Публикации автора

В настоящей статье исследовалась фильтрация газа через насыпные образцы, заполненные композициями фракций кварца и глинистых минералов, таких как каолинит, монтмориллонит, хлорит и мусковит. Исследования проводились на отечественной установке «Дарсиметр» в диапазонах перепада давлений от 0,3 до 1,6 атм. Исследовались смеси фракций кварца размером 40, 63, 75, 150, 250 мкм и глинистых минералов при содержании 13, 25, 34, 50 %. Для каждой композиции определен степенной закон зависимости расхода от перепада давления. Основой для полученной зависимости выбрана эмпирическая связь, которую использовали при фильтрации флюида через образцы песка. Также исследовались композиции одного и того же состава, представленные двумя образцами. В одном компоненты перемешаны хаотически, а в другом представлены слоями, в каждом из которых присутствует компонент или смесь. Для ряда образцов с большим содержанием глинистых минералов построены графики Клинкенберга для определения истинной проницаемости. Для смесей каолинита с кварцем возрастание содержания каолинита в 2-3 раза приводит к такому же снижению коэффициентов проницаемости и пропорциональности и показателя степени. Коэффициенты проницаемости и пропорциональности в смесях для кварца и монтмориллонита ориентировочно в два раза больше, чем для смесей каолинит и кварц. Исследования на образцах одинакового состава разных фракций с хаотическим распределением частиц и слоистым показали, что в образцах со слоистым расположением коэффициенты пропорциональности и проницаемости приближенно в 2 раза меньше, чем для хаотического. По ряду образцов с большой долей глин определены истинные коэффициенты проницаемости.

Цель этого исследования - провести оценку значений параметров фильтрации газа через образцы полевых шпатов, кальцита и кварца обломочного и магматического генезиса, определить параметры фильтрации для смесей обломочного кварца. Минералы измельчали, зерна помещали в искусственную кювету. Исследовали полевые шпаты, кальцит и кварц обломочного и магматического генезиса с размером зерен 40 мкм, 63 мкм, 80 мкм, 106 мкм, 125 мкм, а также фракцию менее 40 мкм. На образцах зерен рассматриваемых минералов по микрофотографиям определяли коэффициенты округлости и сферичности по диаграмме Крумбьена-Шлосса. Формы выделения минералов преимущественно полигональная, уплощенная, треугольная, ромбическая неправильно изометричная, овальная. Сферичность зерен кварца обломочного генезиса составила 0,53, а для полевых шпатов - 0,66. Окатанность зерен кварца обломочного генезиса - 0,5-0,7, а полевых шпатов и магматического кварца - 0,1-0,2. Найдено, что при фильтрации через образцы полевых шпатов, кальцита коэффициент проницаемости ниже, чем при фильтрации через частицы кварца обломочного генезиса. Коэффициент проницаемости образцов полевых шпатов и кальцита составляет от 10 до 30% от коэффициента проницаемости образцов обломочного кварца. Коэффициенты проницаемости образцов магматического кварца ниже, чем образцов обломочного кварца и полевых шпатов. Это обусловлено различной формой частиц кварца, полевых шпатов, кальцита в матрице породы. Также исследовали смеси зерен кварца обломочного генезиса. Выявлено, что для двухкомпонентных смесей при увеличении среднеквадратичного отклонения размера зерен коэффициент проницаемости смеси снижался. Проведенные исследования могут способствовать прогнозированию значений проницаемости на основе известного гранулометрического анализа пород и анализа формы зерен минералов. Проведенные исследования выполнены автором настоящей статьи.