Способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов

 

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 Нт - 0,5-1 гс и по интенсивности спектра ЭПР определяют содержание парамагнитных центров в органическом веществе навески и по их концентрации судят о структурирующих свойствах каустобиолитов . 1 тэбл. &г«а

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)л 6 01 N 24/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618941/25 (22) 12,12.88 (46} 30,12.91. Бюл. N. 48 (71) Институт торфа АН БССР (72 ) Г.А,Евдок имова, И.В.Косаревич, С,Г.Прохоров и В.П.Стригуцкий (53) 543.063{088,8) (56) Косаревич И.В. Реологические свойства сапропелевых промывочных жидкостей. Бурение разведочных скважин в сложных геолого-технических условиях. Минск, 1982, с. 136-148, Богданов С.В, и др. Особенности генезиса, состава и cBQAGTB сапропелей БССР и их практическое использование. Геология месторождений строительных материалов и других 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 способностИ 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„„ „„1702275 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНО-РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАУСТОБИОЛИТОВ (57) Изобретение относится к определению качества материалов, применяемых при строительстве, Цель изобретения — павы шение достоверности определения и снижения трудоемкости для образцов каустобиолитов с высоким содержанием органического вещества. Цель достигается тем, что качество органического вещес1ва 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 H =-0,5 — 1 гс и по интенсивности спектра ЭПР определяют содержание парамагнитных центров в органическом веществе навески и по их концентрации судят о структурирующих свойствах каустобиолитов. 1 табл. пространенным реологическим параметром является коэффициент С«с (критическая концентрация 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-реологических свойств каустобиолитов по содержанию в них минеральных и органических веществ (ОВ), Установлено. что структурно-реологические свойства каустобиолитов улучшаются с повышением содержания ОВ, Однако данный способ имеет недостаточную достоверность, особенно при высо- 5 ком содержании ОВ, так как в нем не принимается во внимание качество органического вещества, являющегося основным структурирующим 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- 15 устобиолитов, включающий определение содержания ОВ и его качества — содержание в ОЕ гуминовых кислот (ГК) и легкогидролизуемые вещества (ЛГ), что значительно повышает достоверность определения. 20

Однако определение содержания ГК и ЛГ в 08 не менее трудоемко, чем определение структурно-реологических свойств каустобиолитов по реологическим характеристикам их водных дисперсий. 25

Целью изобретения является повышение достоверности определения структурирующих свойств и снижение трудоемкости для образцов каустобиолитов с высоким содержанием органического вещества. 30

Способ основан на обнаруженной связи концентрации парамагнитных центров (ПМЦ) в ОВ каустобиолитов, определяемых методом згектронного парамагнитного ре,зонанса (ЭПР), со способностью последних 35, образовывать коагуляционные структуры.

При анализе каустобиолитов регистрируют спектр ЭПР навески исследуемого об разца при уровне СВЧ-мощности 1 — 5 МВт и ! значении амплитуды ВЧ-модуляции посто- 40 янного магнитного поля Н = 0,5-1 Гс, после чего определяют содержание ПМЦ в ОВ навески и по их концентрации и содержанию

0В судят о структурно-реологических свойствах каустобиолитов.

Пример 1. Берут навеску величиной

50 мг образца органического сапропеля, имеющего содер>кание ОВ=85,3, MB=14,7 и значение Сккп=1,8%, Регистрируют спектр

ЭПР данной навески при уровне СВЧ-мощности 2,5 МВт и значении амплитуды ВЧ-модуляции постоянного магнитного поля

Рп1=0,75 Гс, из интенсивности спектра ЗПР определяют 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.

Пример ы 2 — 6. Аналогично примеру 1 определяют концентрацию ПМЦ в ОВ ряда других образцов сапропеля с высоким содержанием GB. Характеристика их приведена в таблице. Как видно из данных таблицы, несмотря на близкое (высокое) содержание

ОВ, первые 3 образца сапропелей характеризуются существенно более низкими значениями Сккп и 4 по сравнению с остальными тремя образцами. При этом наибольшее значение Сккп и log наблюдается в случае торфосапропеля. Математическая обработка данных таблицы показала низкую степень взаимосвязи между С«< и содержанием ОВ (коэффициент корреляции r= 0,47).

Степень взаимосвязи между Сккс и отношением ГК вЂ” ЛГ несколько выше (r = 0,50).

В то же время учет качества, так и количестгк/лг ва GB по формуле C«c = К заметно повышает коэффициент корреляции (г=0,58). Оценка качества ОВ по содержанию водорослей оказалась более достоверной (r =-0,74). Однако поправка на содержание

GB по формуле C«c = К

ВОДО ОСли

ОВ не повышает степени достоверности (r =0,70).

Взаимосвязь между Сккс и ПМЦ существенно выше(г=0,93), т.е. при высоком содержании О В структурирующие свойства каустобиолитов определяются в первую очередь качеством ОВ, а не его количеством.

В то же время учет как качества, так и коли ов чества ОВ по формуле Ск« = К вЂ” неСов сколько повышает достоверность определения (r = 0,95).

Приведенные результаты свидетельствуют, что по сравнению с прототипом регистрация спектров 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 оп ределение содержания

Органического вещества Сов, о т л и ч а юшийся 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 1ов в образце, а о структурно-реологических свойствах каустобиолитов судят по соотношению 1ов/Сов.

Составитель Т. Торопкина

Редактор Ю, Середа Техред М.Моргентал Корректор, М, Демчик

Заказ 4539 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101