Пористість і проникність мінералів і порід

Загальна пористість мінералів вивчена слабко, її величина звичайно не перевищує 1% (табл. 8.7), і лише зрідка значення цього параметру досягають 2-3 %. В переважній більшості випадків ця пористість обумовлена наявністю газово-рідинних включень, відкрита ж пористість мінералів дуже незначна (у більшості мінералів для незмінених зерен вона менша за нижню межу визначення). Водночас, різноманітні вторинні процеси (гідроліз, гідратація, вилуговування тощо) можуть призвести до суттєвих змін величини пористості мінералів.

Таблиця 8.7 – Середні значення коефіцієнтів загальної пористості деяких мінералів (за [2]).

У будь-якому випадку, в більшості випадків вплив загальної пористості мінералів на величину загальної пористості породи не є визначальним. Навпаки, часто ми можемо вважати що значення пористості є відображенням виключно структурно-текстурних особливостей породи. І дійсно, зростанню величини пористості сприяє зростання кутастості зерен уламкових порід (ефект пов’язаний з утворенням арок), а укладка зерен по тетраедру замість укладки по кубу здатна забезпечити зменшення пористості в 1,85 рази - пористість порід складених сферами одного розміру при кубічній упаковці складає 47 %, а при тетраедричній – 27 %. Ущільнення і зневоднення порід, їх цементація, часткова перекристалізація, вилуговування з них солей і речовини твердої фази, зміна мінерального і гранулометричного складів порід сприяють як зменшенню, так і збільшенню величини пористості.

Первинна загальна пористість магматичних, метаморфічних порід і більшості ефузивних порід, як правило, невелика і є відображенням термодинамічних умов формування і флюїдного режиму. Оскільки ж в даному випадку пори переважно не з’єднані між собою то низькою є і відкрита пористість і проникність цих порід. Величина пористості порід може суттєво змінюватися внаслідок ущільнення і розтягу, стресу або розтріскування при тектонічних процесах, а також у результаті вилуговування або, навпаки, осадження мінеральних часток із розчинів у пустотах порід. Про певну однозначність прогнозованого впливу на величину пористості можна говорити лише оцінюючи процеси вивітрювання.

За величиною проникності виділяють (В.М.Кобранова) 4 класи порід:

1) проникні (К_пр>10^-2 мкм², К_ПЗ£0,20¼0,40) - грубоуламкові осадові породи, сортовані піщано-алеврито-глинисті породи, тріщинуваті і кавернозно-тріщинуваті осадові, метаморфічні і магматичні породи в яких домінують капілярні і надкапілярні розміри каналів;

2) напівпроникні (К_пр=10^-4¼10^-2 мкм², К_ПЗ£0,10¼0,15) – погано-сортовані глинисті піски, низько-пористі алевроліти і пісковики, карбонатні породи, значна частина порового простору яких представлена субкапілярними каналами;

3) практично непроникні (К_пр=10^-6¼10^-4 мкм², К_ПЗ£0,06¼0,08, крім глин де К_ПЗ>2) – глини, аргіліти, глинисті сланці сильно-зцементовані уламкові породи, щільні вапняки, невивітрені метаморфічні і магматичні породи в яких майже вся вода є зв’язаною силами адсорбції;

4) породи - екрани (К_пр<10^-6 мкм², К_ПЗ£0,02¼0,05, крім глин де К_ПЗ£0,5) – кам’яна сіль, ангідрит, пластичні нетріщинуваті глини, породи зони багаторічної мерзлоти, діаметр максимальних пор менший за 1 мкм.

Таблиця 8.8 – Найбільш імовірні діапазони значень загальної пористості деяких порід (за [2])