2. Практическая часть

Задание. Построить частотные и кумулятивные кривые распределения гранулометрического состава образцов горных пород. Выполнить анализ полученных кривых. Определить литологический тип каждого образца породы.

Приборы, оборудование и материалы.

1. Чугунная ступка с пестиком.

2. Набор из сит с диаметром отверстий d₁, d₂…..d_n.

3. Аналитические весы.

4. Виброустановка (встряхивающий столик типа «Ротап»).

5. Соляная кислота (С= 25 %), калька.

6. Весы аналитические.

7. Сушильный шкаф.

8. Колонковая кисточка.

Порядок выполнения работы.

1. Образец, предварительно отмытый от углеводородов и солей, дезинтегрируют (до фракции  2 мм) с помощью чугунной ступки и пестика.

2. Квартованием отбирают представительную пробу (навеску массой 40-60г), высушивают её при t=1052 С до постоянной массы определяют массу навески (твердой фазы) m_тв.

3. Собирают колонку сит, установив их друг на друге в порядке увеличения диаметра отверстий.

4. Отобранную пробу засыпают в верхнее сито, с ячейками наибольшего размера.

5. Систему сит помещают в виброустановку (типа «Ротап»).

6. Время работы виброустановки выбирают экспериментально по условию стабилизации массы навесок (m_i) на ситах (рекомендуемое время рассева 10-15 мин.).

7. Навеску, оставшуюся на каждом сите аккуратно, с помощью колонковой кисточки, ссыпают на бумажный поддон из кальки. На поддонах карандашом подписывается номер образца и размер фракции. С помощью аналитических весов определяют массу каждой навески (m_i), полученный результат записывают в рабочую таблицу.

8. Рассчитывают массовую долю каждой такой навески как отношение массы навески к суммарной массе навесок по уравнению (2.2) - _i = m_i./m_i.

9. Результаты записывают в таблицу 2.6 (результаты гранулометрического анализа могут быть записаны в виде таблицы, аналогичной таблице 2.4).

10. Для каждой фракции вычисляется функция Крамбейна или Батурина по формулам (3) или (4).

11. На основании полученных данных строят частотную гистограмму и кумулятивную кривую гранулометрического состава (обычно применяют обратную, уменьшающуюся, шкалу диаметра частиц).

12. Анализируют полученные распределения и делают выводы о принадлежности образца горной породы к тому или иному литологическому типу.

Контрольные вопросы:

1. Что называется структурой и текстурой горной породы?

2. Перечислить виды неоднородности горных пород.

3. В чем сущность гранулометрического анализа и цели его проведения?

4. Назовите основные глинистые минералы и виды глинистого цемента.

5. Классифицируйте обломочные горные породы по размерам зерен и соотношениям содержания той или иной фракции.

Лабораторная работа №3 Определение объемной плотности образцов керна методом гидростатического взвешивания

1. Теоретические основы

Плотность () - физическое свойство тел, количественно оцениваемое отношением их массы к объему тела. (В некоторых областях техники используется так называемая относительная плотность. Для жидких тел относительная плотность определяется по отношению к плотности дистиллированной воды; для газов—к плотности сухого воздуха.)

Различают объемную и минеральную плотности породы. Объемная плотность её зависит от содержания и плотности поровых флюидов, поэтому различают объемную плотность сухой породы и объемную плотность полностью водонасыщенной породы.

Объемная плотность сухой породы характеризует отношение массы сухой породы экстрагированной от содержания углеводородов и солей, находившихся в поровых водах, к объему этой породы.

Объемная плотность водонасыщенной породы характеризует отношение массы экстрагированной от углеводородов и солей породы, насыщенной водой (раствором) породы, к объему этой породы.

Минеральная плотность (плотность твердой фазы) породы характеризует отношение массы сухой породы, экстрагированной от углеводородов и солей, находившихся в поровых флюидах, к объему её твердой фазы.

Масса сухой породы включает массу твердой фазы неорганического и органического происхождения и содержащейся в них воды (кристаллическую, конституционную и гигроскопическую), остающейся после сушки при стандартных условиях (105 С).

Пористость характеризует объем пустотного пространства породы, т.е. той части породы, которая заполнена жидкостью, газом, экстрагируемым органическим веществом, а также той частью адсорбированной влаги, удаление которой не приводит к необратимым изменениям свойств твердой минеральной компоненты пород. Коэффициент пористости характеризуется отношением указанного объёма (Vп), к объему породы (V) и выражается либо в долях, либо в процентах: Кп = Vп/V.

По сообщаемости пор различают открытую (Кп) и закрытую пористость (Кпз) пород, в сумме они представляют общую пористость (Кпо=Кп+Кпз).

Объемная плотность породы (_п) зависит от плотности составляющих её компонент (_i) и их объемной доли (_i= V_i/V):

_п = _i *_i (3.1)

В частности, она зависит от плотности и долевого содержания твердой _тф, жидкой _ж и газовой _г фаз в единице объема породы (V_п). Плотность жидкости (воды и нефти) определяется с помощью ареометров. Плотность газа определяют методом взвешивания в емкости известного объема.

В лаборатории обычно определяют объемную плотность абсолютно сухой породы _п. Обусловлено это трудностью сохранения характерных для естественного залегания пород объемной влажности (W), минерализации и нефтегазонасыщенности пород (K_н и K_г). По установленному значению объемной плотности (_п), известным значениям коэффициентов объемной влажности (W), пористости (Кп) и нефтегазонасыщенности (K_н и K_г), значениям плотности насыщающих её воды, нефти и газа (_в, _н и _г) можно рассчитать плотность пород для случаев полного водонасыщения (_п,в) или для состояния предполагаемого нефтегазонасыщения (_п,нг):

; (3.2)

; (3.3)

Между плотностью твердой фазы и объемной плотностью сухой породы, не имеющей закрытых пор, существует следующая зависимость:

; (3.4)