Способ определения петрофизических характеристик осадочных горных пород

(51 ПИСАНИ ЗОБ Т Я ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО хничем инс.КоФИ- ДОЧГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(7 Ф) Кооперативный учебно-научно-тский центр "Меандр" при Московскотитуте нефти и газа им. И,М.Губкина(56) Авторское свидетельство СССРМ 1409898, кл, 0 01 й 21/35, 1985,Авторское свидетельство СССРВ 1260779, кл. 6 01 й 21/81, 1985.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕТЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОСНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД Изобретение относится к исследованию характеристик горных пород с использованием инфракрасного излучения и может быть использовано при определении свойств осадочных горных пород в петрофизических лабораториях.Цель изобретения - повышение производительности и информативности способа за счет учета физико-механи 1 еских свойств исследуемой породы.1Сущность способа заключается в следующем,При дроблении горной породы в течение фиксированного интервала времени порода измельчается до частиц, средний размер которых зависит от таких физико- механических свойств породы, как абраэивность, твердость и т.д, Т,е. при прочих равных условиях более прочная в механическом отношении порода эа равный проме(57) Изобретение относится к исследованию свойств горных пород с использованием инфракрасного излучения. Цель изобретения - повышение производительности и информативности способа за счет учета физико- механических свойств исследуемой породы. Измельчение породы проводят в течение фиксированного интервала времени, определенного свойствами породы, а величины оптических плотностей пробы определяют для характеристических полос поглощения искомых минералов и в двух заданных точках спектра в ближней и средней ИК-областях, по которым судят о прочностной характеристике исследуемой породы и относительном содержании минеральных компонентов в составе пробы,жуток времени измельчается до частиц большего размера по сравнению с более мягкой породой. Особенностью инфракрасного диапазона спектра является то, что в данной области расположены полосы поглощения основных породообразующих минералов, а также то. что длина волны сравнима с размером измельченных частиц, Рассеяние,излучения происходит более интенсивно при размерах частиц, превышающих длину волны, следовательно, по результатам определения оптической плотности в ней характеристических полос поглощения в ближней инфракрасной области спектра ( А2,5 мкм) и в средней инфракрасной области (например, 10 мкм) можно судить о прочности пород, У мягких пород средний размер измельченных частиц достигает 1 мкм и меньше, т,е. оптические плотности в данных точках спектра сравнимы. У твердых10 пород за то же время.измельчение размера частиц составляет около 5 мкм, что резко увеличивает оптическую плотность проб в ближней области спектра эа счет большого рассеяния в области малых длин волн ( Л2,5 мкм), в то время как в средней области спектра (Л5 мкм) оптическая плотность пробы сохраняется практически на том же уровне, что и для мягких пород, что позволяет судить о прочностных характеристиках пород по соотношению данных оптических плотностей пробы. При этом одновременно учитывается минеральный состав пробы, что позволяет провести комплексную интерпретацию петрофиэических характеристик исследуемых пород.П р и м е р. В качестве примера рассматривается реализация способа при оценке петрофизических характеристик шламового материала. Несколько частиц (4 - 5 шт.) шлама фракции 3-5 мм истираютв шаровой мельнице или в агатовой ступке в течение 1 мин, и полученный порошок наносится на прозрачную в инфракрасной области спектра подложку(КВг, йаОН). Определяют величины оптических плотностей пробы в области характеристических полос поглощения, по которым судят об относительном содержании основных породообразующих минералов (при м = 1430 см - карбонаты; при м= 1090 см - кварц; прим= 1040 см 1 - глина; м см и т.д,) с учетом коэффициентов влияния полос поглощения одна на другую. Кроме того, определяют оптические плотности пробы в двух точках вне характеристических полос поглощения, одна иэ которых располагается в ближней инфракрасной области спектра(4000 см ), а другая - в средней, Для пород осадочного комплекса удобной точкой фонового поглощения в средней инфракрасной области спектра являются точки с ю = 1610 см и ю см, в которых отсутствует характеристическое поглощение основных породообраэующих минералов.В данном примере воспользуемся точкой с и 1610 см 1). Пусть для исследования взята порода с высокими прочностными характеристиками, например песчаник с карбонатным или кварцевым цементом. Тогда, так как за 1 мин измельчения средний размер частиц составляет около 5 мкм,отношение оптических плотностей пробы ф= Оаио/01610 составляет около 2,5, Данное отношение для мягкой породы, например гипса, составляет около 1,2, что 15 20 25 30 35 40 45 50 свидетельствует о прочностных характеристиках исследуемых пород. При этом одновременно определяется минеральный состав исследуемой породы, что совместно с параметром Р позволяет, например, оперативно прогнозировать буримость проходимых скважиной пород.Оптические плотности пробы могут быть определены как по спектрограмме с использованием стандартного спектрометра типа 1 В, так и при помощи фильтрового анализатора, в состав которого входят оптические фильтры с пропусканием на указанных длинах волн,Формула и зоб ре те н и я Способ определения петрофизических характеристик осадочных горных пород, включающий отбор и подготовку пробы для инфракрасного спектрального анализа путем измельчения исследуемой горной породы в течение заданного интервала времени и нанесения на прозрачную в инфракрасной области спектра подложку, определение величин оптических плотностей пробы на длинах волн, соответствующих максимуму характеристических полос поглощения, искомых минеральных компонентов, и вне характеристических полос поглощения, по которым судят об относительном содержании минеральных компонентов в составе исследуемой породы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительностй и информативности способа, величины оптических плотностей пробы вне характеристических полос поглощения минеральных компонентов определяют в двух точках спектра, одна иэ которых расположена в ближней, а другая в средней областях инф- . ракрасного диапазона. причем выбирают такой заданный интервал времени измельчения образца исследуемой породы, при котором мягкие породы измельчаются до средних размеров частиц, не превышающих длину волны, соответствующую выбранной точке спектра в ближней инфракрасной области, а прочные породы эа данный интервал времени измельчаются до средних размеров частиц, превышающих длину волны, соответствующую выбранной точке спектра в средней инфракрасной области, и по соотношению полученных в данных точках спектра оптических плотностей пробы с учетом относительного содержания минералов в исследуемой породе судят о ее прочностных характеристиках,