Способ определения структуры порового пространства горных пород Советский патент 1979 года по МПК G01N15/08 

во практически не вьщеляется на фотоснимках в поле токов высокой частоты. Частичное увлажнение порового пространства не обеспечивает получение его контрастного изображения, а полное водонасыцение пород приводит к .раэмазьшанию изображения из-за сма чивания фотографируемой поверхности гидрофильных пород или к уменьшению видимых размеров пор на поверхности гидрофобных пород. Обладая высокой оперативностью (отпадает необходимость изготовления шлифов), этот спо соб не во всех случаях обеспечивает получение достаточно контрастного и точного изображения пор по сравнению с изображениями их в шлифах. К тому же для пород со средней электропроводностью контрастность фотоснимков в поле токов высокой частоты будет сильно зависеть от соотношения элек ропроводности их скелета и перовой жидкости. При этом данньй спороб не может быть использован, для объемного определения структуры порового прост ранства горньх пород. Цель изобретения - повышениеточности определения структуры порового пространства горных пород. Указанная цель достигается тем, что поровое пространство предварител но в bicytueH ной породы заполняют расплавленным веществом с высокой электронной проводимостью по сравнению с электропроводностью минерального скелета пород, например сплавом Вуда/ после затвердевания которого поочередно удаляют слой породы толщи ной, не превышающей размеры поровнх пустот, осуществляют послойное фотографирование слоя поверхностей породы, измерения по совокупности полученных фотоснимков, представляют дискретно-объемную модель образца, по которой измеряют пространственные координаты поровых пустот и вычисляю размеры элементов объемного строения порового пространства породы. Для осуществления предлагаемого способа необходимо упомянутое устройство для фотографирования в поле токов высокой частоты, термов куумная камера и шлифовальный станок. При автоматизированном анализе с помощью ЭВМ необходимы также автоматические сканирующие системы типа Морфоквант для оперативного изме рения пространственных координат поровых пустот и программы для вычисления геометрических характеристик структуры порового пространства пород (формы, объема, площади поверхности, извилистости и т.п.). Способ определения структуры порового пространства горных пород осу ществляют следующим образом. Предварительно высушенный при тем пературе образец породы насыщают в термовакуумной камере расплавленньад при температуре около 70 С сплавом .Вуда, а затем охлаждают, одну из поверхностей., образца шлифуют на шлифовальном станке и фотографируют в поле токов высокой частоты. Путем шлифования удаляют первыйслой на глубину, не превышаюцую размеров поров ьк пустот, и фотографируют новую обнаженную поверхность образца. Последующее послойное фотографирование производят с заданным шагом удаления предыдущих сфотографированных слоев. Полученная таким образом, систематизированная совокупность (пакет) высок окон трас тньк плоскопараллельных изображений представляет с определенной степенью приближения дискретнообъемную модель части образца, охваченной фотографированием, если фотоснимки расположить впространстве (пакете) строго по порядку и на расстояниях друг от друга, соответствующих взаимному расположению поверхностей сфотографированных слоев образца. Определение структуры порового пространства, характеризующейся цельм рядом параметров (формой и объемом пор, каверн, трещин, каналов, а также их протяженностью, извилистостью, -площадью внутренней поверхности)., сводится к измерению геометрических размеров - диаметров, длины, ширины и периметров поровых пустот, протяженности и извилистости трещин и межпоровых каналов, их пространственного расположения в объеме образца породы и т.д. и последующему вычислению объемов, внутренней поверхности fi pOBOiO пространства, эффективного сечения межпоровых каналов, трещин и других характеристик, необходимых для подсчета эффективных (рабочих) значений всех коллекторных и технологических свойств изучаемого пласта (открытой пористости, фазовой проницаемости, коэффициента отдачи дебита и других гидродинамических характеристик) . При использовании автоматизированных систем обработки и анализа фотоснимков в память ЭВМ вводятся дискретно в цифровой форме координаты элементов изображения с помощью сканирующих координатных устройств: . две координаты - с плоскости фотоснимка, а третья - расстояние между фотоснимками слоев. Затем с помощью соответствующей программы осуществляется вычисление необходимых параметров структуры порового пространства изучаемой породы. Оптимальный шаг фотографирования (число фотоснимков) и шаг сканирования (дискретность) при последующем анализе определяют в зависимости от крупности изучаемой структуры пород и необходимой детальйости и точности измерений размеров элементов строения поровоцо пространства этих пород. Например, при ав томатизированном анализе детальность измерений может достигать десятых долей- микрометра. При этом в зависи мости от способа анализа фотоснимки выполняют на необходимом фотоматериале (пленке, пластинке, бумаге) в требуемом масштабе. Основные преимуществом предлагаемого способа является возможность бо лее точного определения геометрических и других характеристик объемного строения порового пространства кавернознотрещиноватых горньк пород. Формула изобретения 1. Способ определения структуры порового пространства горных пород, основайный на фотографировании поверхности пород в поле токов высокой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений поровое пространство предварительно высушенной породы заполняют расплавленншл веществом с электронной проводимостью, после, затаёрдев ания которого поочередно удачяют слой породы толщиной, не превышающей размеры поровыг: пустот, осуществляют послойное фотографирование поверхностей породы, а по совокупности полученных фотоснимков представляют дискретро-объем ую модель образца, по которой измеряют пространственные координаты поровых пустот и вычисляют размеры элементов объемного строения порового пространства породы. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве вещества с электронной проводимостью используется сплав Вуда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Смехов Е.М. и др. Трещиноватые породы и их коллекторные свойства. Труды ВНИГРИ, М., Гостоптехиздат, вып. 121, 1958. 2.Орлов Л.И. и др. Лабораторный метод изучения структуры порового пространства карбонатных пород. Сб. Разведочная и промысловая геофи- . зика. М., Гостоптехиздат, вып. 44, 1962. 3.Михалевский В.И. и Франтов Г,С. Устройство для фотографирования в поле токов высокой частоты. Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии, 1970, № 3, с. 15.