khái niệm:
Độ rỗng của đá là tỷ số giữa thể tích không gian rỗng và thể tích của mẫu đá:
Φ = 𝑉
𝑉𝑏
Trong đó: Φ: độ rỗng; V: thể tích lỗ rỗng (cm3); Vb: thể tích đá (cm3).
Theo đặc điểm điển hình thái lỗ rỗng, đá chứa dầu khí được phân làm ba loại chính: - Đá có lỗ rỗng giữa hạt: Điểm hình là đá cát kết cấu tạo từ các hạt nhỏ và được
hình thành chủ yếu trong điều kiện môi trường trầm tích.
- Đá nứt nẻ - hang hốc: Thường gặp là đá carbonat, đá cát kết và đá macma phun trào.
- Đá có độ rỗng hỗn hợp: bao gồm đồng thời hai loại lỗ hổng nói trên
Các lỗ rỗng trong đá có thể liên thông hoặc không liên thông với nhau. Điều đó có ý nghĩa quan trọng đối với khả năng thấm chứa của đá và trên cơ sở đó có thể phân chia như sau:
- Độ rỗng hở: Đặc trưng cho tỷ phần thể tích của các lỗ rỗng hoặc hang hốc, nứt nẻ liên thông với nhau. Đây là thông số rất quan trọng, vì nó trực tiếp sử dụng trong đá giá trữ lượng dầu khí.
- Độ rỗng toàn phần: là tỷ số giữa độ rỗng toàn phần (bao gồm tất cả các loại lỗ hổng liên thông và không liên thông) và thể tích đá. Nó được xác định như sau:
Φ = 𝑉
𝑉𝑏
- Độ rỗng hiệu dụng: độ rỗng hiệu dụng của dầu khí là tỉ số giữa thể tích chứa dầu khí so với thể tích đá, vì trong các lỗ hỏng còn chứa nước.
Φef = Φ×(1 – Swi)
Trong đó: Φef: độ rỗng hiệu dụng; Φ: độ rỗng toàn phần; Swi: độ bão hòa nước dư
5.1.2: Phương pháp xác định độ rỗng
Chuẩn bị mẫu thí nghiệm.
Để xác định độ rỗng của mẫu cần phải khoan cắt mẫu có dạng hình học chuẩn ( hình khối chữ nhật, hình trụ) với kích thước: đường kính từ 2.5 – 5cm và chiều dài từ 5 – 8cm.
Đầu tiên mẫu cần phải được chiết rửa sạch bằng các dung môi hữu cơ như toluene hoặc benzene, sau đó sấy khô ở nhiệt độ 80 – 100oC ít nhất 48 giờ và được đặt trong bình hút ẩm khoảng 12 giờ trước khi phân tích.
Xác định thể tích mẫu đá.
Thể tích mẫu đá có thể xác định bằng ba phương pháp” bão hòa chất lỏng, thể tích và hình học.
Trong phương pháp bão hòa chất lỏng, thể tích của mẫu đá được xác định dựa trên định luật Ảrchimedes. Đầu tiên không gian của mẫu đá được bão hòa bởi một chất lỏng trong chân không (thường là nước hoặc dầu) và tiếp theo xác định trọng lượng của mẫu bão hòa. Sau đó mẫu được cân khi treo chìm trong bình chứa chính chất lỏng dùng để bão hòa mẫu. Thể tích của mẫu đá là tỷ số giữa hiệu của hai trọng lượng nói trên chia cho mật đó chất lỏng bão hòa:
𝑉𝑟 =𝑚1− 𝑚2
𝜌
Trong đó: m1 – trọng lượng mẫu bão hòa trong không khí(g); m2 – trọng lượng mẫu bão hòa khi ngâm chìm trong chất lỏng(g); ρ – mật độ của chất lỏng bão hòa(cm3/g); Vr
– thể tích của đá (cm3).
Trong phương pháp thể tích, thể tích của mẫu đá được xác định qua sự thay đổi của mực thủy ngân khi ngâm chúng dưới thủy ngân.
chuẩn. Tuy nhiên ở các trường hợp mẫu có dạng hình học không chuẩn thì phương pháp này có thể không đảm bảo được độ chính xác cần thiết.
Xác định thể tích lỗ rỗng.
- Phương pháp bão hòa:
Thể tích lỗ rỗng được xác định qua hiệu số giữa trọng lượng của mẫu bão hòa chất lỏng với trọng lượng khô của mẫu.
𝑉𝑝 = 𝑚1− 𝑚0
𝜌
Trong đó: m0 – trọng lượng mẫu khô (g); m1 – trọng lượng mẫu bão hòa xác định trong không khí (g); ρ – mật độ của chất lỏng bão hòa mẫu (cm3/g); Vp – thể tích lỗ rỗng (cm3).
- Phương pháp khí:
Thể tích lỗ rỗng còn có thể được xác định dựa vào định luật boyle (PV=const ở T=const). Việc xác định bao gồm đo sự thay đổi áp suất trong các buồng chứa khí Helium với thể tích đã được chuẩn định trước khi có mẫu và không có mẫu đá.
Thể tích lỗ rỗng toàn phần được xác định một cách gián tiếp qua thể tích của mẫu đá và thể tích của hạt khoáng vật:
𝑉𝑝𝑡 = 𝑉𝑟 − 𝑉𝑔𝑟
Trong đó: Vpt – thể tích lỗ rỗng toàn phần (cm3); Vr – thể tích mẫu đá (cm3); Vgr – tổng thể tích hạt đá (cm3).