粘土鉱物は、結晶構造に応じて、カオリナイト、緑泥石、イライト、スメクタイトの 4 つの主要なグループに分類される細粒の物質で構成されています。これらの鉱物は、頁岩や砂岩など、多くの種類の岩石の重要な構成要素です。最後の 1 つは、石油とガスの非常に一般的なタイプの貯留岩と考えられています。
砂岩などの貯留岩に粘土が存在すると、これらの貯留層から石油を抽出する能力に大きな影響を与える可能性があります。これは、多くの岩石の特性が一般に、岩石の細孔空間内の粘土含有量に依存しているためです。粘土の発生は、石油とガスの探査にとって重要な物理的特性の誤った測定を意味します。したがって、粘土の種類と岩の細孔内の分布に関する知識がなければ、貯留層の質を説明するのに苦労します。例として、多孔性と透過性の高い岩石は、貯留岩の有望な候補です。
研究により、スメクタイトの存在により透過性と多孔性の測定値が大幅に低下することが明らかになりました。粘土鉱物がカオリナイトの場合、同様の現象が大幅に軽減されます。そのため、岩石サンプルがスメクタイトでいっぱいである場合は、言及された問題を認識し、探査領域を定義する際に十分に注意する必要があります.
岩石中の粘土鉱物を特定する方法
さまざまな種類の粘土鉱物を識別する方法はいくつかありますが、主に各種類の粘土のさまざまな物理的および化学的特性の分析に基づいています。非常に重要なものは、ここでは CEC と呼ばれる陽イオン交換容量です。これは、粘土鉱物が生理食塩水中の陽イオンを吸着する能力です。表に見られるように、粘土鉱物の各グループは、生理食塩水に入れると異なる CEC 応答を示します。
残念なことに、CEC ラボの測定値を達成するには財政的に要求が高く、ほとんどの場合、ターゲットの岩石サンプルをそのような研究に利用することはできません.
この研究で提案されていることは何ですか?
前述の欠点を回避するために、数人の研究者が、岩石のサンプルや実験室での測定を必要とせずに CEC 値を計算するための代替の経験的方法を提案しました。この研究では、メキシコ湾の岩石サンプルから収集された古い CEC 測定値から経験的表現が得られました。このアイデアは、予想される量のシェールに CEC がどのように反応するかの指数曲線に適合させるために、実験室のデータと比較して、坑井ログ調査で簡単に取得できる大量のシェール データを使用することで構成されています。その後、この方法論は、ブラジル南東部に位置するカンポス盆地の最も重要な探査分野の 1 つであるナモラド油田に適用されました。
私たちのチームが行った研究は、選択された深さの間隔でカオリナイトが非常に優勢であり、浅いゾーンではイライトと緑泥石の薄い層があることを明らかにしました.さらに重要なことは、調査した地域にスメクタイトが存在しないことです。これは、この地域での石油とガスの探査に非常に有望です。これらの調査結果は、経験的方法が調査対象地域でうまく機能し、世界の他の同様の地域でも検討できることを示しています。
これらの調査結果は、「カチオン交換容量の経験的モデルからの粘土鉱物の推定:ブラジル、カンポス盆地のナモラド油田の例」というタイトルの記事で説明されており、最近 Applied Clay Science 誌に掲載されました。 .この作業は、国立天文台のモニーク・ロペス・ダ・シルバ、ホルヘ・マルティンス、マリオ・ラモス、ロドリゴ・ビジャーニによって行われました。
