SU1078035A1 - Способ определени растворимости горных пород - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОТРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВбРИМОСТИ ГОРНЬК ПОРОД, включающий отбор кернов, изготовление из них калиброванных образцов, воздействие на образцы растворителем с поддержанием заданных температуры, давлени  и скорости циркул ции, отличающийс - тем, что, с целью повышени  точности определени  растворимости за счет учета природного напр женно-деформированного состо ни  горных пород, образцам до воздействи  на них растворителем придают напр женно-деформированное состо ние, аналогичное состо нию породы на глубине отбора проб, а в процессе воздействи  растворителем измер ют деформации образцов вовремени , и по их значени м рассчитывают коэффициент растворимости горной породы.

Description

00

САЭ

сл

Изобретение относитс  к строительству и эксплуатации горных выработЬк и может быть использовано дл  определени  растворимости горны пород, необходимой при обосновании добычи полезных ископаемых методом выщелачивани , проектировании полезных нефтегазовых хранилищ, проводке скважин в солевых отложени х и других инженерных задач.

Известен способ определени  растворимости горных пород в натурных услови х, например способ рентгенопоглощающей способности пород при подземном выщелачивании полезных ископаемых, включающий нагнетание в скважину нейтрального раствор и растворител  с тределенной концентрации при заданных режимах их циркул ции Ll .

Недостатками этого способа  вл ютс  низка  представительность и детальность результатов (выбор оптимального растворител ,времени воздействи  растворителем на породу его температуры и скорости циркул ции ), а также высокие технологические затраты и продолхжтельность исследований .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемс у  вл етс  способ, определени  растворимости горных пород, включающий отбор кернов, изготовление из них калибровочных образцов, воздействие на образцы растворителем с поддержанием заданных температуры, давлени  и скорост циркул ции 2.

Известный способ  вл етс  кратковременным и позвол ет получить оптимальные параметры температуры, давлени  и скорости циркул ции растворител . Однако, применительно к горным породам, он не дает достоверных результатов, так как не учитывает их напр женно-деформированного природного состо ни .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  растворимости за счет учета природного напр женно-деформированного состо ни  горных пород.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  растворимости горных пород, включающему отбор кернов, изготовление из них калиброванных образцов , воздействие на образцы растворителем с поддержанием заданных температуры, давлени  и скорости циркул ции, образцам до воздействи  на них растворителем придают напр женно-деформированное состо ние , аналогичное состо нию породы на глубине отбора проб, в процессе воздействи  растворителем измер ют деформации образцов во времени.

и по их значени м рассчитывают коэффициент растворимости горной породы

Способ осуществл ют следуюи им образом.

В скважинах, пробуренных, например , в солевых отложенных, отбирают в виде керна или цшама пробы породы , из которых изготавливают калиброванные образцы. Каждому из образцов в услови х одноосного сжати  ,

придают напр женно-деформированное состо ние, аналогичное состо нию породы на глубине отбора проб, и воздействуют на него различньми по свойствам и концентраци м растворител ми с поддержаннем в последних заданных температур, давлени  и циркул ции. При этом используетс  и эталйнный растворитель, представ ющий собой жидкость того же рода,

полностью насыщенную изучаемыми

сол ми и добавками. В процессе возействи  на образец растворител ми замер ют его продольные деформации во времени. Затем по значени м деормаций образца рассчитывгцот коэфициент растворимости горной породы, например, из соотношени 

Ер

К ЕМ f

где К р - коэффициент растворимости

породы; : Ер - значение продольной деформации образца в раствори5 теле за врем  опыта tn или за врем  разрушени  образца в растворителе, EI - значение продольной деформации образца, уста0 новленного в эталонный

(нейтральный по отношению в исследуемой горной породе ) растворитель, за врем  опыта t.

5 Коэффициент растворимости  вл етс  обобщенным параметром напр женного состо ни , физико-химических свойств породы, растворител  и времени воздействи  растворител  на породу. Поэтому наиболее приемлемый дл  исследуемой горной породы растворитель, его концентраци  и врем  воздействи  растворител  на породу назначаетс , исход  из наибольшего по величине коэффициента растворимости породы.

Проведенные лабораторные и натурные исследовани  показали, что предлагаемый способ позвол ет повысить достоверность определени  0 растворимости горшлх пород и подобрать дл  них наиболее оптимальный растворгтель, его концентрацию и врем  растворени .

Пример. При бурении трестом 5 Белнефтегазразведка отложений каменной соли в Лрип тской.впадине дл  скважин 2-С-Чернинска  и 1-В-Дроздовска  были выполнены лабора торные и натурные исследовани  рас вориыосчк горных пород. В состав исследованной каменной соли BXOJWJFI следующие компоненты: NaCi 97,32, КСг 0,2, MgCI 0,08, CaSO. 1/35 . и нерастворимый остаток 1,05%. Из отобранных в скважинах кернов была изготовлена сери  образцов с плотностью равной 2,17 гс/см При испы тани х образцы каменной соли обрабатывсшись фильтром бурового раствора , насыщенного NaCI. Плотность фильтрата составл ла 1,18 гс/см . Все испытани  проводились при . Поскольку в известных способах определени  растворимости веществ результаты не,характеризуютс  коэф фициентом растворимости, то дл  сравнительной оценки данных, полученных по известньо и предлагаемой методикам, в качестве обобщенного параметра была прин та скорость растворени  вещества. Скорость растворени  вещества определ лась по известной фО1 4уле: где G - вес растворившейс  соли F - площадь растворени  t - врем  растворени  соли. Вес растворившейс  соли определ етс  по формуле G Vp у где V(4 - объем растворившейс  соли f удельный вес соли. Услови  испытани  и полученные данные све ены в таблицу. Так, по лабораторным испытани м проведенные в соогветствии с извест ной методикой, скорость растворени  5 образцов при плотности фильтрата бурового раствора 1,18 гс/см соста вила 0,21 гс-см сутки (таблица}. Использование этих результатов. при бурении солевых отложе.гай приве к кавернообразовани м в стенках .скважин. По данным проведенной кавернометрин были рассчитаны фактические скорости растворени  каменно соли,которые по различным скважинам, в ереднем,составили 0,41 Гс/см сут (таблица). Сравнение результатов натурных и лабораторных исследований показывает неудовлетворительную оценку кинетики растворени  породы, выполненную по известной методике. С целью получени  достоверных ла бораторных данных по предлагаемому способу бипи испытаны аналогичные образцы и буровой раствор. Испытани  проводились в услови х одноосного сжати . При этом уровень напр женности образцов соответствовал &л где 6 - фактическое напр жение породы на глубине отбора керна; 6 - временное сопротивление образцов при одноосном сжатии. Результаты лабораторных испытаний предлагаемым способом показали достаточную практических целей сходимость со скоростью растворени , полученной в натурнш у шови х методом кавернометрии tтаблица). Дл  ликвидации осложнений в проводке скважин при заданной скорости раствсюеии  образцов Vg 0,03 ГС/см.сут предлагаемым способом определен соответствующий ей буровой раствор с плотностью фильтрата 1,21 гс/см Применение полученных при бурении солевых отложений позволило ликвидировать имевшиес -ранее осложнени , св занюге с кавернообразованием стволов сквгшин. Использование предлагаемого х:пособа при добыче полезных ископаемых методом выщелачивани , возведении нефтегазовых подземных хранилищ, проводке скважин в солевых отложени х , интенсификации притоков нефти, газа и призабойной зоне продуктивного пласта и других инженерных задачах позволит существенно снизить материальные затраты и Сроки производства буровых работ по строительству и эксплуатации горных выработок.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРИМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий отбор кернов, изготовление из них калиброванных образцов, воздействие нЗ образцы растворителем с поддержанием заданных темпёратуры, давления и скорости циркуляции, отличающийся· тем, что, с целью повышения точности определения растворимости за счет учета природного напряженно-деформированного состояния горных пород, образцам до воздействия на них растворителем придают напряженно-деформированное состояние, аналогичное состоянию породы на глубине отбора проб, а в процессе воздействия растворителем измеряют деформации образцов во’времени, и по их значениям рассчитывают коэффициент растворимости горной породы. $