться в случае высокой битуминозности пород, в зоне радиогеохимических эффектов, при повышенном содержании алевритовых фракций и акцессорных минералов.

Радиоактивность полимиктовых пород помимо глинистости в значительной степени зависит от высокоактивных компонентов, входящих в состав скелета породы. Вариации минерального состава обломочной части приводят к ухудшению связи суммарной радиоактивности с глинистостью пород. Наиболее целесообразно в этом случае использовать данные гамма-спектроскопии.

Кривая ГМ характеризует естественнуюактивность пород. Из осадочных пород, типичных для нефтяных и газовых месторождений наиболее радиоактивны чистые глины, высокая интенсивность которых фиксируется на диаграммах ГМ. Менее радиоактивны песчаные и известковистые глины, за ними идут глинистые пески, песчаники, чистые пески и карбонатные породы. Для исследуемых в данной работе нефтенасыщенных пластов показания гамма-метода изменяются в пределах от 1,1 до 2, а среднее значение коэффициента глинистости для продуктивных отложений составляет 29,7%.