Способ определения соотношения объемов пор с разными диаметрами в твердых телах

,10 548792 Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнитель вт. 22) Заявлено 16.11.73 (21) 1970525/25с присоединением заявки М23) Приоритет Государственный комите Совета Министров СССпо делам изобретенийи открытий 3) УДК 622.023:539еиь Л"о 8 21,03.77 Опубликовано 28.02.77. Балле Дата опубликования описания 2) Авторы изобретсния Е. А. Числавский и Р. И. Бутенко Заявитель 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ ОБЪЕМОВ ПОР С РАЗНЫМИ ДИАМЕТРАМИ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ20 Способ основан на экспер ленном свойстве твердых тел в том, что при любом значе стости с увеличением содер уменьшается скорость распр 25 гих (звуковых) волн. На фиг. 1 представлено и иия фактической звуковой в мом пористом теле к скорост в среде с идентичным иссле 30 мическим составом с нулементально выяв, заключающемся нии общей порижания микропор остранения упруменение отношсолны в исследует звуковой волны дуемому телу хной пор истостью Изобретение относится к области исследования физико-механических и коллекторских свойств скальных пород, преимущественно в нефтяной и газовой промышленности при оценке коллскторских свойств горных пород и может быть использовано также при исследовании свойств строительных и конструкционных материалов, при неразрушающсм контроле качества материалов.Известные способы определения величины общей и дифференцированной пористости основаны иа заполнении пор жидкостями, например ртутью 1.Однако эти способы не позволяют определить соотношение пор с разными диаметрами в твердом теле без разделения его на мелкие части. При этом появляются искажения результатов за счет изменения размеров образцов.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения соотношения объемов пор с разными диаметрами в твердых телах, включаощий измерение общей пористости 2, Зто адсорбционный способ определения содержания пор размером менее 0,0002 мм, по которому определение ведется иа малых образцах 25 М 20;к",10 мм с использованием вакуумных эксикаторов и применением насыщенного раствора сернокислого калия -К недостаткам известного способа относятсятрудоемкость и длительность (до 21 дня) определения дифференцированной пористости, а также нестабильность результатов, вызванная 5 изменением температуры флюида. Кроме того,известный способ ие учитывает долю закрытых микропор.Целью изобретешя является повышениеточности определения соотношения объемов 0 пор с разными диаметрами.Поставленная цель достигается тем, что определяют скорости распространения звуковой волны в исследуемом теле и в идентичной по химическому составу исследуемому телу среде 5 с нулевой пористостью, находят величину отношения скоростей друг к другу, по которой с учетом общей пористости определяют соотношение объемов пор с разными диаметрами.Химический состав о 5 раацов, ,Лабораторный номер оорааца Потери при прокааиванииСО,Сумма А 1,0 а РеаОз СаО Прочие 810 а 0,2 40,42 1,19 7,23 0,74 2,00 233,/ГБ - 2 - 1 - О35,/К -1 - 1 010,/В - 12 1 ОО,ОО 43,03 5,20 47,90 100,49 21,32 17 53 0,25 30,0 0,40 1,36 33,94 0,24 46,95 100,32 0,30(К) р) в зависимости от общей порпстости (т. %),11 а фиг. 2 представлено отио)пение фа)ктичсской скорости звуковой волны и исслс;(усмом пористом теле к скорости звуковой волны в среде с идентичным исследуемом телу хим)- ческим составом с нулевой пористостью в зависимости от содержания пор, размером менее 0,0002 мм (паи,кр) и пор, размером более 0,0002 м м 1 пмакр)На фиг, 1 кривые 1 - 8 имеют следующие Образец2331/ГБ-1-0.Общая пористость образца т=12,19%.Скорость продольной волны определенная для образца по химическому составу, при т=О составляет Гр(,)=665 м/сек. Скорость, определенная прибором при т= 12,19%, составляет Ьр 1=4270 м/сек. Отношение скоростей продольной волны оценивается величиной:(" (О) 6615р(0)С целью определения процентного содер)каиия микропор для испытываемого образца, строят перпендикуляр из точки, соответствующей т=12,19% и горизонталь из точки, соответствующей Кт =0,645 (фиг. 1 пуиктирныс линии). Получают точку пересечения А, которая расположена между кривыми 3 и 4. Это означает, что содержание пор размером 0,0002 мм и менее, как это видно из графика (фиг. 1), находится в промежутке между значениями пи;р от 20 до 30%,Для уточнения процентного содер)кап ия микропор используют величины С 1 - Са, полученные при пересечении вертикальной пунктирной линии с кривыми 1 - 8 (фиг, 1). По этим величинам строят вспомогательную кривую, показанную пунктиром на фиг. 2, Для нахождения уточненного значения содержания микропор (пмикр, % ) строится горизонталь из точки, соответствующей Кт.р=0,645, до пересечения с построенной кривой и получают точку Б, Опустив из нее перпендикуляр иа ось абсцисс, получают содержание микропор менее 0,0002 мм в образце, равное 26,5%. Таким образом, общий объем пор т=12,19% распределяется по составу следу)ощим образом: от 0,0002 мм и менее 26,5%, а крупнее 15 20 25 30 35 40 45 50 значения: для пмикр, %: 1 - 0,210, 3 - 20, 4 30, 540, 6 - 50, 760, 8 - 100; для и ак)и %, 1 - 100, 2 - 90, 280, 4 - 70, 5-60, 650, 7 - .40, 8 - О.На (и)г. 2 крииыс 9 19 имеют зиачгл(ия для пг, %. 9.5, 1 О - 10, 11 - 20, 12 - 30, 13- - 40, 14 - 50, 15 - 60, 17 - 80, 18 - 90,19 - 95.П р и м е р. Проводилось определение соотношения обьемов иор с разными диаметрами иа образцах горных пород, химический состав которых приведен в таблице. 0,0002 мм - 73,5%. Определение по ранее известному способу дало следующий результат:пор от 0,0002 мм и менее - 26,85%, а поркрупнее 0,0002 мм - 73,15%. Соотношениеобъемов пор выражается: пмкр: и;р --=26,5: 73,5.Образец 35/К-1-0,Общая пористость т образца, определеннаяобщепринятыми методами, равна 4,53%. Скорость продольной волны Ър, найденная дляэтого образца по его химическому составу припористости образца т=О, составляет6930 м/сек, Скорость продольной волны, измеренная прибором при общей пористостит=4,53%, равна р(ф)=6380 м/сек. Отношение скоростей продольных волн равно Кт р --= 0,92,6930В порядке, изложенном выше, находят параметры, соответствующие общей пористостит=4,53% и отношению скоростей К 1 р=0,92.Результаты определений следующие: содержание пор размером 0,0002 мм и менее - 7%; асодержание пор крупнее 0,0002 мм - 93%. Соотношение обьемов пор пмикр. пмакр=7: 93.По определениям известным способом былонайдено: содержание пор менее 0,0002 мм -9,89% (среднее из трех определений, т. е,11,19%, 9,7%, 8,8%), а содержание пор более0 0002 мм 90 11%Образец 10/В,Общая пористость образца т равна 26,5%.4440Отношение скоростей равно 1 Ь-р=6880= - 0,646.Результаты определений следующие: содержание пор размером 0,0002 мм и менее -10,0%, а содержание пор крупнее 0,0002 мм -90%, СООтиОШЕЮ Е ОбЪЕМОВ ПОР амик). Пмакр -=10: 90, По определению известным способом было найдено: сс держание пор мсиес 00002 мм - 79%, а с држание и р бол:с 0 0002 92 1%Использование предлагаемого способа оире деления соотношения объемов пор с разными диаметрами обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность определения с большей точностью объема, занимаемого микропорами, в том числе и замкнутыми, без разрушения образцов различных размеров; значительное сокращение сроков выполнения работы при опрсдслсипсоотношений объемов пор с разными диаметрами в твердых телах. Формула изобретения Способ определения соотношения объемовпор с разными диаметрами в твердых телах,включающий измерение общей пористости, отличающийся тем, что, с целью повыв,спиц то игдси, определяют скоросги распространения звуковой волны в исследуемом теле д и в идентичной по химическому составу исследуемому телу среде с нулевой пористостью, находят величину отношения одной скорости к другой, и по этой величине с учетом общей пористости определяют соотношение объемов 10 пор с разными диаметрами.Источники информации, принятые во внимание при экспертизс:1. Ханин Л. А. Породы-коллекторы нефти игаза и их изучение, М., Недра, 1969, с. 211.15 2. Беликова Б. П., Залесский Б. В. и др. Методы исследований физико-механических свойств горных пород в сб. Физико-механические свойства горных пород, М., Недра, 1964, с. 18 (прототип).0 б О,б О ЫО 6 О а Ри ставитель Н. ПреображенскТскрсд А, Камышиикова Редактор Коляда оррскторы: Н. Аук и Е. ХмелеваТираж 1054комитета Совета Министретений и открытий35, Раушская иаб., д. 4,5 Типография, ир. Саиуиюва, 2 Заказ 428/14ЦНИИ Изд. Х 241Государствсшпго по делам из 13035, Москва, М имикр,% /00 й мак/, /о ПодписноеСССР