înțelegerea porozității și densității

ce este porozitatea?

porozitatea este procentul de spațiu gol într-o stâncă. Este definit ca raportul dintre volumul golurilor sau spațiului porilor împărțit la volumul total. Este scris fie ca o fracție zecimală între 0 și 1, Fie ca procent. Pentru majoritatea rocilor, porozitatea variază de la mai puțin de 1% la 40%.

porozitatea unei roci depinde de mulți factori, inclusiv tipul de rocă și modul în care sunt aranjate boabele unei roci. De exemplu, roca cristalină, cum ar fi granitul, are o porozitate foarte scăzută (<1%), deoarece singurele spații ale porilor sunt crăpăturile mici, lungi și subțiri dintre boabele minerale individuale. Gresiile, de obicei, au porozități mult mai mari (10-35%), deoarece nisipul individual sau boabele minerale nu se potrivesc strâns, permițând spații mai mari ale porilor.

vizualizarea spațiului porilor (porii afișați în albastru)

gresie

rocă cristalină

măsurători de porozitate ale rocilor din Wisconsin

porozitățile rocilor măsurate variază de la 2% la mai mult de 30%. O mare parte din această variație se datorează litologiei (tip rocă). Tabelul de date enumeră porozitățile probelor testate, iar figura din dreapta arată intervalul și distribuția porozităților prin litologie. Dolomiții au porozitățile cele mai scăzute (2-6%), șisturile au cea mai largă gamă de porozități (8-29%, deși majoritatea sunt mai mici de 15%), iar gresiile au cea mai mare porozitate (11-32%).

Figura 1. Distribuția porozităților pentru dolomită, șist și gresie.

măsurătorile densității rocilor din Wisconsin

densitatea este definită ca masa pe volum. În roci, este o funcție a densităților boabelor individuale, a porozității și a fluidului care umple porii. Există trei tipuri de densitate în roci: densitatea uscată, densitatea umedă și densitatea cerealelor.

tabelul de date listează densitățile uscate, umede și cereale ale probelor. Densități umede suplimentare pentru rocile din Wisconsin pot fi găsite în „densitatea și susceptibilitatea magnetică a rocii din Wisconsin”, de S. I. Dutch, R. C. Boyle, S. K. Jones-Hoffbeck și S. M. Vandenbush (Geoscience Wisconsin, Vol. 15, p. 53-70).

Vizualizați datele

măsurători și distribuții ale densității

densitate uscată

figura 2. Distribuția densității uscate pentru dolomită, șisturi și gresie.

densitatea uscată este măsurată pe roci fără apă sau lichid în porii lor.

a se vedea Figura 2 pentru distribuția densității uscate a dolomitei, șistului și gresiei.

densitatea umedă

Figura 3. Distribuția densității umede pentru dolomită, șisturi și gresie.

densitatea umedă este măsurată pe miezuri complet saturate.

Figura 3 prezintă distribuția densității umede pentru dolomită, șist și gresie.

densitatea boabelor

Figura 4. Distribuția densității cerealelor pentru dolomită, șist și gresie.

densitatea cerealelor descrie densitatea granulelor solide sau minerale ale rocii.

densitatea grâului poate da o indicație a mineralogiei rocii:

• dolomită,
  • șisturi = 2,8–3,1 g/cm3

  șisturi = 2,65–2,8 g / cm3
  șisturile sunt compuse din mai multe minerale care au densități diferite în cantități relative diferite. Mineralele pot include argile, cum ar fi ilitul (0,6–2,9 g/cm3) și caolinitul (2,6 g/cm3), amestecate, de exemplu, cu dolomitul (2,8–3,1 g/cm3) și calcitul (2,71 g/cm3).

• gresii, inqq = 2,65–2,80 g / cm3
  aproape jumatate din gresii au densitati de cereale apropiate de 2.65 g/cm3, densitatea cuarțului, sugerând că aceste gresii sunt compuse din boabe de cuarț și ciment. Gresiile rămase au densități de cereale puțin mai mari, cel mai probabil datorită amestecării cuarțului cu minerale mai dense, cum ar fi calcitul (0,71 g/cm3) sau dolomitul (2,8–3,1 g/cm3).

A se vedea Figura 4 pentru distribuția densității granulelor de dolomită, șisturi și gresie.

tehnici de măsurare

măsurarea porozității

porozitățile au fost determinate prin măsurători ale volumului total și volumului spațiului porilor probelor. Am pregătit miezuri cilindrice drepte folosind o presă de găurit cu miez, un ferăstrău de piatră și un polizor de suprafață.

măsurarea volumului eșantionului: calculat prin măsurarea lungimii și diametrului cilindrilor folosind un etrier. Majoritatea probelor au un diametru nominal de 2 inci și o lungime de 1 până la 3 inci.

uscarea probelor: probele au fost uscate la cuptor la 70 ct (158 CTF) timp de cel puțin 24 de ore înainte de testare.

măsurarea volumului spațiului porilor: volumul spațiului porilor a fost determinat cu ajutorul unui picnometru cu heliu. Picnometrul cu heliu folosește Legea lui Boyle (P1V1=P2V2) și gazul de heliu, care pătrunde rapid în porii mici și este nereactiv, pentru a determina porțiunea solidă a unei probe. Miezul este plasat într-o cameră de probă cu volum cunoscut. O cameră de referință, de asemenea, de volum cunoscut, este presurizată. Cele două camere sunt apoi conectate, permițând gazului heliu să curgă din camera de referință în camera de probă. Raportul dintre presiunile inițiale și finale este utilizat pentru a determina volumul probei solide. Volumul porilor este diferența dintre volumul total și volumul solid determinat de picnometrul cu heliu. Această tehnică poate fi utilizată numai pentru a măsura porii care sunt interconectați. Heliul și apa nu pătrund în porii izolați, astfel încât acești pori nu sunt incluși în măsurarea porozității.

densitatea de măsurare

densitățile uscate au fost determinate prin cântărirea probelor după uscare și împărțirea masei la volumul total al eșantionului.

densitățile umede au fost apoi calculate presupunând că porozitatea eșantionului a fost umplută cu apă, adăugând acea masă la masa măsurată uscată și împărțind suma la volumul total al eșantionului.

densitatea granulelor a fost calculată scăzând volumul spațiului porilor din volumul total al eșantionului și apoi împărțind diferența la masa uscată.

Vizualizați datele