Сорбционная способность пород (фракция 2-3 мм) различного

литологического состава в см³/кг по отношению к алканам С₅ - С₆

При изучении сорбции газов недробленными породами четко проявляется отличие состава исходного и сорбированного газа: в последнем возрастает доля относительно более высокомолекулярных компонентов (заметно уменьшается отношение С₃Н₈/С₄Н₁₀), увеличивается концентрация н -бутана по сравнению с его изомером.

На сорбционные свойства пород влияют их структура и текстура, характер микротрещиноватости. Так алевролиты удерживают значительно меньшее количество УВ по сравнению с карбонатными породами, которые обладают значительной удерживающей способностью по отношению к УВГ и могут концентрировать их в значительных количествах. Здесь большое значение имеет проникновение УВ во «внутренние» поры пород.

Принципиально важен вопрос о характере изменения «остаточного» (абсорбируемого) газа после дегазации пород термовакуумным методом (ТВД). В этом остаточном газе в еще большей степени увеличивается доля более высокомолекулярных УВ. В целом (а это очень важно) «остаточный» газ как в количественном, так качественном отношениях несет информацию об исходном газе, сохраняя его особенности. Следовательно, при движении УВГ через осадочные породы «следы их миграции» могут фиксироваться также по «остаточному» газу (так называемому газу закрытых пор), не извлекаемому обычно применяемым термовакуумным методом, т.е. породы способны накапливать информациюот мигрирующих УВ.

Таким образом, осадочные породы за сравнительно короткий срок способны концентрировать заметные количества УВГ и разбавленных неуглеводородными компонентами смесей (образование газовых аномалий). При этом уровень концентрации в значительной мере зависит от литологического состава пород и уровня разбавления смеси, а степень отдачи УВ уменьшается с ростом молекулярной массы и увеличением глинистости пород.

Наличие влаги в породах значительно снижает их сорбционные свойства, усиливая значение процессов растворения. При содержании 20% воды свободная удельная поверхность мелкозернистого песчаника уменьшается по сравнению с удельной поверхностью воздушного образца в 6,5 раза. При 10%-ной влажности удельная поверхность песчаника уменьшается почти в 4 раза, а алеврита - более чем в 9 раз относительно воздушно-сухих образцов. При повышенных давлениях во влажных породах заметно снижается сорбция метана по сравнению с сухими породами.

В природных условиях все породы содержат то или иное количество влаги. Некоторое представление об увлажненности пород в естественном состоянии можно получить из следующего конкретного примера влажности кернов, отобранных на Северо-Голубовской и Глинской площадях Днепровско-Донецкой впадины. Статистическая обработка показала, что влажность керна до 10 % в первой выборке (105 образцов) наблюдается в 33,8% случаев, а во второй (80 образцов) - 6,3 %. Влажность 20 % встречается более чем в 90 % случаев.

Влияние влаги на сорбционные свойства пород обнаруживается для пород различного литологического состава и отдельных УВГ в разной степени (табл. 15; рис. 30). Так, зависимость сорбционной емкости глин по отношению к н-бутану имеет вид гиперболы и практически равна нулю при 21 % воды. Особенно рез­кое снижение (в 6 раз) сорбции отмечается при увеличении влажности от 4 до 9 %. Чем ниже молекулярная масса УВ, тем при более низкой влажности порода теряет свои сорбционные свойства. Увеличение влажности карбонатных пород даже до 2,5 % (от воз­душно-сухого состояния) приводит к уменьшению их сорбционной емкости для метана в 1,5-2 раза, гомологов метана - в 3-4 раза.

Представляет интерес доля УВ, удерживаемых влажной породой, и находящихся в сорбированном и в водорастворенном состоянии. По закону Генри доля УВ в водорастворенном состоянии зависит от его концентрации в исходном газе. С ростом содержания воды в породе увеличивается доля УВ, находящегося в водорастворенном состоянии, однако даже при влажности 13 % УВ находятся главным образом в сорбированном состоянии (около 80 % для пропана).

Таблица 15