Набухаемость пластовых глин
Многие глинистые составляющие горных пород при фильтрации воды способны набухать. Набуханиемназывается процесс поглощения жидкости твердой фазой с увеличением объёма последней.
Пластовые глины встречаются в коллекторах не только в виде прожилок, пропластков, но в виде порового цемента. При разработке продуктивной части пласта, ведения процесса разбуривания, капитальном и текущем ремонтах скважин, заводнении пластов определенное количество глинистых минералов может искусственно вносится в призабойную зону.
Глины-минералы продуктивных коллекторов состоят, в основном, из каолинитовых (Al2O3·2SiO2·H2O или Al2·[Si2O5]·(OH)4), монтмориллонитовых (Са, Na)·(Al, Mg, Fe)2·[(Si, Al)2O5]2·(OH)2·nH2O), гидрослюдистых (ионы Na+, Ca+, H+- воды, межслоевых промежутков трехслойных глин замещены на ионы К+) и хлоритовых (Mg, Fe+)3·[Al·Si3·O10]·(OH)2·3·(Mg, Fe+)· (ОH)2 глин. Содержание их в продуктивном пласте изменяется от долей процента до 30 % и более.
Интенсивность набухания глин зависит от химического состава воды в поровом пространстве, концентрации солей в ней, состава обменных ионов, условий соприкосновения воды с породой, минералогического, гранулометрического состава пород, структуры породы, характера её внутренних связей. Интенсивность набухания увеличивается с уменьшением минерализации воды.
Интенсивность набухания возрастаетс увеличением концентрации катионов в ряду: Li > Na > K > Mg > Ca > Sr > Ba > Al > Fe. Наибольшее набухание происходит обычно при замене двухвалентных катионов одновалентными.
Интенсивность набухания возрастаетс увеличением разрушения структуры породы, за счет нарушения внутренних связей глинистых частиц (см. рис. 1.13, 1.14). Набухание глин объясняется процессом гидратации. Вода проникает в каналы глин и, адсорбируясь на их поверхности, создаёт поверхностные плёнки. Так как удельная поверхность глин значительна, глины могут набухать очень сильно. Частицы глин могут смещаться относительно друг друга и разрушаться. Процесс набухания глин может приводить и к полному их разрушению. Породы, склонные к набуханию характеризуются:
увеличением объёма образца породы;
увеличением влажности набухшего образца;
увеличением величины давления, развиваемого набухшим образцом.
Процесс набухания глин приводит к снижению пористости и проницаемости породы в 50 и более раз.
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 2623;