05
4; Изобретение относитс к определанию физических параметров тверлых тел и может быть использовано при изучении Фильтрационных, колленторских и водоупорных свойств рассолосодержащих пород. Открыта пористость вл етс основным параметром, определ ющим фильтрационные, коллекторские и водоупор.чыз свойства горных пород Особенно вахсно достоверное знание величины открытой пористости надсолевых отложений и внутрисолевых прослоев глинистого состава на месторождени х калийных солей, так как она определ ет водоэа1дитные свойства этих пород и потенциально Боэможныэ водопритогси в горные выработки калийных рудников. Известны способы определени открытой пористости путем создани перепада давлений в камере, объем ко1Орой заранее известен с вь сокой степенью точности. Измер величину перепада давлений, расчетны 1 путем определ ют величину открытой пористости. В качестве рабочих тел ы объемомерах испо.гцззуют, или ртуть,, или нейтральный газ (гелий осо5е ;-.О при исследовании глинисты пород fl} . известные способы весьма трудоемки, требуют высокой степени точности измерений и наличи специфической аппаратуры. На;гболее близки. к изобретению дал стс способ определени открытой .пористости горных пород 2, загслючающийс в высушивании исходf i о г о о б ра 3 ца I на сыгд ении его инертной жидкостью, взвешивании насыщен ного образца в инертной жидкости и на воздзухе и расчете величины открытой iTOpifcxocTH, CyDJKy провод т 100-105 0 до поw вес высушенного в термост те; образца; вес насьвденного образца в керосине; вес нас.ьЕценного образца н воздухе, Однасо данный способ малоприго ден дл определени открытой пори тости тонкодисперсных глинистых п . род, со/держащих рассолы. При термической сушке из рассо ла ; содержагцегос в перовом простраь:стзе образца, происходит исп рение водной фазы, в результате к центраци рассола постепенно увел чинаетс ,, а зкость его повышаетс что приводит к образованию в породе натечных форм и корочек рассола, которые закупоривают (заливают.) тонкие поры глинистых пород. Поэтому происходит резкое нарушение сообшаемости пор, привод щее к существенному занижению величины открытой пористости. Цель изобретени - noBbBJefsHe точности определени путем устранени закупорки пор при сушке. Поставленна цель достигаетс тем , что согласно способу определени открытой пористости глинистых рассолосодержащих пород, заключающемус в высушивании исходного образца , насыщении его инертной жидкостьго , взвешивании насыщенного образца в инертной жидкости и на воздухе и расчете в.еличины открытой пористости/ исходный образец перед высушиванием охлаждают до температуры ниже точки замерзаьи содержагцихс в нем внутрипоровых рассолов со скоростью, превышающей скорость образовани льда Б кристаллической Форме, и при этой температуре провод т его высуишвание Б вакууме. Сущность способа заклк;чаетс в следующем. При резгсом oxлaждe п и влажного образца горной породы (термоударе) из рассола, ;-;аход щегос в его поровом пространстве, происходит выпадение микрокристаллов раствореннь ,.х солей, а вода переходит в стеклообрасное (аморфное/ состо ьие, ке . сопрОЕождагощеес увеличением объема. Далее путем откачки в вакууме производ т возгонку (сублимацию) пароз воды из образца. При этом тон кодисперсные кристаллы солей остиютс в породе. В указаьпом случае эффект закупоривани тонких пор глинис7ой породы сводитс к минимуму , .DiiriH исследованы глинистые рассолосодержащие по-роды нaдcoJ;eвы;-: и межсолезый отложений Старобинского мec opo кдeни калийны;-: солей, следуЮ1иим с бра 3 ом. Кз к;следуемо.го керна откалывали четыре образца. Два шли на определение открытой пористости с применел ем термосушки, а дза других с пр 1мензнием сублимации. Первые образцы зыci IIивaлиcь в термостате 8-12 ч при 100-105С до достижени посто нного аеса. Далее они насыщались керосином под вакуумом, взвешивались на гидростатических весах а керосине, а затем на аналитических весах на воздухе. По формуле (1) рассчитывалась открыта порисаость образцов. Рас.хождение между парё1лледьными определени ми не превышало 2%. Два других кусочка породы на короткое врем (30-60 с) погружались в пентан, охлаждаемый до температуры жидкого азота. После такого термоудара образцы извлекались и помещались в вакуумную камеру, предварительно охлажденную до -50 С. Така температура выбиралась исход из следукхцего. Химический состав рассола показал наличие в нем хлоридов Na, Са, Mg-, К, присутствующих в виде растворов их солей (галита, карналлита, бишофита). Наиболее низка температура замерзани среди названных растворов у бишофита (). Поэтому во избежание возможности образовани раствора бишофита в камере необходимо подцерживать еще более низку температуру ( в данном случае -50 В случае присутстви в рассоле раство ров солей тахгидрита или антарктицид с температурами замерзани (-45) (-50)с в камере при вакуумной откачке необходимо поддерживать температуру пор дка (-60)-(. Сублимаци образцов проводилась 12-24 ч в зависимости от их числа и влажности. По достижении в камере вакуума 10 мм рт.ст. процесс сублимации считалс завершенным, температура в ней поднималась постепенно до комнатной, при этом откачка продолжалась во избежание образовани конденсата на поверхности образцов. Далее камера разгерметизировалась , образцы извлекались , взвешивались, насыщались под вакуумом керосином, взвешивались на гидростатических весах в керосину и на. аналитических весах на воздухе . Расчет открытой пористости производилс по формуле (1). Полученные данные приведены в таблице
Глинистый мергель
Примечание . Величина набухани у всех образцов не превышает 2%,
Из таблицы видно, что глинистыекрытой пористости, причем такое образцы, обладающие тонкими порамиувеличение св зано с усадкой глиразмером от долей микрОна до первыхнистых пород 1ри термосушке. Одмикрон в результате сублимационнойнако исследованные образцы в ресушки резко увеличили значени , от-65 зультате процессов литификации поте9 ,2 20,9 14,9 6,0 17,4 3,5 р ли пластические свойства и вл ютс практически ненабухакадими. Поэтому объ снить такое увеличение значений открытой пористости за счет присутстви в образцах набухающих минералов невозможно. Поровое пространство образца пос ле сушки в термостате представл ет собой небольшие полости извилистой неправильной формы размером 2-3 мк Поверхность их покрыта сплошной коркой соли. После сублимационной сушки на от дельных участках поверхности образца наблюдаютс мелкодисперсные кристаллы солей, практически не уменьшающие (как в случае термосушк величину открытой пористости глинистых пород. С уменьшением содержани глинис го материала в- образцах пород разница в значени х открытой пористости по результатам термической и сублимационной сушки уменьшаетс так как в этих пародах пористость представлена порами больших размеров и эффект закупоривани их натечными фонолами солей снижаетс . Получанные данные показьшают, что согласно предлагаемому способу открыта пористость надсолевых отложений и внутрисолевых глинистых . прослоев месторождений калийных солей приобретает особенно большое значение в св зи с применением на калийных рудниках систем разработки с обрушением или плавным опусканием кровли, что приводит к образованию в перекрывающих породах множественных нарушений сплошности. Изменение напр женно-деформированного состо ни надсолевых пород может вызвать из них водопритоки в горные выработки. Объем и расход их определ етс величиной и структурой открытой пористости этих пород. Таким образом, использование изобретени позвол ет объективно оценить объемы содержащейс в них жидкой фазы, потенциально опасной с точки зрени попсшани в горные выработки, и прогнозировать ее притоки.