岩石的粒组成和比面
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a 将筛子由粗到细叠放并固定
在筛分机上,对已破碎和分解 的岩石颗粒进行筛析,记录每 个筛子上颗粒的质量。 b 筛孔的大小表示有mm和目两 种。 c 相邻两级筛孔孔眼大小的级 差为 2 或4 2 d 一套筛子共25级
震动筛分机示意图
筛子分类：
相邻筛孔以
1 2
的等比级数递减。
筛孔表示法：
（1）每寸长的孔数；
第一节 岩石的粒度组成和比面
一、岩石的粒度组成
1、定义:构成岩石的各种大小不同的颗粒含量，用 重量百分数表示。
2、确定粒度组成的方法:
常用的砂岩粒度组成分析方法有： A、筛析法(D>0.05mm) B、沉降法(0.0015<D<0.05mm) C、光学法(D<0.0015mm)
A 筛析法(适用于D>0.05mm)
D.薄片分析法
对较致密的细粒砂岩,可制成岩石薄片,用显微镜 测定粒度组成。
3 粒度组成表示方法:
A、表格法
岩样号
1 2
0.420.297
2.68
0.44
0.2970.210
4.46
1.92
B、图形法
0.2100.149
6.52
3.46
D(mm)
0.1490.074
70.8
67.02
0.0740.05
10.40
11.28
0.05-0.01
1.48 13.8
<0.01
3.8 3.36
45
质 40 量 35 百 30 分 25 比 20 ， 15
粒度组成 分布曲线
10
5
0
0.01
0.1
1
10
颗粒直径，mm
累计质量百分比，%
120 100
80 系60列1 40 20
0 0.01
粒度组成累 积分布曲线
0.1
(6)根据岩石的其它物性参数估算
S 7000 K
岩石渗透率
三、砂岩的胶结物及胶结类型
1．胶结物质
1）泥质（粘土）胶结物 泥质是沉积岩粒度分析中粒度小于0.01mm的物质总和。
（2）孔边长度mm。
方法优点：
方法缺点：
简便，精确。
无法精确测定D<0.05mm 以下的砂粒
B 沉降法(适用于D<0.05mm)
测定原理:
颗粒直径 d
颗粒密度 液体密度
18V
g( s
颗粒沉降速度
1)
L
颗粒直径的平均值处理:
液体运动粘度
1 d
1 2
1 d1
1 d2
测定原理：
沉积物在水中沉积时，按粗细不同，先后沉降的原理。
A——岩石的横截面积，cm2 L——岩石长度，cm Q——通过岩心的空气流量，cm3/s μ——室温下空气的粘度，泊
H——岩心两端的压差，厘米水柱
实验装置:
马略特瓶 开关 量筒
漏斗 U型压力计
岩心 岩心夹持器
(3)、统计法估算比面
S
4C m
Lh
S——以岩石外观体积为基础的比面 φ——岩石的孔隙度
粗砂岩（1～0.5mm）<950cm2/cm3 细砂岩（0.25～0.125） 950～2300cm2/cm3 粉砂岩（0.0625～0.0039）>2300cm2/cm3
可以看出:砂岩的比面是很大的，而且它的大小对流体在岩石孔 隙中的流动具有明显的影响，如表面现象、吸附、流动阻力等。 这也是油田为何采收率总不是很高的原因所在。
2、比面的三种表示:
A S
Vf
S
A VP
Sr
A Vr
三者间的关系:
S S 1 Sr
3 比面的确定方法
(1) 根据粒度组成估算比面
A、设多孔岩石是由等半径的球形颗粒所组成，则每一粒砂子的 表面积为: A 4r2
每一粒砂子的体积: V 4 r 3
3
如果单位体积岩石中，孔隙总体积为φ， 则该岩石中颗粒所占体积为:Vs=1-φ 那么单位体积内岩石的颗粒总数为:
1
10
颗粒直径
%
4 粒度参数:
A、不均匀系数
d60
B、分选系数
d10
C、标准偏差
S
d75 d 25
1
2
α =1~20 α越接近1 粒度分布越均匀
S =1~2.5 分选好 S =2.5~4.5 分选中等 S >4.5 分选差
( ) ( )
84
16
95
5
σ越小岩石 分选性越好
4
6.6
该方法的应用范围：
1) 颗粒为球型； 2) 在粘性和不可压缩液体内，下降速度很慢. 3) 在运动时不受壁和底的影响； 4) 匀速下降； 5) 颗粒坚硬光滑；没有相对滑动。 6) 当颗粒直径为50—100um时，实测值具有足够的 精度。
C .激光粒度分析法
基于光学原理的一种测定方法,测定范围广。 可用于d∠0.0015mm的颗粒。
1 3 1
N
V
4
r3
单位体积中岩石颗粒总表面积应为:
S
N
A
3 4
1
r3
4
r2
31
r
61
d
式中：
d——砂粒的直径 s——比面 φ——孔隙率 B、如果砂岩颗粒为非等直径，则要进行粒度分析,设粒度组成分 析资料如下: 粒径为d1’～d1”重量百分数占G1% 粒径为d2’～d2”重量百分数占G2% 粒径为dn’～dn”重量百分数占Gn%
m——图片的放大倍数 L——针长 C——针与周边相交的次数
h——针的端点落在孔隙内部的次数
(4)、吸附法
因为吸附量与吸附表面成正比，通过测量某种气体在通过 岩样前后的浓度变化值可以确定出该岩样的比面。
(5)泽烈金法
24
2
2 dP
Q
13 M R T S dx
S——以岩石外观体积为基础的比面 Q——气体通过岩心的流量 M——气体分子量 T——绝对温度
i
l
og 2
di
5 平均粒度:
A、粒度中值d50 B、粒度平均值dm
dm
d5
d15
d25
d35
10
d45
......
d95
dm
d16
d50
3
d84
dm
d25
d50
3
d75
二、岩石的比面
1、定义:单位体积的岩石内岩石骨架的总表面积或单位 体积岩石内孔隙总内表面积。
单位：cm2/cm3 m2/m3 mm2/mm3
本章岩石物性讲授的主线是:
物性概念→影响因素分析→ →确定方法（包括实验测定）→ →应用。
第一节 岩石的粒度组成和比面
• 教学目的：掌握岩石粒度的定义、分析方法、粒 度组成的表示方法;岩石比面的定义、三种表示方 法和比面的确定方法。
• 教学重点和难点：粒度的分析方法，比面的表示 方法。
• 教法说明：课堂讲授
那么，岩石中每一种粒径颗粒的比面为:
S1
61
d1
G
1
%
S2
61
d2
G
2
%
Sn
6
1 dn
Gn%
校正系数
C=1.2～1.4
因此，总表面积为:
S
n
Si
i1
C
6
1 100
n
G
i
d i1 i
(2) 流动实验法(透过法)
实验原理:
3
AH 1
Sr 14 1 2
L
百度文库
Q
M
Sr——以岩石颗粒体积为基础的比面，cm2/cm3 φ——岩石的孔隙度
在筛分机上,对已破碎和分解 的岩石颗粒进行筛析,记录每 个筛子上颗粒的质量。 b 筛孔的大小表示有mm和目两 种。 c 相邻两级筛孔孔眼大小的级 差为 2 或4 2 d 一套筛子共25级
震动筛分机示意图
筛子分类：
相邻筛孔以
1 2
的等比级数递减。
筛孔表示法：
（1）每寸长的孔数；
第一节 岩石的粒度组成和比面
一、岩石的粒度组成
1、定义:构成岩石的各种大小不同的颗粒含量，用 重量百分数表示。
2、确定粒度组成的方法:
常用的砂岩粒度组成分析方法有： A、筛析法(D>0.05mm) B、沉降法(0.0015<D<0.05mm) C、光学法(D<0.0015mm)
A 筛析法(适用于D>0.05mm)
D.薄片分析法
对较致密的细粒砂岩,可制成岩石薄片,用显微镜 测定粒度组成。
3 粒度组成表示方法:
A、表格法
岩样号
1 2
0.420.297
2.68
0.44
0.2970.210
4.46
1.92
B、图形法
0.2100.149
6.52
3.46
D(mm)
0.1490.074
70.8
67.02
0.0740.05
10.40
11.28
0.05-0.01
1.48 13.8
<0.01
3.8 3.36
45
质 40 量 35 百 30 分 25 比 20 ， 15
粒度组成 分布曲线
10
5
0
0.01
0.1
1
10
颗粒直径，mm
累计质量百分比，%
120 100
80 系60列1 40 20
0 0.01
粒度组成累 积分布曲线
0.1
(6)根据岩石的其它物性参数估算
S 7000 K
岩石渗透率
三、砂岩的胶结物及胶结类型
1．胶结物质
1）泥质（粘土）胶结物 泥质是沉积岩粒度分析中粒度小于0.01mm的物质总和。
（2）孔边长度mm。
方法优点：
方法缺点：
简便，精确。
无法精确测定D<0.05mm 以下的砂粒
B 沉降法(适用于D<0.05mm)
测定原理:
颗粒直径 d
颗粒密度 液体密度
18V
g( s
颗粒沉降速度
1)
L
颗粒直径的平均值处理:
液体运动粘度
1 d
1 2
1 d1
1 d2
测定原理：
沉积物在水中沉积时，按粗细不同，先后沉降的原理。
A——岩石的横截面积，cm2 L——岩石长度，cm Q——通过岩心的空气流量，cm3/s μ——室温下空气的粘度，泊
H——岩心两端的压差，厘米水柱
实验装置:
马略特瓶 开关 量筒
漏斗 U型压力计
岩心 岩心夹持器
(3)、统计法估算比面
S
4C m
Lh
S——以岩石外观体积为基础的比面 φ——岩石的孔隙度
粗砂岩（1～0.5mm）<950cm2/cm3 细砂岩（0.25～0.125） 950～2300cm2/cm3 粉砂岩（0.0625～0.0039）>2300cm2/cm3
可以看出:砂岩的比面是很大的，而且它的大小对流体在岩石孔 隙中的流动具有明显的影响，如表面现象、吸附、流动阻力等。 这也是油田为何采收率总不是很高的原因所在。
2、比面的三种表示:
A S
Vf
S
A VP
Sr
A Vr
三者间的关系:
S S 1 Sr
3 比面的确定方法
(1) 根据粒度组成估算比面
A、设多孔岩石是由等半径的球形颗粒所组成，则每一粒砂子的 表面积为: A 4r2
每一粒砂子的体积: V 4 r 3
3
如果单位体积岩石中，孔隙总体积为φ， 则该岩石中颗粒所占体积为:Vs=1-φ 那么单位体积内岩石的颗粒总数为:
1
10
颗粒直径
%
4 粒度参数:
A、不均匀系数
d60
B、分选系数
d10
C、标准偏差
S
d75 d 25
1
2
α =1~20 α越接近1 粒度分布越均匀
S =1~2.5 分选好 S =2.5~4.5 分选中等 S >4.5 分选差
( ) ( )
84
16
95
5
σ越小岩石 分选性越好
4
6.6
该方法的应用范围：
1) 颗粒为球型； 2) 在粘性和不可压缩液体内，下降速度很慢. 3) 在运动时不受壁和底的影响； 4) 匀速下降； 5) 颗粒坚硬光滑；没有相对滑动。 6) 当颗粒直径为50—100um时，实测值具有足够的 精度。
C .激光粒度分析法
基于光学原理的一种测定方法,测定范围广。 可用于d∠0.0015mm的颗粒。
1 3 1
N
V
4
r3
单位体积中岩石颗粒总表面积应为:
S
N
A
3 4
1
r3
4
r2
31
r
61
d
式中：
d——砂粒的直径 s——比面 φ——孔隙率 B、如果砂岩颗粒为非等直径，则要进行粒度分析,设粒度组成分 析资料如下: 粒径为d1’～d1”重量百分数占G1% 粒径为d2’～d2”重量百分数占G2% 粒径为dn’～dn”重量百分数占Gn%
m——图片的放大倍数 L——针长 C——针与周边相交的次数
h——针的端点落在孔隙内部的次数
(4)、吸附法
因为吸附量与吸附表面成正比，通过测量某种气体在通过 岩样前后的浓度变化值可以确定出该岩样的比面。
(5)泽烈金法
24
2
2 dP
Q
13 M R T S dx
S——以岩石外观体积为基础的比面 Q——气体通过岩心的流量 M——气体分子量 T——绝对温度
i
l
og 2
di
5 平均粒度:
A、粒度中值d50 B、粒度平均值dm
dm
d5
d15
d25
d35
10
d45
......
d95
dm
d16
d50
3
d84
dm
d25
d50
3
d75
二、岩石的比面
1、定义:单位体积的岩石内岩石骨架的总表面积或单位 体积岩石内孔隙总内表面积。
单位：cm2/cm3 m2/m3 mm2/mm3
本章岩石物性讲授的主线是:
物性概念→影响因素分析→ →确定方法（包括实验测定）→ →应用。
第一节 岩石的粒度组成和比面
• 教学目的：掌握岩石粒度的定义、分析方法、粒 度组成的表示方法;岩石比面的定义、三种表示方 法和比面的确定方法。
• 教学重点和难点：粒度的分析方法，比面的表示 方法。
• 教法说明：课堂讲授
那么，岩石中每一种粒径颗粒的比面为:
S1
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%
S2
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%
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1 dn
Gn%
校正系数
C=1.2～1.4
因此，总表面积为:
S
n
Si
i1
C
6
1 100
n
G
i
d i1 i
(2) 流动实验法(透过法)
实验原理:
3
AH 1
Sr 14 1 2
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百度文库
Q
M
Sr——以岩石颗粒体积为基础的比面，cm2/cm3 φ——岩石的孔隙度