Поделись с друзьями
Нужна помощь в написании работы?

Гранулометрический (механический) состав породы -  количественное, как правило, массовое содержание в породе частиц различной крупности. Им в значительной степени определяются многие свойства породы: пористость, проницаемость, удельная поверхность, капиллярные свойства и т. п.

В процессе эксплуатации скважин на основании гранулометрического состава подбирают фильтры, предотвращающие вынос песка из пласта в скважину.

Гранулометрический состав горной породы определяют ситовым и седиментационным анализами. Ситовый анализ применяется для фракционирования частиц размером более 0,05 мм. Содержание частиц меньшего размера находят седиментационным анализом.

Ситовый анализ закл-ся в след. -  высушенный образец породы массой 40-50 г дробят на кусочки, не разрушая отдельных зерен, и обрабатывают 10%-ным раствором соляной кислоты для удаления карбонатов. После этого образец растирают пробкой в форфоровой чашке с одновременной промывкой водой для удаления глинистой фракции. Отмытую породу высушивают, взвешивают и просеивают через набор сит в течение 15 мин. Оставшиеся на каждом сите фракции взвешивают. Суммарная масса фракций должна совпадать с начальной массой отмытой высушенной породы.

Седиментационный анализ закл-ся на зависимости скорости падения частицы в вязкой жидкости от размера частицы. Определение скорости свободного падения частиц породы в жидкости производится по формуле Стокса для частиц сферической формы:

где  — скорость осаждения частиц в жидкости; g—ускорение свободного падения; d — диаметр частиц;  — кинематическая вязкость жидкости;  — плотность жидкости;  — плотность частиц породы.

Ф-ла Стокса справедлива для частиц диаметром 0,1—0,001 мм. На скорость осаждения частиц меньшего размера ощутимое влияние оказывают броуновское движение и слои адсорбированной на поверхности частиц жидкости, не учитываемые в формуле (1).

Наиболее распространенные методы седиментационного анализа — пипеточный метод, метод отмучивания потоком воды и метод взвешивания осадка. При использовании пипеточного метода навеску породы высыпают в цилиндр, заполненный жидкостью, и тщательно перемешивают. Затем через различные промежутки времени с нескольких глубин пипеткой отбирают пробы жидкости вместе с находящимися на этом уровне частицами породы. Пробы помещают в фарфоровый тигель, выпаривают и определяют сухую массу фракции. Диаметр частиц в данной пробе вычисляют по формуле Стокса, зная глубину отбора пробы и время осаждения частиц.

При отмучивании потоком воды грунт помещают в конический или цилиндрический сосуд, через который направляют снизу вверх воду. Ступенчатым увеличением скорости течения воды добиваются выноса из сосуда частиц различного диаметра, значение которого рассчитывают по формуле Стокса.

Наиболее точный метод седиментационного анализа основывается на взвешивании осадка на весах Н. А. Фигуровского (рис. 2.1). Частицы породы, оседающие в жидкости скапливаются на стеклянном диске 4, подвешенном с помощью жесткой нити 2 к коромыслу 1 из кварцевого стекла. Деформацию коромысла под действием веса осевших частиц регистрируют с помощью измерительного микроскопа. Диаметр частиц, осевших к данному моменту времени, так, как и во всех седиментационных методах, вычисляют по формуле Стокса. В более совершенных приборах, например ВСД-1/50, масса осевших частиц измеряется электронными весами и непрерывно регистрируется самопишущим прибором.

Результаты гранулометрического анализа представляют в виде таблиц, гистограмм и графиков, иллюстрирующих связь между диаметром частиц и их массовой долей в породе.

Гранулометрический анализ проводят для сыпучих и слабосцементированных пород. Размер зерен крепких, плотносцементированных пород измеряют по шлифам с помощью микроскопа.