18.01.2021

Уплотнение глин


На фиг. 16 видно, что в свежеосажденных глинах пористость варьирует в пределах 50—80%. Вода теряется из большинства глин сразу же после осаждения в результате литификации, посредством которой глины преобразуются в аргиллиты. Этот процесс включает как цементацию, так и дегидратацию, а также уплотнение под действием давления вышележащих осадков. Важно отметить, что обезвоживание глин на малых глубинах обусловлено не только давлением вышележащих отложений. Обезвоживание отмечается также во многих глинах как спонтанный процесс, называемый «синерезисом», при котором образуются мелкие трещины обезвоживания у границы раздела ила и воды.

Процессы уплотнения глин на малых глинах интенсивно изучались инженерами-геологами. Это связано с необходимостью детального знания физических свойств глин, если они служат основанием при строительстве различных сооружений, таких как небоскребы, автострады и плотины.

Кроме того, важно не только знать физические свойства глин на предварительной стадии изучения, но также важно уметь предсказать возможную степень их уплотнения, если предполагается дренирование участка.

Степень уплотнения глин до глубин порядка 3000 м может быть выражена формулой Терцаги P0=о—u, где P0 — эффективное давление нагрузки, а — общее горное давление, испытываемое всеми материалами (твердыми и жидкими), и и — давление поровой воды.

Эта зависимость была выведена Терцаги на основании эмпирического изучения уплотнения глин на различных глубинах и при разных давлениях. Современные работы подтверждают эту зависимость.

Как можно видеть на фиг. 16, интенсивности выделения воды и потери пористости в глинах снижаются по мере возрастания глубины захоронения. Эти явления представляют интерес уже для геологов-нефтяников. Отжимание нефти из уплотняющихся илов обычно признается в большинстве гипотез образования нефтяных залежей в западном полушарии. Дотт и Рейнолдс дали обзор основных работ и концепций, посвященных этой проблеме.

Одна из наиболее интересных проблем уплотнения глин заключается в минеральных преобразованиях глин с увеличением глубины захоронения. Пауэрс показал, что монтмориллонит переходит в иллит и при этом выделяется вода и создается высокое поровое давление. Нa третичных нефтяных месторождениях Мексиканского залива отмечается тесная зависимость между глубиной продуктивных коллекторов и степенью изменения глинистых минералов.

В заключение можно отметить, что первичная пористость глин быстро теряется в течение начальных стадий захоронения в основном в результате гравитационного уплотнения. Глубже примерно 2000 м пористость уменьшается очень медленно с увеличением глубины, и она разрушается здесь в основном в результате процессов перекристаллизации.

Уплотнение и консолидация глин на малых глубинах имеют практическое значение для инженерной геологии. Te изменения, которые происходят при превращении глин в аргиллиты на больших глубинах, представляют интерес для геологов-нефтяников, так как эти процессы могут иметь значение для генезиса и миграции нефти.

Кроме того, геологи-рудники считают, что низкотемпературные руды могут осадиться из остаточных флюидов, выделившихся из уплотняющихся глин и перенесенных рассолами.





Яндекс.Метрика