Основные теоретические положения

Гранулометрическим составом породы называется количественное (массовое) содержание в породе частиц различной крупности.

Гранулометрический анализ проводится для определения степени дисперсности минеральных частиц, слагающих породу. От степени дисперсности зависят многие свойства пористой среды (пористость, проницаемость, удельная поверхность, капиллярные свойства и др.).

По размерам гранул (зерен) различают структуры пород:

1) псефитовая >2 мм;

2) псаммитовая 0,1÷2 мм;

3) алевритовая 0,01÷0,1 мм;

4) пелитовая 0,001 - 0,01 мм.

5) глинистые и коллоидно-дисперсные минералы <0,001 мм

Размеры зерен большинства горных пород колеблются в пределах 0,01÷1 мм.

Глинистые вещества часто исполняют роль цемента. Состав этих минералов влияет на процессы поглощения, от их количества зависит степень набухаемости.

От гранулометрического состава зависит количество нефти, остающейся в пласте в виде пленок и в виде капиллярно-удерживаемой нефти после окончания разработки пласта.

Существует два метода определения гранулометрического состава:

1) ситовый анализ

Применяется для сыпучих и слабосцементированных пород. Размеры ячеек сит 0,05; 0,1; 0,125; 0,14; 0,2; 0,25; 0,315; 0,5; 0,63; 0,7; 1; 2 мм. В результате просеивания определяется содержание фракций частиц размером от 0,05 мм до 2 мм. Просеивание проводят в течение 15 минут (увеличение или уменьшение времени просеивания может привести к неправильным результатам).

Ситовый анализ применяют преимущественно к псаммитам (0,1÷2 мм).

2) седиментометрический анализ

Применяют для определения состава алевролитов, пелитов, а также коллоидно-дисперсных минералов. Седиментометрический анализ основан на измерении скорости оседания частиц дисперсной фазы в дисперсной среде по закону Стокса.

По результатам анализа строят кривые распределения и гистограммы по размерам зерен.

В данной лабораторной работе предполагается изучение гранулометрического состава ситовым методом с помощью вибростола и набора сит (рис. 1.1).

Рис. 1.1 Вибростол с набром сит

 

Описание составных частей

Вибростол с набор сит (рис. 1.1) состоит из:

1) вибростол с креплением (рис. 1.2) служит для крепления набора сит и проведения просеивания;

2) набор сит (рис. 1.3) с различным размером ячеек сит 0,05; 0,1; 0,125; 0,14; 0,2; 0,25; 0,315; 0,5; 0,63; 0,7; 1; 2 мм.

Рис. 1.2 Вибростол

0.05 мм

0.125 мм

0.2 мм

0.5 мм

Рис. 1.3. Набор сит с различным размером ячеек

Рис. 1.4 Электронные весы

Порядок проведения работ

1. Для проведения ситового анализа необходима навеска образца массой 50 г хорошо проэкстрагированного и высушенного до постоянной массы при температуре 107 ⁰С. Подготовка образца включает его экстрагирование, сушку, размельчение в щековых дробилках и повторную сушку до постоянной массы.

2. Необходимо собрать набор из 5 сит, размером ячеек от 2 до 0,63 мм включительно и установить их на вибростол, в верхнее сито (размер ячейки 2 мм) высыпать 50 г навески образца горной породы, закрыть собранные сита крышкой и закрепить на вибростоле.

3. Включить вибростол и одновременно засечь время. По истечении 15 мин выключить вибростол, снять крепления и аккуратно разобрать сита, начиная с верхнего.

4. Начиная с верхнего сита ссыпать остатки породы в стаканчик для взвешивания и взвесить на электронных весах (рис. 1.4). Записать полученную массу и размер гранул в соответствующие графы таблицы 1.1. При этом в сите с размером ячейки в 2 мм останется порода с размером гранул более 2 мм, в сите с размером 1 мм, останется порода с размером грунул от 2 до 1 мм, и т.д.

5. С нижней чаши, установленной после последнего сита ссыпать породу в стаканчик для дальнейшего анализа.

6. Собрать сита с размером ячеек от 0,5 до 0,2 мм. Повторить пункты 2-5.

7. Собрать сита с размером ячеек от 0,14 до 0,05 мм. Повторить пункты 2-5. После проведения последнего просеивания в чаше останутся гранулу с диаметром менее 0,05 мм.

8. Разобрать все сита и почистить их металлической щеткой.

9. Сложить массу всех полученных фракций. Отклонение от массы первоначальной навески не должно превышать 1-3 %.

10. Построить гистограмму распределения гранулометрического состава (рис. 1.4) и функцию распределения.

Таблица 1.1

Результаты гранулометрического анализа

Ед. изм	Фракционный состав												Итого
мм	>2	2-1	1-0,7	0,7-0,63	0,63-0,5	0,5-0,315	0,135-0,25	0,25-0,2	0,2-0,14	0,14-0,125	0,125-0,1	<0,05
г	0	1	2	3	4	22	11	3	2	0,5	1	0,5	50
%	0	2	4	6	8	44	22	6	4	1	2	1	100

Рис. 1.4 Гистограмма распределения гранулометрического состава

Контрольные вопросы

1. Что такое гранулометрический состав?

2. Какие существуют методы изучения гранулометрического состава?

3. Как проводится ситовый анализ?

4. Сколько времени проводится просеивание?

5. Какие результаты получаются в результате ситового анализа?

6. Как построить гистограмму?

7. Чему соответствует пик гистограммы?

Лабораторная работа № 2