§ 37. Определение глинистости коллекторов
Коллекторские свойства песчано-алеврито-глинистой породы в значительной степени зависят от гранулометрического состава и характера упаковки зерен. В общем случае скелетная часть терригенного коллектора состоит из непрерывного спектра частиц различного размера, в котором по общепринятой классификации выделяются следующие гранулометрические фракции: псаммитовая — с размером зерен больше 0,1 мм, алевритовая— 0,1—0,01 мм и глинистая — менее 0,01 мм. Однако на большом фактическом материале показано, что породы, сложенные преимущественно мелкоалевритовой фракцией 0,01— 0,05 мм, практически непроницаемы (проницаемость по газу меньше 1 фм2, содержание остаточной воды 80—90%) и по своим коллекторским свойствам близки к глинам. Мелкоалевритовая фракция (0,01—0,05 мм), присутствуя в терригенных породах как более тонкий материал, заполняет поровое пространство между песчаными зернами, существенно уменьшает сечение поровых каналов и ухудшает фильтрационные свойства пород. В связи с указанным при разделении терригенных пород по фракционному составу целесообразно выделять отличающиеся от общепринятых размеры фракций (псаммитовая>0,05, алевритовая 0,05—0,01 и глинистая<0,01 мм).
Показания геофизических методов также зависят от фракционного состава зерен, слагающих породу. Алевритовые породы характеризуются более высокими значениями коэффициента цементации m и повышенной гамма-активностью по сравнению с чистыми, хорошо отсортированными песчаниками.
Глинистые минералы образуют пластичную часть твердой фазы терригенных пород. Все глинистые минералы находятся в высокодисперсном состоянии (средний диаметр частиц каолинита— порядка нескольких микрометров или меньше, монтмориллонита— 0,3—0,1 мкм), в связи с чем их удельная поверхность по сравнению с удельными поверхностями других минералов чрезвычайно велика. По своим физическим свойствам глинистые минералы резко отличаются от минералов скелетной составляющей (песков, алевритов) и различно влияют на показания большинства геофизических методов.
Глинистые минералы, формируя цемент терригенных пород, в значительной степени определяют фильтрационные и емкостные свойства породы. Увеличение глинистого цемента в терригенной породе приводит к ухудшению ее коллекторских свойств. При высоком содержании цементирующего материала (базальный или поровый тип цемента), когда все поровое пространство заполняется минеральной массой, порода становится неколлектором.
При небольшом содержании глинистых минералов (контактовый, пленочный или сгустковый типы цемента) в терригенных породах сохраняется часть открытого порового пространства. Такие песчано-алеврито-глинистые породы могут содержать промышленные скопления углеводородов и отдавать их при разработке. В полимиктовых песчаниках и алевролитах глинистый материал может находиться не только в цементе, но и в скелете пород за счет гидрослюдизации и каолинизации полевых шпатов.
Физико-химическая характеристика глинистых минералов и их объемное содержание оказывают существенное влияние на показания геофизических методов. Из геофизических методов для оценки глинистости используют диаграммы ГК, ПС, комплекса ГГКП и НГК. В этом случае мерой глинистости является содержание фракции меньше 0,01 мм.