Способ определения наличия органических соединений в разбухающих глинистых минералах

(51)5 6 ПИСАН БР СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ И ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт геологии и разработки горючих ископаемых(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В РАЗБУХАЮЩИХ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛАХ(57) Использование: рентгенографическиеспособы исследования коисталлических образований, в частности глинистых минералов, например, при изучении свойств Изобретение относится к рентгенографическим способам исследования кристаллических образований, в частности глинистых минералов, и может бцть использовано при изучении свойств осадочных пород, формирующих резервуары нефти и газа, катагенеза природного органического вещества в углеводороды во взаимодействии с глинистым веществом,Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ определения органических соединений в разбухающих глинистых минералах - смектитах, при котором образец растирают в ступке до тонкодисперсного состояния, готовят из него суспензию, затем ориентированный препарат, получают от него рентгеногоамму и по базальным рефлексам более 15 А судят о наличии в смектитах оросадочных пород, формирующих резервуары нефти и газа, катагенеза природного органического вещества в углеводороды во взаимодействии с глинистым веществом. Сущность изобретения: готовят ориентированный препарат образца из суспензии, Прокаливают его в течение 1 ч 50 минч 10 мин при 340 - 360 С. Снимают. Проводят съемку образца на дифрактометре на отражение непосредственно после прокаливания. В результате анализа рентгенограмм по значениям рефлексов больше 10 А и для смектитов и гидрослюда-смектитов и больше 14 А для хлорит-смектитов определяют наличие органических соединений в межслоевых промежутках данных глинистых минералов. 1 пр. 1 табл,ганических соединении, Например, комплексы с танниковой кислотой дают рефлексы 15 6 - 19 2 А, с метанолом и ацитонитрилом 16 Я, с молекулами парафинового типа до 23 А,Недостаток прототипа заключается в том, что рефлексы со значениями от 15 до 18 1 не могут однозначно свидетельствовать о наличии в межслоевых промежутках смектита органических молекул, поскольку смектиты, предельно насыщенные молекулами воды, могут также давать рефлексы до 18 А, Кроме того, прототип не рассматривает комплексы органических молекул и смешансслойных образований.Целью изобретения является повыше- ние достоверности рентгечографического определения наличия органически соединений в разбухающих глинистых минералахсмектитах и смешанослойных образованиях гидрослюда-смектит и хлорит-смектит,Поставленная цель достигается способом, в котором осуществляется приготовление ориентированного препарата анализируемого образца, прокаливание его в муфельной печи при 340-360 С в течение 1 ч 50 минч 10 мин, съемка на дифрактомФре сразу после прокаливания неостывшего препарата и анализ значений первых базальных рефлексов разбухающих глинистых минералов. при этом значения более 10 А для смектитов и гидрослюда-смектитов и более 14 А для хлорит-смектитов указывают на наличие в межслоевых промежутках этих минералов органических молекул,Способ основан на свойстве разбухающих глинистых минералов более прочно удерживать в межслоевых промежутках молекулы некоторых органических веществ, чем воды, Группа этих веществ включает органические соединения, способные замещать молекулы воды в анализируемых минералах, К ним относятся высоко полярные органические молекулы, Испытанием этого свойства служило прокаливание в муфельной печи ориентированных препаратов исходных (с молекулами воды в межслоевых промежутках минералов) и насыщенных глицерином образцов, Глицерин использовался в качестве представителя указанных органических веществ. При этом испытании необходимо было подобрать оптимальные время и температуру, Оптимальными значениями этих параметров оказались соответственно 1 ч 50 минч 10 мин и 340 - 360 С (см. таблицу), Они являются наиболее низкими, при которых вода полностью удаляется из меж слое вых промежутков разбухающих глинистых минералов. а молекулы органического вещества еще удерживаются в них. Об этом свидетельствуют значения базальных межплоскостных расстояний д для исходных образцов смектита 9,9 А, гидрослнда-смектита 10.0 Д, хлоритсмектита 12,5 А, Последнее значение отражает соотношение компонентов 1:1 в данном смешанаслойном образовании, примерно равное (10 + 14.2)/2. Аналогичные межпласкостные расстояния в структурах этих минералов, насыщенных глицерином, после такой же обработки увеличены для смектита до 13,4 Д, хлорит-смектита до 14.5 А, гидрослюда-смектита до 11.2 А,Причем съемку рентгенограмм необходимо производить сразу после прокаливэния образцов (в теплом состоянии), поскольку разбухающие глинистые минера ступке до тонкодисперсного состояния, готовят.из него водную суспензию; затем ориентированный препарат.Этот препарат прокаливают в муфельной печи при температуре 340 в 3"С в течение 1 ч 50 минч 10 мин,Сразу после этого, не давая остыть, препарат помещают в дифрактометр и и раизво 40 дят сьемку на отражение По значениям первых базальных рефлексов определяют наличие или отсутствие молекул органических соединений в межслоевых промежутках разбухающих глинистых минералов.В качестве примера можно рассмотреть анализ образца из скважины Тенгиз 24 .(Мобр = 20). Нэ рентгенограммах ат исходного образца присутствуют рефлексы 26, 11.6 А и после обработки глицерином 34, 9,3 А, Эти величины указывают ма смешанаслой ный гидрослюда-смектитовый состав минерала. После прокаливания исходного образца при 350 С в течение 2 часов на рентгенограмме возник первый базальный рефлекс 11,0 А. который свидетельствует о наличии в межслоевых промежутках даннолы могут поглощать воду из воздуха, Приотклонении от предлагаемых условий испытания получаемые результаты будут недостоверными, Так, например, после5 прокаливания при 200 С из смектитэ в исходном состоянии молекулы воды удаляются не полностью (остается один слой, д,3 А), что ошибочно указывает на присутствие в межслоевых промежутках их струк 10 тур молекул органических веществ, э при50 ООС из гидрослюды-смектита, насыщенного глицерином, полностью удаляются молекулы глицерина(д = 10.0 А), что ошибочносвидетельствует об отсутствии глицерина в15 образце. Кроме того, после прокаливанияпри 350 С, выдерживания на воздухе околосуток гидрослюды-смектитэ в исходном состоянии и съемки холодного препарата значение д увеличивается до 10,9 А, что20 ошибочно. указывает на присутствие в минерале глицерина,Таким образом, признакам наличия органических молекул в межслоевых промежутках разбухающих глинистых минералов25 могут служить значения первых базальныхрефлексов в случае смектитов и гидрослюда-смектитов больше 10 А и в случае хлоритсмектитов больше 14 М, полученные послепрокаливания образцов при 340 - 360 С в те 30 чение 1 ч 50 мин - 2 ч 10 мин и съемки рентгенограмм сразу после этого,Способ реализуется следующим образом.Анализируемый образец растирают ва П р и м е ч а н и е. П - препарат, т С - температура прокаливания См - смектит,. Хл-См - хлорит-смектит, Гсл-С 11 гидрослода"смектит Г - глицерин т - теплый препарат, х " холодный препаратСоставитель О.СидоренкоТехред М.Моргентал Корректор Иа Шмакова Редактор Т,Иванова Заказ 3738 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го минерала органических молекул, Другимпримером обнаружения органического вещества в гидрослюде-смектите может служить образец 23 иэ той же скважины. Нарентгенограммах от исходного образца наблюдается рефлекс около 12 А и после испытания в предлагаемом режиме 11.1 А.Примером отсутствия органических молекул в гидрослюде-смектите является образец иэ скважины Пионерская 1(йобр = 15), В 10исходно состоянии он дает рефлексы 25.9и 11,2 А, а после прокаливания при 350 С втечение 2 часов появляется рефлекс 10,0 Д.Это свидетельствует о нахождении в межслоевых промежутках разбухающего минерала из данного образца только молекулводы,. Преимуществом данного способа посравнению с описанным выше является то,что он с помощью рентгенографического 20метода позволяет наиболее достоверно определять наличие органических соединенийв межслоевых промежутках разбухающихглинистых минералов различного состава.Это дает воэможность раскрывать закономерности взаимодействия органического иглинистого вещества осадочных толщ в процессе генерации углеводородов и формирования залежей нефти и газа, что может способствовать повышению эффективности и, следовательно. экономичности поисковых работ на эти полезные ископаемые,Формула изобретения Способ определения наличия органических соединений в разбухающих глинистых минералах, включающий приготовление ориентированного препарата образца из суспензии и последующий рентгенографический анализ с определением по значениям межкоплоскостных расстояний базальйых рефлексов присутствия органических соединений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения, перед рентгенографированием препарат образца прокаливают при температуре 340-360 С в течение 1 ч 50 минч 10 мин, после чего неостывший препарат рентгенографируют и по наличию базальных рефлексов с межплоскостными расстояниями больше 10 А для смектитов и гидрослюда-смвктитов и больше 14 А для хлорит-смектитов судят о наличии органических соединений в данных глинистых минералах.