Pórovitost horniny odkazuje na přítomnost pórů (dutin) v ní. Pórovitost charakterizuje schopnost horniny pojmout kapaliny a plyny.
V závislosti na jejich původu se rozlišují následující typy pórů:
Póry mezi zrny klastického materiálu (interkrystalické). Jedná se o primární póry vytvořené současně s tvorbou horniny.
Rozpouštěcí póry – vznikají v důsledku cirkulace podzemní vody.
Prázdné prostory a trhliny vzniklé v důsledku procesů rozpouštění minerální složky horniny aktivními tekutinami a tvorbou krasu.
Póry a praskliny způsobené chemickými procesy, například přeměnou vápence (CaCO3) na dolomit (MgCO3) – při dolomitizaci dochází k redukci objemu horniny o 12 %.
Prázdné prostory a trhliny vzniklé v důsledku zvětrávání, eroze a krasovatění.
Typy pórů (2)-(5) jsou tzv. sekundární póry, které vznikly při geologických a chemických procesech.
Objem pórů závisí na:
třídění zrna (čím lépe je materiál vytříděn, tím vyšší je pórovitost);
kladení zrn – při kubickém snášení je pórovitost 47,6 %, při kosočtverečném skládání – 25,96 % (viz obr. 1.1);
jednotnost a kulatost zrn;
druh cementu (viz obr. 1.2).
Rýže. 1.1. Různé uspořádání sférických zrn stejné velikosti, která tvoří porézní materiál: a – méně husté krychlové uspořádání, b – kompaktnější kosočtverečné uspořádání
Horniny, které obsahují ropu, plyn a vodu a jsou schopny je během vývoje uvolňovat, se nazývají zásobníky. Vlastnosti ložiska naftonosných útvarů závisí na velikosti a tvaru zrn tvořících horninu, stupni sorpce klastického materiálu, povaze a stupni cementace sedimentů a karbonátových hornin – na pórovitosti a lomu.
Horniny rezervoáru se vyznačují pórovitostí, propustností a lámáním. Pórovitost horniny je charakterizována přítomností dutin (pórů), které jsou nádobou pro kapaliny (voda, olej) a plyny umístěné v útrobách Země.
Celková (celková, absolutní) pórovitost – celkový objem všech pórů (Vpóry), otevřené a zavřené.
Otevřená pórovitost je ekvivalentní objemu komunikace (Vzpráva) mezi sebou por.
V praxi je pórovitost charakterizována koeficientem pórovitosti (m), vyjádřeným ve zlomcích nebo procentech.
Koeficient celkové (celkové, absolutní) pórovitosti (mп) v procentech závisí na objemu všech pórů:
Koeficient otevřené pórovitosti (mо) závisí na objemu propojených pórů:
Efektivní koeficient pórovitosti (mef.) vyhodnocuje filtraci kapaliny nebo plynu v hornině a závisí na objemu pórů (Vpórový filtr), přes které dochází k filtraci.
Pro zrnité horniny obsahující malá až střední množství cementového materiálu jsou celková a efektivní pórovitost přibližně stejná. U hornin obsahujících velké množství cementu existuje významný rozdíl mezi efektivní a celkovou pórovitostí.
Pro koeficienty pórovitosti je vždy splněn následující vztah:
U dobrých nádrží je pórovitost v rozmezí 15-25%
Pórové kanály ropných nádrží jsou konvenčně rozděleny do tří skupin:
kapilára (velikost pórů od 0,0002 do 0,5 mm);
superkapilární > 0,5 mm.
Prostřednictvím velkých (superkapilárních) kanálů a pórů dochází k pohybu ropy, vody a plynu volně a prostřednictvím kapilár – s významnou účastí kapilárních sil.
V subkapilárních kanálcích je kapalina držena mezimolekulárními silami (síla přitažlivosti stěn kanálků), takže prakticky nedochází k žádnému pohybu.
Horniny, jejichž póry jsou reprezentovány převážně subkapilárními kanály, bez ohledu na pórovitost, jsou prakticky nepropustné pro kapaliny a plyny (jíly, břidlice).
Pórovitost horniny znamená přítomnost dutin v ní (póry, kaverny, trhliny atd.). není naplněna pevnou hmotou. Pórovitost určuje schopnost horniny pojmout ropu (plyn a vodu).
Póry a další dutiny v hornině se podle původu dělí na: 1) primární, vzniklé při procesu sedimentace a vzniku horniny. Patří mezi ně dutiny mezi zrny a částicemi horniny, prostory mezi rovinami vrstev a dutiny vzniklé po rozkladu organismů. Primární pórovitost je obvykle pozorována v píscích, pískovcích, slepencích, jílech atd.
2> sekundární, vzniklá ve formovaných horninách v důsledku diageneze. Patří sem rozpouštěcí póry, trhliny způsobené smršťováním horniny (například v důsledku dolomitizace), trhliny a dutiny spojené s krystalizací, trhliny způsobené tektonickými jevy, trhliny a dutiny spojené s erozními procesy. Sekundární pórovitost je obvykle pozorována u karbonátových hornin (vápence, dolomity atd.).
Primární pórovitost je charakterizována více či méně pravidelným rozložením v horninách a mění se v závislosti na jejich faciální variabilitě. Sekundární pórovitost je charakterizována místním vývojem a obvykle se velmi liší; Obvykle je obtížné stanovit jakýkoli vzorec v jeho distribuci. Tyto vlastnosti distribuce pórovitosti se odrážejí také v obsahu ropy v horninách. Pórovitost je poměr objemu pórů vzorku horniny (Vn); ke zdánlivému objemu tohoto vzorku (Vo), vyjádřeno v procentech: Kp = (Vn/Vo) * 100 %,
kde Kp je pórovitost horniny v %.
Pórovitost závisí na vzájemné poloze a uspořádání zrn, tvaru zrn a stupni jejich kulatosti, stupni vytřídění částic tvořících horninu, přítomnosti tmelícího materiálu atd. Za přirozených podmínek se pórovitost obvykle mění ve významných mezích, protože zrna horniny mají velmi odlišné tvary, a proto mohou být větší póry vyplněny malými zrny hornin nebo cementovou hmotou.
V závislosti na velikosti pórů (podle I.M. Gubkina) existují:
hyperkapilární póry (průměr více než 0,508 mm), ve kterých je aktivní kapalina, budou se moci volně pohybovat;
kapilární póry (průměr 0,508 – 0,0002 mm), ve kterých dochází také k pohybu kapaliny a plynů;
subkapilární póry (průměr menší než 0,0002 mm), ve kterých je působení molekulárních sil tak silné, že se v nich kapalina nemůže pohybovat při pozorovaných tlakových rozdílech;
Pohyb kapalin také nemůže nastat v kapilárních pórech obklopených subkapilárními dutinami, stejně jako v kapilárních pórech, ve kterých existující tlakové gradienty nemohou překonat molekulární síly.
Jsou: 1) Absolutní poréznost (plné, obecné) – všechny dutiny ve skále, bez ohledu na jejich tvar, velikost a relativní polohu;
Otevřená poréznípáteř (nasycený) – soubor vzájemně propojených dutin;
Efektivní pórovitost – soubor skalních dutin zapojených do procesu filtrace;
4) Uzavřená pórovitost – soubor skalních dutin, které nejsou vzájemně propojeny (uzavřená pórovitost je definována jako rozdíl mezi absolutní a otevřenou pórovitostí).
Na morfologické znaky se rozlišují mezikrystalová poréznost, jehož morfologie je určena prostorovými vztahy klastických, uhličitanových a jiných zrn, jílových a jiných vloček atd., a lomová pórovitost. Lomová pórovitost se pohybuje od 0,01 do 1 % a je zpravidla o několik řádů menší než mezikrystalová pórovitost. V čistě puklinových nádržích, kde je mezikrystalová pórovitost zanedbatelná, lomová pórovitost určuje celkovou kapacitu horniny.
Na Genesis rozlišovat primární poréznost, způsobené zvláštnostmi sedimentace a postupným klesajícím během vývoje sedimentární horniny, a sekundární pórovitost, spojené se superponovanými epigenetickými procesy doprovázenými odstraňováním látek. Zvláště vysoká je sekundární vyluhovací pórovitost v karbonátových horninách, ke které dochází při vzniku krasu.
Pórovitost různých typů hornin se pohybuje od zlomku procenta do 40 % i více. Pórovitost jílovitých hornin, celková i otevřená, závisí především na hloubce jejich ponoření. Otevřená pórovitost v hloubce ponoření několik set metrů je 25-35%. a v hloubkách větších než 3 – 4 km obvykle činí několik procent, někdy zlomek procenta. Rychlost, s jakou se pórovitost snižuje s hloubkou, závisí na složení jílovitých hornin, rychlosti klesání, strukturních vlastnostech řezů atd. Vzorce změn pórovitosti jílovitých hornin byly dobře prostudovány a umožňují určit hloubky maximální paleosubsidence sedimentárních vrstev s přesností 100–200 m.
Pórovitost klastických hornin také přirozeně klesá s hloubkou, ale tyto vzorce jsou mnohem složitější: stupně pomalého poklesu pórovitosti jsou nahrazeny skoky, kdy v hloubkovém rozsahu pouhých 100-200 m klesá pórovitost o 5-6% resp. více. Kromě toho je pórovitost klastických hornin vysoce závislá na obsahu cementu; například při obsahu karbonátového cementu 25-30% je otevřená pórovitost několik procent i v nejmenších hloubkách.
