Способ изучения характеристик пористых материалов Советский патент 1979 года по МПК G01N15/08 

ЙЕШие на результаты посторонних исочников света. Способ предполагает спользование довольно сложной аппарауры и неприемлем для применения в олевых условиях.

Цель предлагаемого изобретения повышение точности изучения и расширение диапазона измерения размеров пор.

Она достигается тем, что в качестве пропитывающей жидкости использут суспензию мелкодисперсного магнитного порошка, (размер частиц 5О 100 А) на основе органического растворителя.

Кроме того, в качестве магнитного порошка для суспензии используют мелкодисперсный порошок марганцевоцинковый шпинели феррита, с размером частиц 50 10О А, Мп - Zn феррита-шпинели с размером частиц 5О -ЮС А. Способ заключается в том, что образец породы - коллектора помещат нижним основанием в кювету с суспензией магнитного порошка, смачивающей материал. Жидкость под действием сил капиллярного давления поднимается по капиллярам, достигая верхнего основания. Скорость подъема жидкости по капиллярам образца зависит от диатЛетра капилляров. При отсутствии растекания плошадь верхнего основания S(i, покрытая жидкостью, через время-Ь после начала пропитки будет

S(i)Qm SFCr7dr,

°(1)

где Q - поперечное сечение образца;

П1 - коэффициент пористости; F()df доля объема порового пространства, приходящаяся на капилляры, радиусы которых лежат в интервале;

Если длина капилляра 6 существенно меньше равновесной высоты &о подъема жидкости в нем, то время прохождения мениском всего капилляра под действием только капиллярных сил по Юшберну

2пе 2пг,Д 2

о

-Ь

гбсовг) r&cosv

(2)

где - вязкость жидкости; 6д - длина образца; (J - поверхностное натяжение;

О - краевой угол; - извилистость

) получим

Из уравнения (1) и

6coei

.г dsc-t

2rie| 2Q dt

(3)

Таким образом, измеряя скорость покрытия верхнего основания образца жидкостью, впитывающейся через нижнее основание, можно определить функцию распределения F { f ). Для получения функции S(i) можно использовать известные методы регистрации магнитны полей рассеяния; магнитных частиц (система датчиков Холла, тонкая ферромагнитная пленка с доменной структурой, магнитная головка). Записываемая регистрирующим устройством крквая. после дифференцирования и нормировки показывает, какая доля объема по- рового пространства приходится на поры данного диаметра.

На фиг. 1 изображена схема, по которой осуществляется реализация преллагаемого способа.

Образец породы 1 помещают нюкнвм основанием в кювету 2 с суспензией магнитного порошка на основе керосв на. Магнитные частицы, достигая верхнего основания образца, создают здесь магнитные поля рассеяния. Таким обра зом, на поверхности образца получают магнитную картину порового цростравства. Индикация этих полей проидаюдит- ся с помощью датчика 3, представляющетч собой магнитную гюловку с рабочим зазором 0,5 мкм, что обеспечивает высокую разрешающую способность и иди- катора. Сигнал от магнитной головкк записьюается на осциллограф 4. По предлагаемому способу проводилось исследование поровой структуры об - разца песчаника Сахалинского иефтяного месторождения. Образец породы в виде цилиндра диаметром 2О мм, высотой 32 мм с покрытой лаком боковой поверхностью погружали нижним основанием в кювету 2 с сусп хзией мелкодисперсного Мп - Zh - феррнтового порошка на основе керосина. Предварительный анализ показывает пор размером от единиц до десяпсов мм. Суспензия по капиллярам пропитывала образец и на верхнем основания поры заполнялись магнитной жидкостью, что видно на фотогра4 1и шг. 2 (темны цвет). После этого к поверзсности на расстояние до 10 мкм подводилась воспроизвод5пцая магнитная головка 3 рабочим зазором 0,8 мкм, установленная со сканирующим механизмом. Магнитные поля, создаваемые магн ной жидкостью в порах образца поро ды, наводят ЭДС в магнитной головке при ее сканирующем движении. Этот сигналво временной развертке, полученный с осциллографа 4, представлен ,на фото фиг. 3. Временным анализато- ром импульсов была расшифрована полученная осциллограмма. Проводя последовательно такие сканирования через небольшие промежутки времени можно получить интегральную картину распределения пор по размерам. Использование предлагаемого спо- соба получения хар1актеристик пористьтх материалов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: высокую точность . измерений за счет точного определения магнитных полей частиц известными способами; повышение разрешающей способности по сравнению с пр1именяемыми методами; простоту технической реализации способа; отсутствие требований стабилизации сигналов. Формула изобретения 1.Способ изучения характеристик пористых материалов, основанный на пропитьгоании пористого материала пропитывающей жидкостью, последующей регистрации скорости ее просачивания через образец и снятии кривой распределения пор по радиусам, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьпие- ния точности изучения и расширения диапазона измерения размеров пор, в качестве пропитывающей жидкости непользуют суспензию мелкодисперсного магнитного порошка на основе органического растворителя. 2.Способ поп. 1,отлича ю- щ и и с я тем, что в качестве магнитного порошка для суспензии используют мелкодисперсный порошок марган- цево-цинковой шпинели феррита, с размером частиц 50 - 10О A,Mn-Zn феррита-шпинели с размером части 50 - 100 А.

; ,-

.- 7 -jr-: - гч

I - ,

I -г - . %# -f-m1

г -vX -.- - ,. V

.:..,- -, ...

V/.

V - --жГ-

:.

иг. 1

ipuz.Z

646231

«z. J