Способ определения открытой пористости глинистых рассолосодержащих пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 90018 15 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЛЬСТВУ 8/188284. БлкачекиСзный 5ло едоут роек 17. 1 (088. 8) роян В.И. Вы газоволномет а для иэмере ВНИИГНИ, вып ор рациональического ия пористос, 1970,б одыикомд. Л адзе В.Д. Ме ледований фи в горных пор 2, с. 115-11 аничес фНеотип) . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ С(56) 1. Г ной схемы объемомет ти. Труды с. 32-26.2. Лом торных ис ких свойс дра, 19 ЯО 1 067410(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКРЬ" ТОЙ ПОРИСТОСТИ ГЛИНИСТЫХ РАССОЛОСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД, заключающийся в высушивании исходного образца, насыщении его инертной жидкостью, взвешивании насыщенного образца в инертной жидкости и .на воздухе и расчете величины открытой пористости, о т л.и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, исходный образец перед высушиванием охлаждают до температуры виже точки замерзания содержащихся в нем внутрипоровыхрассолов со скоростью, превышающей скорость образования льда в кристаллической форме, и при этойтемпературе проводят его высушивание в вакууме.50 Изобретение относится к определению Физических параметров твер,т;ых тел и может быть использованопри изучении Фильтрационных, коллекторских и водоупорных свойстврассолосодержацих пород.Открытая пористость являетсяосновным параметром, определяюцимвильтрациоегные, коллекторские иВодоупОрные сВОйстВа горных пОРОд вОсобенно важно достоверное знаниеВеличины открытой пористости надсоленых отложений и внутрисоленыхпрослоек глинистого состава наместорокцениях калийных :олей, такКак ОНа ОПРЕДЕЛЯЕТ ВОДОЗащтИтНЫЕгвойства этих пород и потенциальноЕзозмокгегьге водопритоки в горныен т,тва(бо тг;т талийггых рудников,Известнь". Способы определенияоткоытой гОристости путем созданияпереЕзда дангенй в камере, объеелкоторой зараее известен с нысокойстетенью точности. Измеряя величину перепагга давлений, РасчетнЫмпутем пределяют неличину открытой пористости, Б качестве рабочихтел к Обьемомерах используют,илиР.У:Ьт ПЕИ т:ЕйтРаЛЬНЫй Гаэ (ГЕЛИЙ),ОСООЕННО Г(РИ ИССЛЕДОНаНИИ ГЛИНИСТЫХО) ( .(Однао известные способы весьмаЕру)тоне(гге т требуют высокой степениточнссИэ:л-:рений и наличия спе. И(ггИ(Е(.ой таПГгаРатУРЫ,т(з:более близил к изобретениюзз, яа. ся способ Определения Открыт( тОтоп(. ОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД (23 тзалюка(г;цигся в нь(сушивании исходНОГО ООРтЗЦат НаСЫЦЕНИИ ЕГО ИНЕРт 1:С" КИ-.; (11(ГЬЮ, В ЭВ Ецина НИИ 1 а сЫЕЕ(ЕННОГО О 1011 Згт(а В ИНЕртНОй жндКОСтИ Иега Б 0 31,ух(1 и ",а счете В еличины Открытой пори(.,ости. Сушку проводятв .ОгзгОс.тгт.та ггри 100-105 С до по-РСО Я Н Н О " О Н Е (с К К а Ч Е С Т В Е И Я Е Р Т Н О Й., - Вес насыщенного образца нК ЕРО СИЕ 1 Е( -, - Вт(, - с насьптгееНого Образцс наВ О",Дуга .Одеаго дан некй спОсОб малО 11 ригодее )"ля ОТ 1-;еделания Открытои пористости ток одисперсных глинистых по род, сод сржагих ра ссолы.Ири термической сушке из рассола . содержа:;,егося н псроном проступка гзе образца, происходит испарение колнои .,",азы, в результате концентрацтя рассола г.остепенно увеличизае "сят вязкость его повытгается,5 10 1 э 21 25 30 35 40 45 что приводит к образонаНИЮ в ПородеНатЕЧНЫХ ФОРМ И КОРОЧЕК РаССОЛа т КОторые закупоривают (эаливаюг тонкиепоры глинистых пород. Иоэтому происХОдИт РЕЗКОЕ НаруШЕНИЕ СООбщсЕМОСтИпор, приводяцее к суцественноглу занИжению величины открытой пористости,Цель изобретения - повьг еттие точности определения путем устраненияЗаКУПОРКИ ПОР ПРИ СУЕЕЕКЕ.Поставленная цель достигае гсятем, Ето согласно способу Определения открытой пористости глинистыхрассолосодержацих пород, заключаюцемуся н высушивании исходногс образца, насыщении его инертной жидКОСТЬЮ, НЗНЕШИВаНИИ НаСЫЦтЕННОГООбразца в инертной жидкости и чавоздухе и расчете величины открытой пористости, исхОДный Обрс;зттцперед нысущивагием Охлаждают дотемпера туры н ике точки замерз а (. Иясодержащихся в нем ннутриг:оровь:хРаССОЕОК СО СКОРОСТЬЮ, ПРОВЫШаю -цей скорость Образования льда вкристаллической +(ормет и при эт эйтемпература проьодят его высушивание н какууле.Сущность способа заключается вследуесцем,При резком охлаждении влажногообразца горной породы (термоудар )из рассола, находяцегося в его ПОроном пространстве, ггроисходитвыпадекгие микрокристаллон растнореннь,:. солей а вода переходит в стекТОобра: ноа ( амор(т(11 ое 1 состояние, сесопровождающееся увеличением объема.Далее путем о:качки в вакууме произв ОДЯ т В Оз гое 1 к У (с УблимсаЦию) павроз воды из Образца, При этом тонкодисперсегые кристаллы солей ост-ютс.я В породе. В указан:Ом случаеэ(1(1(ектзакупориваниятонких ггсрглинистой и Орогы св Од: тс я к миниму(му,(лестОРОкдения калийных ГОлей, лс)юц(и( образом(. тт)з 1(сслеДУемого кеуна ОткалыВаЛи ЧС ТЕРЕ. Обраэ (та . ДВа НЛИ На ОПра деле(1 е ОткрытОЙ 11 г гристссти с 11 риМЕЕЕЕНЕМ ТЕР(ЛОСУ (Кт, с( т,н;( ДРУт.ИХЛЕ . %: . т(агВЕ ЕЕ образцы нысушивались в термостате 8-12 ч при 100-105 С до достгжения постсянного веса, Далее Они насыцались керосином под вакуумом, взвешивались на гидростатических весах и керосине, а затем на аналитических весах на воздухе. 1 о Формуле (1) ра ссчитъгв алась открытаяпористость образцсз. Расхождение МажДУ ПарсЛЛЕЛЬНЫМИ ОГЕРЕДЕЛЕНИЯМИ не превышало 2 В.1067410 Наименованиепороды Пористость Влажность (%),Место отбора образца Сублимация Термосушка Общая (п),ъ Скважина Образец Откры- Эакрытая таяотк с с Глинистыймергель 385 9,2 20,9 14,9 6,0 17,4 3,5 Глина с карбонатными прослоямиГлина 24,1 6,5 16,0 30,6 13,2 34,7 3,3 10,4 19,3 11,3 1,5 16,5 18,2 33, 2 1 тб 8 ч 8 1 ю 5 8 ф 9 Доломит 12,2 23,9 13,2 10,7 Глина 24,3 24,5 8,5 24,3 8,7 33,0 Мергель Глина карбонатная 10 14,4 28,8 24,5 4,3 26,5 2,3 1 7,7 17,7 14,7 3,0 17,9 Мергель П р и м е ч а н и е , Величина набухания у всех образцов непревышает 2. Два других кусочка породы на ко-, роткое время (30-60 с) погружались в пентан, охлаждаемый до температуры жидкого азота. После такого термоудара образцы извлекались и помещались в вакуумную камеру, предварительно охлажденную до -50 С. Такая температура выбиралась исходя из следующего. Химический состав рассола показал наличие в нем хлоридов Ма, Са, Мр К, присутствующих в виде растворов их солей (галита, карналлита, бишофита). Наиболее низкая температура замерзания среди названных растворов у бишофита (-35 С). Поэтому во избежание воэможности образования раствора бишофита в камере необходимо поддерживать еще более низкую температуру ( в данном случае -50 С) В случае присутствия в рассоле растворов солей тахгидрита или антарктицида Иэ таблицы видно, что глинистые образцы, обладающие тонкими порами размером от долей микрона до первых микрон в результате сублимационной сушки резко увеличили значения.отс температурами замерзания (-45)(-50) С в камере при вакуумной отокачке необходимо поддерживатьтемпературу порядка (-60) - (- б 5С.Сублимация образцов проводилась 5 12-24 ч в зависимости от их числаи влажности. По достижении в камере вакуума 10 4 мм рт.ст. процесссублимации считался завершенным,температура в ней поднималась постепенно до комнатной, при этомоткачка продолжалась во избежаниеобразования конденсата на поверхности образцов, Далее камера разгерметизировалась, образцы извлекались, взвешивались, насыщались1,под вакуумом керосином, взвешивалисьна гидростатических весах в керосину и на. аналитических весах на воздухе. Расчет открытой пористостипроизводился по формуле (1). Полученные данные приведены в таблице крытой пористости, причем такое увеличение связано с усадкой глинистых пород йри термосушке, Однако исследованные образцы в ре зультате процессов литификации поте1067410 Составитель А.КощеевРедактор М.Келемеш Техред И.Жетелева Корректор А,Повх Заказ 11202/48 Тираж 828 Подписное ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , ц. 4/5 филиал ППП Патент, г. ужгород, ул, Проектная, 4ряли пластические свойства и являются практически ненабухающими. Поэтому объяснить такое увеличение значений открытой пористости за счет присутствия в образцах набухающих минералов невозможно. 5Поровое пространство образца после сушки в термостате представляет собой небольшие полости извилистой неправильной Формы размером 2-3 мк. Поверхность их покрыта сплошной 10 коркой соли.После сублимационной сушки на отдельных участках поверхности образца наблюдаются мелкодисперсные кристаллы солей, практически не 15 уменьшающие Ьак в случае термосушки) величину открытой пористости глинистых пород. С уменьшением содержания глинистого материала в образцах пород раз 20 ница в значениях открытой пористости по результатам термической и сублимационной сушки уменьшается, так как в этих породах пористость представлена порами больших раэмеров и эффект эакупоривания ихнатечньпки Формами солей снижается.Полученные данные показывают,что согласно предлагаемому способуоткрытая пористость надсолевых отложений и внутрисолевых глинистыхпрослоев месторождений калийных солейприобретает особенно большое значение в связи с применением на калийных рудниках систем разработкис обрушением или плавным опусканиемкровли, что приводит к образованиюв перекрывающих породах множественных нарушений сплошности,Изменение напряженно-деформированного состояния надсолевых пород может вызвать из них водопритоки в горные выработки, Объеми расход их определяется величинойи структурой открытой пористостиэтих пород. Таким образом, использование изобретения позволяет объективно оценить объемы содержащейся в них жидкой Фазы, потенциально опасной с точки зрения попадания в горные выработки, и прогнозировать ее притоки.