Исследование влияния глинистых минералов на проницаемость горных пород при различной минерализации пластовой воды

Об авторах:

Спасенникова Клавдия Анатольевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт криосферы Земли, Тюменский научный центр Сибирского отделения РАН; kspasennikova@gmail.com

Григорьев Борис Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной и технической физики, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; b.v.grigorev@utmn.ru

Шубин Александр Алексеевич, магистр Тюменского государственного университета

Аннотация:

В работе проведена оценка влияния минерализации прокачиваемой воды на коэффициент проницаемости горных пород в зависимости от минерального состава глинистых частиц. В ходе экспериментов создавались термодинамические условия, эквивалентные пластовым. Через образцы горных пород прокачивалась вода с различной минерализацией — пластовая (16-20 г/л) и 1 г/л, в качестве растворенной соли использовалась NaCl. С использованием результатов рентгенофазового анализа построена зависимость изменения проницаемости от содержания слюд, каолинита, хлорита и отдельных смешанослойных образований (ССО). Установлено, что смешанослойные минералы, близкие по свойствам к минералам смектитовой группы, основным представителем которой является монтмориллонит, оказывают наибольшее влияние на уменьшение проницаемости при смене минерализации воды пластового значения (16-20 г/л) на 1 г/л. Наиболее вероятными причинами такого поведения являются: а) факт разрушения диффузных оболочек связанной воды электролитами высокой концентрации, в результате чего фактор сопротивления потоку водой, связанной с поверхностью минеральных частиц, исключается или снижается; б) набухание глинистых минералов в присутствии воды, что характерно в первую очередь для минералов смектитовой группы.

Список литературы:

1.             Бабалян Г. А. Физико-химические процессы в добыче нефти / Г. А. Бабалян. М.: Недра, 1974. 200 с.

2.             Булатов А. И. Буровые промывочные и тампонажные растворы: учеб. пособие для вузов / А. И. Булатов, П. П. Макаренко, Ю. М. Проселков. М.: Недра, 1999. 424 с.

3.             Гиматудинов Ш. К. Физика нефтяного и газового пласта: учебник /
Ш. К. Гиматудинов. изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Недра, 1971. 312 c.

4.             Гладков П. Д. Обоснование технологий физико-химического воздействия на низкопроницаемые полимиктовые коллектора: автореф. дис. канд. тех. наук /
П. Д. Гладков. СПб, 2012. 20 с.

5.             Гольдберг В. М. Проницаемость и фильтрация в глинах / В. М. Гольдберг,
Н. П. Скворцов. М.: Недра, 1986. 160 с.

6.             Гольдберг В. М. Гидрогеологические прогнозы качества подземных вод на водозаборах / В. М. Гольдберг. M., Недра, 1976.

7.             ГОСТ 26450.2-85. Породы горные. Методы определения коллекторских свойств. Введ. 1985-02-27. М.: Государственный стандарт Союза ССР.

8.             Ершов Э. Д. Общая геокриология / Э. Д. Ершов. М.: Недра, 1990. 559 с.

9.             Маслов Н. Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии: учеб. для транспорт. вузов / Н. Н. Маслов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1968. 628 с.

10.         ОСТ 39-235-89. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях при совместной стационарной фильтрации. Введ.
1989-02-06. Типография ХОЗУ Миннефтепрома, 1989. 35 с.

11.         Guggenheim S. Summary of recommendations of nomenclature committees relevant to clay mineralogy: report of the association internationale pour l’etude des argiles (aipea) nomenclature committee / S. Guggenheim, J. M. Adams, D. C. Bain // Clays and Clay Minerals. 2006. Vol. 54. No 6. Pp. 761-772.