SU1702260A1 - Способ определени степени доломитизации карбонатных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к исследовани м состава карбонатных пород с использованием инфракрасного излучени . Цель изобретени  заключаетс  в повышении точности определени  абсолютного содержани  доломита в исследуемой породе. Цель достигаетс  тем, что в процессе подготовки пробы к анализу толщину нанесени  пробы контролируют по заданной величине интенсивности проход щего через пробу излучени  на длине волны 13,5 мкм, данную величину используют в качестве значени  интенсивности падающего на пробу излучени  при определении величин оптических плотностей пробы на характеристических полосах поглощени  кальцита и доломита, а об абсолютном содержании доломита в породе суд т по соотношению полученных оп- тических плотностей пробы на характеристических полосах поглощени  соответственно кальцита и доломита и оптической плотности пробы на их общей полосе поглощени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к исследовани м состава горных пород с использованием инфракрасного излучени , в частности дл  определени  степени доломитизации карбонатных пород, и может быть использовано дл  анализа минерального состава проходимых скважиной пород при бурении на нефть и газ.

Цель изобретени  - повышение точности определени  абсолютного содержани  доломита в исследуемой породе.

На чертеже представлена спектрограмма исследуемой породы.

Способ осуществл ют следующим образом .

Исследуема  порода истираетс  в агатовой ступке с добавлением этилового спирта и полученна  суспензи  наноситс  на

подложку. На длине волны 13,5 мкм определ ют коэффициент пропускани  пробы, который не должен выходить из заданного диапазона, например, 80 + 2,5 %. Если коэффициент пропускани  пробы на данной длине волны выходит за пределы указанного диапазона, то проба готовитс  повторно. Если проба подготовлена правильно, определ ют величины ее оптических плотностей на длинах волн 11,4, 13,7 и 14,0 мкм, причем в качестве величины интенсивности падающего излучени  используют ее значение на длине волны 13,5 мкм.

Особенностью карбонатной породы  вл етс  то, что основные слагающие ее компоненты - кальцит и доломит имеют как общую дл  них обоих характеристическую полосу поглощени , лежащую в диапазоне

11,3-11,4 мкм, так и индивидуальные характеристические полосы поглощени  на долине волны 13,7 (доломит) и 14,0 мкм (кзльцит). При этом мол рные коэффициенты экстинк- ции на общей полосе дл  кальцита и доломита практически одинаковы, т.е. дл  данной характеристической полосы справедливо соотношение

D( Ач } Ј0бщ ( Ач )Ск + Сд I ,(1)

где 0(Ач ) - оптическа  плотность пробы на полосе поглощени  с максимумом на длине волны Ач;

Јобщ(Ач )- мол рный коэффициент экс- тинкции;

Ск, Сд - концентраци  кальцита и доломита соответственно;

I - толщина пробы

Дл  индивидуальных полос поглощени  кальцита и доломита имеем систему уравнений Фирордта

D(Aj ) EI( Ai )CKI+ Ј2( А))СД1;

D(A2) - С1(Я2)Ск1 + Ј2 (А2)СД1, (2) где Јi (Ai), Ј2 (Ai), 61 (A2 ), Ј2 (fa ) - мол рные коэффициенты экстинкции дл  кальцита и доломита на соответствующих длинах волн.

Реша  совместно систему уравнений (2) и уразнениз (1), имеем

D (Ai ) . Dj;А2

ртхгг щ%} . (

:j

где г

100%;

ad - be |44Ци

Ј1 (/1ч)

к

ь -- тт-Ь-Ч и

Е1 (, лч J

61 (Яч)

(4) при Ci

d 424nPn c2

ei C/UГ) 100%.

Оптические плотности D пройы на различных длинах волн А определ ютс  в соответствии с формулой

In од (А )

D(A) ln

(5)

1пр(Я)

где 1Под.(А), 1пр(А) - интенсивности подающего на пробу и прошедшего через нее излучений соответственно.

Подставл   соотношение (5) в расчетную формулу (4), получаем формулу дл  определени  содержани  доломита Сд в виде

г v AI )I (A2

д

(a d - b с

Полученные значени  интенсианостей прошедшего через пробу излучени  подставл ют в формулу (6). При этом значени 

констант а, Ь, с и d определ ютс  при тех же услови х спектрометрировани  по эталонным образцам чистого кальцита и доломита. Анализ уравнени  (3) показывает, что

абсолютное содержание доломита в породе Ci зависит от разности отнощений оптических плотностей пробы с соответствующими коэффициентами пропорциональности и не зависит от толщины пробы.

0 При этом дл  определени  величин всех оптических плотностей пробы в соответствии с соотношением D(A) - In |ПЭД/Ч в

пр(/Л

качестве величины интенсивности падаю5 щего излучени  Пад( А) используетс  интенсивность прошедшего через пробу излучени  на длине волны 13,5 мкм, так как данна  длина волны характеризуетс  минимальным поглощением как кальцита и доло0 мита, так и возможных примесей, так называемого нерастворимого остатка, который в общем случае включает в себ  кремнезем , глинистые минералы и др. Кроме того, данна  длина волны лежит между об5 щей характеристической полосой поглощени  кальцита и доломита (11,4 мкм) и их индивидуальными полосами поглощени  (13,7 и 14,0 мкм). Этим зыбором достигаетс  высока  точность опр делени  оптических

0 плотностей пробы н, указанных длинах волн с учетом фонового поглощени . В процессе подготовки пробы добиваютс  заданного значени  интенсивности проход щего через пробу излучени  на данной длине вол5 ны (43,5 мкм), чем достигаетс  не только идентичность в пробоподготовке, но и стабильность посто нных коэффициентов а. Ь, end, используемых при определении искомых концентраций. Дополнительным факто0 ром повышени  точности  вл етс  то, что искома  концентраци  (см.уравнени  3, 4) пропорциональна разности отношений оптических плотностей, что позвол ет уменьшить и аддитивную и мультипликативную

5 погрешность измерени .

При использовании же длин волн 13,4 или 13,6 мкм точность определени  доломита резко снижаетс . Проиллюстрируем данное утверждение примером определени 

0 количественного содержани  доломита дл  искусственно созданной смеси, содержащей 65 доломита и 35% кальцита, спектр которой представлен на чертеже. Как следует из представленной спектрограммы, ин5 тенсивность прошедшего через пробу излучени  на длине волны 13,5 мкм составила 70,5%. Данна  величина на длинах волн 13,4 и 13,6 мкм соответственно равна 69,0 и 64,0%. Абсолютна  погрешность определени  содержани  доломита дл  длин волн 13,4, 13,5 и 13,6 мкм соответственно составила 4,9, 0,5 и 28%.

Точность определени  содержани  доломита в породе не снижаетс  вплоть до 20% содержани  третьего компонента (глина , кварц). Дл  оперативного определени  оптических плотностей пробы нет необходимости получать весь спектр поглощени  пробы, достаточно это сделать в указанных област х.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известными  вл етс  повышение точности определени  степени доломитизации карбонатных пород, что по- зволит повысить достоверность литологиче- ского расчленени  разреза бур щихс  скважич и вы влени  продуктивных интервалов .

Claims (1)

1. Формулаизобретени 

   Способ определени  степени доломитизации карбонатных пород, включающий подготовку пробы исследуемой породы в присутствии нейтрального растворител  и нанесение полученной суспензии на про- зрачную в инфракрасной области спектра подложку, зондирование полученной пробы

   излучением на длинах волн AI 13,7 мкм и А2 14,0 мкм, соответствующих полосам поглощени  доломита и кальцита, определение величины интенсивностей прошедшего через пробу излучени  дл  заданных длин волн, по которым суд т о содержании искомых компонентов в исследуемой пробе, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  точности, исследуемую пробу дополнительно зондируют излучением с длиной волны Аз 13,5 мкм и с длиной волны ХА в диапазоне 11,3-11,4 мкм, соответствующей общей полосе поглощени  кальцита и доломита , а абсолютное содержание доломита Сд определ ют по формуле

   d,n{$L)-K,,.(V

   г - (А1

   t-n -

   (ad-bc)ln

   rflel(Ai), i(A2), (Аз), l(A4) - интенсивности излучений, прошедших через исследуемую пробу на соответствующих длинах волн;

   а, Ь, с, d - посто нные калибровочные коэффициенты, предварительно определенные дл  чистого кальцита и доломита а используемом устройстве.

   40

   20

   поа

   1100

   900

   700

   590 (ал)