Способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19)55 6 01 й 24/10 1. Рс 1В 3 щФ.ЬЬ Фм.) 1.А ТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт торфа АН БССР(56) Косаревич И.В, Реологические свойствасапропелевых промывочных жидкостей. Бурение разведочных скважин в сложных геолого-технических условиях. Минск, 1982,с. 136-148,Богданов С,В, и др, Особенности генезиса, состава и свойств сапропелей БССР иих практическое использование. Геологияместорождений строительных материалов идругих неметаллических полезных ископаемых БССР, Минск, 1984, с, 122 - 138. Изобретение относится к определению качества материалов, применяемых при строительстве скважин и фундаментов сооружений методом "стена в грунте", и может быть использовано для определения спо- собностИ каустобиолитов (сапропели, торф, бурый уголь) образовывать устойчивые коллоидные структуры в водной среде. Данное свойство является определяющим при выявлении возможности-йспользования каустабиолитов для стабилизации цементных шламов, получения и обработки буровых растворов,Известен способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов,. заключающийся в проведении реологических исследований. При этом наиболее рас(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНО-РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАУСТОБИОЛИТОВ(57) Изобретение относится к определению качества материалов, применяемых при строительстве, Цель изобретения - повышение достоверности определения и снижения трудоемкости для образцов каустобиолитов с высоким содержанием органического вещества. Цель достигается тем, что качество органического вещества определяют путем регистрации спектра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) навески исследуемого. образца при уровне СВЧ-мощности 1-5 мВт и значении амплитуды ВЧ-модуляции постоянного магнитного поля Н =-0,5 - 1 гс и по интенсивности спектра ЭПР определяют содеожание парамагнитных центров в органическом веществе навески и по их концентрации судят о структурирующих свойствах каустобиолитов. 1 табл. пространенным реологическим параметром является коэффициент Сккс (критическая концентоация структурообразования) - процентное содержание материала в водной системе, при котором завершается образование в объеме системы пространственной коагуляционной сетки.При этом затраты рабочего времени на проведение исследования одного образца достигают 15 - 20 ч, необходимых для егс подготовки (диспергирование и процеживание), снятия не менее 5 реологических кривых и обсчета полученных результатов.Известен способ определения структурно-идеологических свойств каустобиолитов по содержанию в них минеральных и органических веществ (ОВ), Установлено. чтоструктурно-реологические свойства каустобиолитов улучшаются с повышением содержания ОВ,Однако данный способ имеет недостаточную достоверность, особенно при высо ком содержании ОВ, так как в нем не принимается во внимание качество органического вещества, являющегося основным труктурирующим началом каустобиолитов. Обнаружено, что образцы каустобиолитов с 10 одинаковым(высоким) содержанием ОВ мо,гут значительно отличаться по структурнореологическим свойствам.Кроме того, известен способ определения структурно-реологических свойств ка устобиолитов, включающий определение содержания ОВ и его качества - содержание в ОЕ гуминовых кислот (ГК) и легкогидролизуемые вещества (ЛГ), что значительно повышает достоверность определения. 20Однако определение содержания ГК и ЛГ в ОВ не менее трудоемко, чем определение структурно-реологических свойств каустобиолитов по реологическим характеристикам их водных дисперсий, 25Целью изобретения является повышение достоверности определения структурирующих свойств и снижение трудоемкости для образцов каустобиолитов с высоким содержанием органического вещества, 30Способ основан на обнаруженной связи концентрации парамагнитных центров (ПМЦ) в ОВ каустобиолитов, определяемых методом эгектронного парамагнитного ре, зон анса (Э П Р), со способностью последних 35 , Образовывать коагуляционные структуры.При анализе каустобиолитов регистрируют спектр ЭПР навески исследуемого образца при уровне СВЧ-мощности 1 - 5 МВт и значении амплитуды ВЧ-модуляции постоян ного магнитного поля Н = 0,5-1 Гс, после чего определяют содержание ПМЦ в ОВ навески и по их концентрации и содержанию ОВ судят о структурно-реологических свойствах каустобиолитов.П р и м е р 1. Берут навеску величиной 50 мг Образца органического сапропеля,имеющего содеркание ОВ=85,3, МВ=14,7 изначение Сккс=1,8%, РегистРИРУст спектР ЭПР данной навески при уровне СВЧ-мощности 2,5 МВт и значении амплитуды ВЧ-модуляции постоянного магнитного поля Рп 1=0,75 Гс, иэ интенсивности спектра ЗПРопределяют содержание органических ПМЦ в навеске, затем делят ее на величину навески и содержание ОВ (Сов), получая тем самым концентрацию ПМЦ в органическом веществе исследуемой навески, Она оказалась равной 1,05 10 сП/г,17 П р и м е р ы 2 - 6, Аналогично примеру 1 определяют концентрацию ПМЦ в ОВ ряда других образцов сапропеля с высоким содержанием ОВ. Характеристика их приведена в таблице. Как видно иэ данных таблицы, несмотря на близкое (высокое) содержание ОВ, первые 3 образца сапропелей характеризуются существенно более низкими значениями Сккп и 48 по сравнению с остальными тремя образцами. При этом наибольшее значение Сккп и 1 ов наблюдается в случае торфосапропеля. Математическая обработка данных таблицы показала низкую степень взаимосвязи между Сккс и содержанием ОВ (коэффициент корреляции г=0,47).Степень взаимосвязи между Сккс и отношением ГК - ЛГ несколько выше (г = 0,50). В то же время учет качества, так и количестгк/лгва ОВ по формуле Сккп = К заметно повышает коэффициент корреляции (г=0,58). Оценка качества ОВ по содержанию водорослей оказалась более достоверной (г =-0,74), Однако поправка на содержание ОВ по формуле Сккп = КВОДО ОслиОВне повышает степени достоверности (г =0,70), Взаимосвязь между,Сккп и ПМЦ существенно выше(г= 0,93), т.е. при высоком содержании ОВ структурирующие свойства каустобиолитов определяются в первую очередь качеством ОВ, а не его количеством, В то же время учет как качества, так и коли 1 ов чества ОВ по фоРмУле Скк = К - неСовсколько повышает достоверность определения (г = 0,95).Приведенные результаты свидетельствуют, что по сравнению с прототипом регистрацияспектров ЭПР позволяет существенно повысить достоверность опре- . деления и снизить трудоемкость при анализе Образцов каустобиолитов с высоким содержанием Органического вещества,Формула изобретения Способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов, включающий определение содержания Органического вещества Сов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения и снижения трудоемкости для образцов с высоким содержанием органического вещества, регистрируют спектр ЭПР исследуемого Образца, Определяют интенсивность сигнала органических парамагнитных центров и их концентрацию 1 ов в образце, а о структурно-реологических свойствах каустобиолитов судят по соотношению 1 ов/Сов.1702275 Составитель Т, ТоропкинаРедактор Ю, Середа Техред М.Моргентал Корректор, М, Демчик роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 4539 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва, Ж Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., 4/5