Способ определения сорбирующей способности горных пород Советский патент 1993 года по МПК G01N7/04 G01N7/14 G01N7/00 

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их химических и физических свойств, конкретнее к определению сорбирующей способности горных пород в лабораторных условиях. Подобная информация может быть использована при интерпретации электроразве- дочньгх методов геофизики и выявлении их возможностей в данной геологофизической ситуации, ибо сорбирующая способность через поровый рассол определяет механизм поляризации при распространении электромагнитных полей разной частоты.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение информативности. Измерение десолЗированной воды основано на автоматической регистрации увеличения давления в вакуумной системе при градиентном нагреве 100-180°С.

Поставленная цель достигается тем, что отобранную и измельченную до крупности -1 + 0,5 пробу нагревают в предварительно вакуумированном реакционном сосуде с последующим измерением приращения давления, причем измерение начинают при 100°С и заканчивают в следующем температурном режиме - при 180°С.

Фиг.1-4 иллюстрирует предлагаемый способ.

Сущность изобретения заключается в доказательстве того, что кривые, полученные на термобарографической установке, при нагреве 100-180°С несут информацию о физической и химической сорбции пробы,

Информационным документом подобного способа служит десорбограмма (см. фиг.1), где а - проба, насыщенная спиртом, б - натуральная проба, в - проба, насыщенная дистиллированной водой, объединяющая в себе сведения о замеренной температуре, о разнице давления в вакуумной системе (пик на кривой) и об объемной характеристике десорбированной воды (величина пика на кривой).

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

ел С

00

ч

00

ы

- на десорбограммах величина первого максимума (hi) пропорциональна физической сорбции. Он восстанавливается при насыщении пробы дистиллированной водой и спиртом, частично восстанавливается при контакте с воздухом и отсутствует при бесконтактной записи после нагревания до 180°С;

- величина второго максимума (Ii2) пропорциональна величине химической сорбции, т.к. он возрастает при насыщении раствором КС и уменьшается при насыщении дистиллированной водой.

Пример. Отбор пробы производится из керна скважин или из штольни с шагом, определяемым конкретной геологической ситуацией.

Проба измельчается до крупности -1 + +0,5, затем берется навеска 200 мг.

Проба помещается в реакционный сосуд, который подсоединяется к вакуумной системе, например, устройства для термо- барографических исследований минералов, руд и горных пород.

После достижения максимального разрежения, которое зависит от породы, реакционный сосуд с испытуемым образцом устанавливается в трубчатую печь так, чтобы наружу вышла тыльная его часть с пробой.

Затем одновременно включается в работу автоматическое программное устройство и самописец электронного потенциометра.

Происходит автоматическая запись де- сорбограммы.

Ниже приведены результаты измерения сорбирующей способности карбонатных

0

5

0

5

0

5

пород кровли нижнего палеозоя, перекрытой нижнетриассовыми долеритами на примере трех участков Мало-Ботуобинского района Западной Якутии. Рассматривались 3 модели: траппы лежат непосредственно на карбонатных породах (фиг,2), между ними - пермские песчаники (фиг.З), траппы отсутствуют (фиг.4).

Таким образом, предложенный способ измерения сорбирующей способности горных пород обладает рядом положительных моментов по отношению к имеющимся способам измерения:

- позволяет работать с многофазными гетерогенными объектами;

- процесс измерения полуавтоматизи- рован,1

- время обработки одной пробы исчисляется минутами, по сравнению с аналогами, где измерения проводятся часами и сутками;. .

- метод технологичен и не требует создания сложной и дорогостоящей аппаратуры;

- не требует использования вредных для здоровья веществ.

Ф О рмул а изобретения Способ определения сорбирующей способности горных пород, включающий отбор пробы и нагрев в предварительно отвакуу- мированном реакционном сосуде, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения способа и повышения его информативности, пробу предварительно измельчают до -1 + 0,5, нагрев осуществляют ступенчато с трехминутной выдержкой испытуемого образца при 100°С и 180°С и измеряют приращение давления в сосуде.

Использование: исследование материалов путем определения их химических или физических свойств, а именно к измерению сорбирующей способности горных пород в лабораторных условиях. Сущность изобретения: измерение десорбированной воды производится по автоматической регистрации увеличения давления в вакуумной системе при градиентном нагреве 100-180°С. 4 ил.

ЮС С ЧО°С

фиг. . Јрсор& ранны

o-npofo, нйсыщеннся спиртом

(Г- нйтурорьнад npofa

В - npfffo, насыщенна дас ипыро&амшь Водой

Фиг.З

&

/,« .30 -го -ю г и В Н,мм

Ф,

иг. Ч