Статистическая обработка данных по скважине

                               Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

     1.Плотность. Основные зависимости……………………………………….4

     2.Плотность минералов………………………………………………………5

     3.Минералогическая плотность……………………………………………...6

     4.Проницаемость……………………………………………………………...7

     5.Проницаемость трещиноватых пород……………………………………..8

     6.Классификация пород по коэффициенту проницаемости………………..9

     7.Статистическая обработка данных по скважине…………………………10

Заключение………………………………………………………………………14

Библиографический список……………………………………………………..15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                    

                

                                                Введение

     Взаимосвязь  физических свойств – это закономерное  изменение одного свойства в  зависимости от изменения другого.  Знание взаимосвязей между физическими  свойствами позволяет по легко  изучаемому параметру определять  другие параметры, по свойствам,  определяемым  в образцах, изучить  свойства пород в естественном  залегании. В петрофизике большинство  взаимосвязей являются корреляционными.  Это обусловлено главным  образом  невозможностью учета все факторов, влияющих на исследуемые свойства.

     Корреляция  между свойствами не всегда  означает наличие зависимости  одного свойства от другого.  Во многих случаях взаимосвязь  существует  в результате зависимости  обоих параметров от факторов, не отмечающихся при исследованиях,  но определяющих величину этих  параметров. В элементах и минералах  такими факторами является внутреннее  строение вещества и внешние  термодинамические условия. Корреляция  между параметрами должна наблюдаться  при их однотипной зависимости  от особенностей  атомного строения.

     Целью  данной работы является изучение  таких физических параметров  как, минеральная плотность и  проницаемость, выявление характера  связи между ними на примере  скважины № 104 -  Усино - Кушшор.

                    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                 1. Плотность. Основные зависимости.

   Плотность – это свойство вещества, определяющее его массу, содержащуюся в единице объема:

                , где m – масса, V – объем.                                                   (1)

   Размерность плотности в СИ кг/м³ или в дольных единицах – г/см³.

   Плотность  твердых химических элементов  и минералов изменяется от 0,5·10³  кг/м³ (литий) до 22,5·10³ кг/м³ (осмий  и иридий). Плотность горных пород,  слагающих земную кору, (1,6÷3,5)·  10³ кг/м³; средняя плотность Земли  5,52·10³ кг/м³.

  Порода объемом V может состоять из твердой фазы объемом и пор объемом . В свою очередь твердая фаза может слагаться из различных породообразующих минералов, а поры могут быть заполнены пластовой водой , нефтью  и газом . Плотность такой породы в наиболее общем виде может представить как

   = ,  (2)

где  - плотность соответственно твердой фазы, воды, нефти и газа;  - соответственно коэффициенты водо-, нефте- и газонасыщенности породы. Величину , т.е. плотность породы вместе с насыщающим флюидом, называют объемной плотностью.

  Плотность твердой фазы величина плотности составляющих  ее минералов:

        ,                                                                                    (3) 

где  и -  плотность и объем i-го минерала.

    Как  видно их уравнения (2), плотность  горных пород существенно зависит  от коэффициента общей пористости. Из уравнения (2) видно, что при   .

   Для первичных осадков, осадочных пород, части эффузивных и вулканических пород с первичной пористостью и пород из коры выветривания древнего фундамента – значения   изменяются в весьма широких пределах. Это приводит к широкому диапазону изменения плотности этих пород и влиянию на нее типа насыщающего флюида.  Для водонасыщенных пород в уравнении (2) можно принять ,

                                                                                       (4)

   Для сухих  пород можно принять  и , тогда

                                                                                                  (5) 
 
 
 
 
 
 
 

                                    2.Плотность минералов.

    Минералы  классифицируются на плотные  (>4·10³ кг/м³), средней плотности =(2,5÷4,0)·10³ кг/м³) и малой плотности (<2,5·10³ кг/м³). а

  Плотность минералов определяется относительной атомной массой составляющих элементов и строением электронных оболочек атомов, обуславливающих кристаллографические особенности структуры минералов в конечном счете – упаковку их атомов.

  Большинство породообразующих минералов имеют ионную или ковалентную форму кристаллической связи и характеризуются средней плотностью от 2,2·10³ кг/м³ до 3,5 ·10³ кг/м³. Эти пределы изменения плотности  определяются влиянием множества факторов. Например, в ряду оливина появление железа, обладающего большой относительной массой, приводит к уплотнению пород от 3,22·10³ кг/м³ (фостерит) до 4,32·10³ кг/м³ (фаялит). Каркасные структуры соединения тетраэдров образуют минералы невысокой плотности ( полевые шпаты, кварц, плагиоклазы), а кристаллизация тетраэдров  в виде цепочек характерна для пироксенов, имеющих более высокую плотностью. В изоморфном ряду  плагиоклазов, начинающимся натриевым минералом – альбитом (2,61·10³ кг/м³) постепенное замещение натрия кальцием заканчивается кальциевым минералом – анортитом (2,76·10³). В полиморфных превращениях графит – алмаз смена гексагональной сингонии (графит) на кубическую (алмаз) приводит к увеличению плотности от 2,2·10³ кг/м³ до 3,6·10³ кг/м³.

    Плотность большинства рудных минералов от 3,5·10³ кг/м³ до 7,5·10³ кг/м³. Эти минералы обладают ковалентно-металлической  и ионно-металлической формами валентной связи. Очень широкие пределы изменения плотности (до 18,3·10³ кг/м³ у золота) наблюдаются у самородных металлов, имеющих металлические формы валентной связи. Высокая плотность рудных минералов объясняется большим содержанием элементов с высокой относительной атомной массой, малым радиусом этих атомов и часто плотной их укладкой – кубическая и гексагональной. К минералам малой плотности относятся графит, сера, лед, опал и многие из минералов класса силикатов (галлуазит, монтмориллонит  и др.), а также хлориды – галит, сильвин. Эти минералы состоят из элементов с малой относительной  атомной массой, их  атомы имеют значительные размеры и многие из них характеризуются рыхлой структурой упаковки. 
 
 
 
 
 
 
 

                           3. Минералогическая плотность.

      Плотность осадочных пород в  естественном залегании зависит  не только от свойств самой  породы (плотности твердой фазы  и пористости), но и от плотности  насыщающих флюидов  и их  соотношения. Плотность  флюидов  определяется их составом (газ,  вода, нефть), а так же минерализацией  воды. Чтобы исключить эту неоднозначность,  в лабораторных условиях обычно  определяют плотность сухих образцов  породы путем их гидростатического  взвешивания. По  формулам (2) или  (4) эти значения можно пересчитать  на определенные пластовые условия.

     Согласно  уравнению (4) плотность сухих  пород зависит от плотности  минерального скелета и общей  пористости. Плотность минерального  скелета можно  установить  эмпирически или, зная минеральный  состав, вычислить по уравнению  (3).

    Многочисленные экспериментальные исследования показывают, что обычно не наблюдается большого изменения минералогической плотности с глубиной. Коэффициент необратимого уплотнения твердой фазы под действием гидростатического давления в интервале глубин равен:

                                                                                   (6)

    Для  аргиллитов и глинисто – алевритовых   пород, в которых наблюдается  наибольшее изменение , средняя величина в интервале глубин 2500 – 6000 м составляет:

                        

     Изменение  минералогической плотности глинистых  пород происходит, вероятно, за счет  выжимания связанной межслоевой  воды и увеличения содержания  окислов железа и рудных включений  от меловых к триасовым. Однако  величина   на порядок меньше коэффициента необратимого уплотнения пор для этих же пород, что позволяет пренебречь ее изменением. Средняя минералогическая плотность песчано – глинистых отложений в этом интервале глубин составляет 2,72·10³ кг/м³.

    Таким  образом, одним из важнейших  факторов, определяющих плотность  литологически  однотипных осадочных  пород, является их общая пористость. Зависимость плотности сухих  песчано-глинистых пород от общей  пористости задается уравнением:

    Аналогичные  зависимости могут быть получены  и для других осадочных пород  с первичной пористостью (песчаников, известняков, доломитов). Различие  будет заключаться лишь в величине  средней плотности твердой фазы.

          
 
 
 
 
 

                                         4. Проницаемость.

     Проницаемость – это свойство горных пород фильтровать через себя флюиды  (жидкости или газа) под воздействием градиента давления. Почти все осадочные породы с первичной пористостью обладают проницаемостью. Лучшую проницаемость имеют грубообломочные породы (песчаники, пески, алевролиты). Тонкодисперсные породы (глины, аргиллиты, тонкокристаллические известняки и т.д.) имеют весьма тонкие капилляры и поэтому практически непроницаемы.  Такие породы часто служат экранами нефти и газа. Однако при  появлении трещиноватости  проницаемость  этих пород значительно возрастает.

   Магматические и метаморфические породы с низкой первичной пористостью также обладают очень низкой проницаемостью, не имеющей практического значения. Исключение составляют вулканогенно-обломочные (эффузивные) породы. Однако в массивах, сложенных магматическими и метаморфическими породами, в зонах развития трещиноватости и в коре выветривания могут встречаться также проницаемые разности, в которых наблюдается интенсивная фильтрация природных флюидов. Эти породы – наименее изученные в настоящее время, фактические данные по ним практически отсутствуют. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                         
 
 
 
 
 
 
 
 

                        5.Проницаемость трещиноватых пород.

     У этих пород различают межгранулярную и трещинную проницаемости.

    Трещинная проницаемость сланцев, известняков, доломитов, алевролитов и песчаников, изменяющаяся от 15 до 40 фм², намного больше межгранулярной, не превышающей обычно 0,1фм².

    Для расчета коэффициента трещинной проницаемости  может быть использована формула

                           

где b – раскрытость трещин, мкм; – коэффициент трещинной пористости (здесь T – объемная плотность трещин, м²/м³), %.

     Для косвенной оценки применяют величину L=1/Г, где Г – густота трещин – число трещин на единицу длины перпендикуляра, восстановленного к плоскости трещин в шлифе. Параметр  Г рассчитывают  по определенным  в шлифе суммарной длине (протяженности) l трещин, секущих шлиф, и площади с использованием формулы: Г=Cl/, С – числовой коэффициент, принимающий в зависимости от геометрии систем трещин разные значения.