Индикатор для экспрессной оценки содержания глины в образцах керна


 

G01N1/30 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2604220:

Морев Александр Валентинович (RU)

Изобретение может быть использовано в процессе пробоподготовки алевролитов терригенных пород к проведению петрофизических исследований. Применяют водный раствор красителя метиленового голубого (C16H18ClN3S·3H2O) объемом 10 см3 с концентрацией 0,73 мг/см3 на 1 г кернового материала в качестве индикатора для проведения петрофизических исследований путем экспрессного разделения образцов керна на отдельные группы. При этом применение красителя проводят перед этапом высушивания образцов с учетом диапазона глинистости, характеризующего сильноглинистые породы. Метод позволяет для образцов керна с любым содержанием глинистого цемента независимо от его компонентного состава экспрессно и наглядно определить допустимую для образцов температуру сушки.

 

Настоящее изобретение относится к нефтяной и газовой геологии, а именно к пробоподготовке алевролитов терригенных пород, к проведению петрофизических исследований.

Важным этапом при подготовке образцов к петрофизическим исследованиям является процесс сушки образцов [ГОСТ 26450.1-85. Методы определения коллекторских свойств. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением. - Введ. 1985-02-27. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 12 с.; ГОСТ 26450.2-85. Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации. - Введ. 1985-02-27. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 17 с.].

Согласно требованиям [ГОСТ 26450.1-85, ГОСТ 26450.2-85] сушку образцов породы необходимо проводить в сушильном шкафу при температуре (105±2)°С до постоянной массы с погрешностью до 0,001 г.

В [ГОСТ 26450.1-85, ГОСТ 26450.2-85] отмечается, что сильноглинистые породы необходимо обязательно сушить в термовакуумных шкафах при температуре (70±2)°С.

Очевидно, что перед сушкой образцов необходимо провести разделение образцов на те, которые буду сушиться при температуре 70° или 105°С.

В [ГОСТ 26450.1-85, ГОСТ 26450.2-85] отсутствуют технические рекомендации к проведению такого разделения, поэтому часто данное разделение выполняется геологами достаточно условно.

На практике соблюдение требований [ГОСТ 26450.1-85, ГОСТ 26450.2-85] особенно сложно провести для алевролитов с высоким содержанием глинистого материала.

В грунтоведении и инженерной геологии к глинам относят породы с содержанием глинистых частиц больше 30% [Логвиненко, Н.В. Методы определения осадочных пород: учеб. пособие / Н.В. Логвиненко, Э.И. Сергеева. - Л.: Недра, 1986. - 240 с.]. Отметим, что увеличение температуры сушки глинистых пород может привести к необратимому разрушению структуры породы.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является метод [US 4495292 A. Determination of expandable clay minerals at well sites. - опубл. 22.01.1985], который разработан как аналог методу рентгенофазового анализа глинистых минералов.

Данное техническое решение имеет ряд недостатков:

- так как метод не направлен на решение задачи использования водного раствора метиленового голубого для экспрессной оценки связи прозрачности раствора после взаимодействия с породой с определением необходимой температурой сушки образцов, то поэтому возможность получения полностью прозрачных растворов в методе не рассматривается, а критерий оценки соотношения прозрачность раствора - температура сушки образца в методе отсутствует;

- применимость метода достаточно ограничена, так как рассматривается его реализация только для песчаников и к тому же в методологии указанного изобретения выявлен целый ряд допущений, которые еще больше ограничивают область его применения, а именно не учитывается наличие в породе достаточного представительной группы глинистых минералов, таких как смешеннослойных глинистых минералов;

- метод не позволяет выделить отдельно каолинит и хлорит, поэтому авторы предложили считать, что данные глинистые минералы имеют одинаковые значения емкости катионного обмена. Отметим, что в содержании глинистого цемента большинства образцов обычно всегда преобладают каолинит и хлорит. Следовательно, данное допущение существенно снижает достоверность определения глинистости образцов данным методом;

- предложенный алгоритм проведения эксперимента имеет очень низкую "пропускную способность". Авторы отмечают, что смогли провести всего 17 экспериментов за 4 часа. Данный норматив не соответствует современным запросам о получении простого и наглядного способа решения задачи одновременного выбора температурного режима сушки для большого количества образцов. Стандартным явлением при работе современной петрофизической лаборатории является не процесс одиночной сушки образцов, а одновременная сушка в сушильных шкафах при необходимых температурных режимах от нескольких десятков до нескольких сот стандартных образцов. Сушка является обязательным этапом пробоподготовки для всех образцов, в частности, перед измерением их абсолютной газопроницаемости. При этом нельзя допустить разрушения образцов из-за нарушения температурного режима;

- несмотря на заявленную авторами простоту, метод для реализации на практике требует использования специального оборудования (центрифуга, термошкаф для нагрева образцов до 600°С, спектрометр), что свидетельствует о достаточно сложной процедуре проведения эксперимента и необходимости привлечения к работе специалистов достаточно высокого класса;

- для проведения анализа требуется достаточно большое количество кернового материала, так как предполагается проводить 2-ступенчатый анализ прозрачности раствора до и после термической обработки песчаника.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в разработке простого и наглядного метода выбора допустимых температурных режимов сушки образцов керна, который можно реализовать в петрофизической лаборатории одновременно для большого числа образцов.

Данная задача достигается применением водного раствора красителя метиленового голубого (C16H18ClN3S·3H2O) объемом 10 см3 с концентрацией 0,73 мг/см3 на 1 г кернового материала в качестве индикатора для проведения петрофизических исследований путем экспрессного разделения образцов керна на отдельные группы перед этапом высушивания образцов с учетом диапазона глинистости, характеризующего сильноглинистые породы.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является отсутствие признаков разрушения стандартного образца керна при их сушке, температурный интервал которой определяется экспресс-анализом на предмет полной прозрачности или наличия окраски 10 см3 водного раствора метиленового голубого с концентрацией 0,73 мг/см3 после взаимодействия с навеской массой 1 грамм кернового материала, отобранного с того же места взятия, что и стандартный образец.

В результате взаимодействия минералов глинистого цемента образца керна с раствором красителя часть катионов метиленового голубого адсорбируется глинистыми минералами. Данная адсорбция приводит к "осветлению" раствора.

В ряду глинистых минералов каолинит является минералом с самой малой емкостью катионного поглощения. Значение массовой емкости катионного обмена Q100 каолинита составляет 7,6 мг-экв/100 г.

Количественное определение диапазона глинистости пород, при которых допустима температура сушки не выше 70°С, а также использование значения Q100 каолинита позволяет определить критерий соотношения окрашенность (отсутствие окрашенности) раствора - температура сушки (105 или 70°С) и однозначно избежать разрушения образцов керна в процессе их сушки с любым содержанием глинистого цемента независимо от его компонентного состава.

Для проведения экспресс-анализа предлагается использовать для навески образца керна массой 1 г водный раствор метиленового голубого объема 10 см3 с концентрацией 0,73 мг/см3.

Если при данном объеме и концентрации раствор метиленового голубого после взаимодействия с навеской породы массой в 1 г полностью "просветлеет", то необходимо проводить сушку образцов только при температуре не выше 70°С.

Если при данном объеме и концентрации раствор метиленового голубого после взаимодействия с навеской породы массой в 1 г останется окрашенным, то можно проводить сушку образцов при температуре 105°С.

Рассмотрим порядок приготовления индикатора для экспрессной оценки содержания глины в образцах терригенных пород и определения допустимой температуры сушки:

1. Порошок красителя метиленового голубого помещают в бюкс и высушивают при температуре 105°С в течение 3 ч в сушильном шкафу до постоянной массы.

2. Взвешивают 0,73 г метиленового голубого.

3. Помещают краситель в химический стакан и приливают 150-200 см3 дистиллированной воды, нагретой до 60-80°С.

4. Проводят помешивание раствора стеклянной палочкой.

5. Раствор над нерастворившимся красителем метиленового голубого сливают в мерную колбу вместимостью 1000 см3.

6. В стакан с остатками нерастворившегося красителя снова приливают горячую воду и перемешивают. Раствор сливают в ту же мерную колбу.

7. Операцию повторяют до полного растворения метиленового голубого.

8. Раствор в мерной колбе охлаждают до температуры 20°С, доливают водой до метки и тщательно перемешивают.

9. Хранят раствор в защищенном от света месте при температуре (20±2)°С.

Отметим важные аспекты, которые необходимо учесть при проведении экспресс-анализа выбора температурного режима сушки образцов керна:

1. Число одновременно проводимых экспериментов отграничивается только наличием стеклянных пробирок, пригодных для проведения экспресс-анализа.

2. Образцы растирают в агатовой ступке.

3. Навеску образца (1 грамм) помещают в стеклянную пробирку и заливают 10 см3 водным раствором метиленового голубого с концентрацией 0,73 мг/см.

4. Для наибольшего извлечения глинистых составляющих образца провести в течение 3-5 минут диспергирование пробы с использованием ультразвукового диспергатора.

5. Через 90 минут оценить окраску раствора.

6. Для исключения разрушения образцов керна при сушке отметить полностью осветленные пробы и проводить сушку данных образцов только при температуре не выше 70°С.

Применение водного раствора красителя метиленового голубого (C16H18ClN3S·3H2O) объемом 10 см3 с концентрацией 0,73 мг/см3 на 1 г кернового материала в качестве индикатора для проведения петрофизических исследований путем экспрессного разделения образцов керна на отдельные группы перед этапом высушивания образцов с учетом диапазона глинистости, характеризующего сильноглинистые породы.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к инструментам и технологиям исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы. Устройство состоит из корпуса (1), выполненного, например, из фторопласта.
Изобретение относится к экспериментальным исследованиям в космическом пространстве. Способ включает взятие проб с помощью стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробозаборника.

Изобретение относится способу отбора образца материала с плохими характеристиками текучести. Обеспечивают наличие устройства для взятия образца материала, содержащее вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу, окружающую сверло.

Изобретение относится к области океанологии, гидрофизики, геохимии и экологии морей и может быть использовано для получения первичного материала с целью анализа взвеси, состава воды, а также для исследования связи донных осадков с картиной подводных течений и временное их распределение.

Изобретение относится к устройству для обнаружения твердых веществ, в частности взрывчатых веществ или наркотиков. Устройство содержит несущий диск (20), на котором осесимметрично расположено несколько сеток.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения минеральных масел в атмосферном воздухе и воздухе закрытых помещений. Отбирают пробы из атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений путем концентрации их на фильтр АФА-ВП-20 со скоростью 100 л/мин в течение 20 мин.

Группа изобретений относится к пробоотборнику для отбора проб смеси из среды и твердых частиц. Пробоотборник включает эжектор (100) и внутреннюю трубу (104), проходящую внутри эжектора (100), внутри внешней трубы (106), и предназначенную для прохождения через эжектор (100) создающей разрежение среды.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к образцам для определения остаточных технологических напряжений в деталях типа лопаток турбин авиационных двигателей.

Группа изобретений относится к приготовлению образца для минералогического анализа в электронно-лучевой системе в нефтегазовой и горнодобывающей отраслях. По первому варианту способа забирают минералогический образец для анализа, сушат его и отделяют от собранного образца более мелкую представительную аликвоту и помещают вместе аликвоту и оба компонента быстросхватывающегося двухкомпонентного фиксирующего состава на основе эпоксидной смолы в форму образца.

Группа изобретений относится к оборудованию для проведения анализа и может быть использована для диагностики и лечения пациентов. Микрожидкостная резистентная сеть (20) содержит первый (112) и второй (114) микрожидкостные каналы в жидкостном сообщении с впускными отверстиями (22) и (24) для первой и второй текучих сред соответственно.
Изобретение может быть использовано для выбора допустимых для насыщения алевролитов терригенных пород рабочих жидкостей при проведении петрофизических исследований в лабораторных условиях. Применяют водный раствор красителя метиленового голубого объемом 10 см3 с концентрацией 0,73 мг/см3 на 1 г кернового материала для проведения петрофизических исследований. Проводят экспрессное разделение образцов керна на отдельные группы и выбирают допустимые жидкости для насыщения данных групп образцов керна в зависимости от степени окрашивания. В качестве допустимых жидкостей берут керосин или дистиллированную воду или модель пластовой воды. Использование экспрессного метода на этапе пробоподготовки позволяет избежать безвозвратного разрушения образцов в процессе жидконасыщения. 1 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относится к измерительному кристаллу для использования с микрофлюидной резистивной схемой для проведения анализа. Измерительный кристалл (100) для использования с отдельной микрофлюидной резистивной схемой (20) содержит канал (104) пробы, канал (114) отходов, размеры которых являются одинаковыми. Канал (104) проходит между впускным отверстием (102) для приема потока пробы от схемы (20) и выпускным отверстием (106). Причем канал (104) содержит измерительное средство (120, 130) и имеет первое флюидное сопротивление. Канал (114) проходит между впускным отверстием (112) для приема отдельного потока отходов от схемы (20) и выпускным отверстием (116). Причем канал (114) имеет второе флюидное сопротивление. Микрофлюидное устройство (200) содержит микрофлюидную резистивную схему (20), измерительный кристалл (100). Схема (20) содержит микрофлюидную ступень подготовки пробы, вывод (42) пробы и отдельный вывод (44) отходов, оба во флюидной связи со ступенью подготовки. Схема (20) выполнена с возможностью отделения от измерительного кристалла (100), в котором каналы (104) и (114) находятся во флюидной связи с выводом (42) и отдельным выводом (44). Способ изготовления измерительного кристалла (100) содержит этапы при которых обеспечивают стеклянную подложку, формируют каналы (104) и (114) через стеклянную подложку, формируют измерительные средства (120, 130) в канале пробы. Обеспечивается создание микрофлюидного устройства, содержащего измерительный кристалл и микрофлюидную схему с контролем расхода через микрофлюидное устройство. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу определения трещиностойкости наплавки роликов установки непрерывной разливки стали (УНРС) и может найти применение при изготовлении и восстановлении дуговой наплавкой роликов системы вторичного охлаждения УНРС. Наплавку исследуемого материала осуществляют в пазы образца-свидетеля, изготовленного из марки стали ролика УНРС. Затем периодически нагревают образец в печи до заданной температуры с последующим резким его охлаждением в водно-соляном растворе. Через каждые десять циклов «нагрев-охлаждение» образец подвергают контролю для выявления зародившихся трещин. Число циклов, приводящее к возникновению трещин, является количественным показателем стойкости наплавленного материала против трещинообразования. Способ позволяет оперативно оценить пригодность наплавочных материалов и режимов наплавки роликов УНРС. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области аналитических исследований пленок из нефти и нефтепродуктов и может применяться для определения состава нефти и нефтепродуктов в природных водоемах. Устройство выполнено в виде полого цилиндра 1 с пробкой 6 из инертного материала и наконечника 4, в котором установлен прецизионный вентиль 3. Пробоотборник имеет развитую внутреннюю поверхность с отношением диаметра внутреннего сечения к высоте 1:3-1:10. На внешней поверхности пробоотборника выполнены риски 2 для измерения объема отбираемой пробы. Перед отбором проб пробоотборник отжигают при температуре 500-1000°С в течение 5-20 мин. Далее охлаждают до температуры окружающей среды и опускают в исследуемую среду. Отбирают фиксированный объем пробы. Затем медленно со скоростью перемещения поверхности воды внутри пробоотборника 10-300 мм/мин сливают водную фазу и анализируют пленку, осажденную на внутренней поверхности известной площади пробоотборника, на содержание органического вещества. Обеспечиваются повышение точности анализа, возможность проведения количественного анализа органических веществ в отобранной пробе, а также возможность отбора проб в полевых условиях. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх