Уменьшение пористости и объема флюида при захоронении




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Уменьшение пористости и объема флюида при захоронении

Уменьшение пористости и объема флюида при захоронении

07.09.2017


При захоронении и диагенезе осадочных пород уменьшается их пористость, что обусловливает выжимание из них флюидов. Ho при этом изменяются также некоторые факторы, влияющие на сам процесс уменьшения пористости, поскольку многие физические и некоторые химические свойства осадочных пород частично зависят от нее.
Зависимость уменьшения пористости глинистых осадков от глубины захоронения показана на рис. 4.1, построенном по данным работы. Первоначальная пористость во время отложения колеблется от 0,6 до 0,9, и наиболее интенсивное уменьшение ее происходит при захоронении на первых 300 м. На глубине 3000 м пористость варьирует от 0,2 до почти 0,0. Режим уплотнения глинистого осадка зависит от большого числа переменных, включая скорость осадкообразования, минеральный состав, распределение частиц по размерам и последовательность расположения пород в разрезе. Например, глины, переслаивающиеся с пористыми песками, которые гидрологически связаны с поверхностью, могут при захоронении обезвоживаться легче, чем глины монолитной толщи. На побережье Мексиканского залива известны стратиграфические разрезы, где пористость в сланцах увеличивается с глубиной. Эти зоны аномальной пористости характеризуются также заметным ростом давления флюидов. Marapa предполагает, что отклонение от обычного хода уплотнения с глубиной в этих зонах обусловлено низкой проницаемостью, препятствовавшей своевременному удалению поровой воды в процессе захоронения пород. Дополнительным фактором сохранения как высокой пористости, так и высокого давления флюидов может быть дегидратация монтмориллонита.
Начальная пористость кварцевых песков колеблется от 0,4 до 0,5 и, следовательно, значительно ниже, чем начальная пористость тонкозернистых осадков. Ho и уменьшение пористости с глубиной идет у песков медленнее, чем у глин, и на глубине 3000 м средняя пористость песчаника составляет 0,3—0,1. Уменьшение пористости песков является результатом как механического уплотнения, так и заполнения цементом межзерновых пустот.

Вариации пористости карбонатных осадков с глубиной захоронения более сложны, чем в сланцах и песчаниках. В некоторых карбонатных породах вскоре после их осаждения может происходить активное заполнение порового пространства. Дальнейшая цементация, перекристаллизация и развитие стилолитов эффективно влияют на уменьшение пористости при захоронении, но это уменьшение неоднородно и даже в пределах одной пачки пород постоянного литологического состава может сильно варьировать. Начальная пористость многих карбонатных осадков составляет 0,4—0,7. Пористость древних известняков снижается, однако, до 0,05.
Очевидно, что при нормальном уплотнении и диагенезе осадочных пород выделяется значительный объем воды. Усредненные сланцы, если судить по данным рис. 4.1, могут дать приблизительно 3,5*10в3 воды при уплотнении каждого кубического метра твердого осадка. 75% этой воды обычно выделяется уже на малой глубине — от 0 до 100 м. Усредненный песчаник может выделить 0,7*10в3 л воды на 1 м3 твердого осадка. В этом случае для выделения ~75% воды требуется захоронение на глубину до 3000 м. Зависимость рассчитанной средней скорости выделения воды от глубины захоронения для сланцев и песков показана на рис. 4.2. Два идеализированных пика, наложенные на кривую уплотнения для сланцев, отвечают выделению воды при дегидратации чистого монтмориллонита. Эти пики построены по кривым дегидратации, которые предложили Джонс и Симояма, с оценкой объема дегидратационной воды по Берету. Действительное положение и величина пиков будут зависеть от ряда факторов, в том числе от геотермического градиента и относительной распространенности монтмориллонита в сланце.