Способ определения физически связанной воды в глинистых фракциях осадочных пород

 

Изобретение относится к области петрофизических исследований горных пород с применением ИК-излучения, С целью повьппения точности и оперативности определения физически связанной воды в составе минералов трансформационного ряда монтморилланитгидрослюда используют ИК-йзлучение для определения физически связанной воды и каолинита при соответствукйцих значениях коэффициента пропускания пробы исследуемого образца. (Л ю d5 о 4j sj ;D

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц,5Р 4 G 01 N 21/81

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3921563/31-25 (22) 27.06.85 (46) 30.06.86. Бюл. Р 36 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина (72) А.С. Моисеенко, И.Г. Мельников, С.Н. Морозов, Б.А. Головин и Е.В. Кучерук (53) 535.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1229662, кл. G 01 N 21/81, 1984.

Авторско . свидетельство СССР Ы - 1130820, кл. G 01 V 9/00, 1984.

„„SU„„1260779 А 1 (54).СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИ

СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В ГЛИНИСТЫХ ФРАКЦИЯХ

ОСАДОЧНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к области петрофизических исследований горных пород с применением ИК- излучения. С целью повышения точности и оперативности определения физически связанной водыв составе минералов трансформационного ряда монтморилланитгидрослюда используют ИК-излучение для определения физически связанной воды и каолинита при соответствующих значениях коэффициента пропускания пробы исследуемого образца.

1260779. Изобретение относится к петрофиэи. ческим исследованиям горных пород и касается,в частности,литологических критериев оценки содержания физически связанной воды в минералах трансформаци- 5 онного ряда монтморилланит-гидрослюда в глинистых фракциях осадочных пород с исйользованием инфракрасного (ИК) излучения.

Цель изобретения — повышение точности и оперативности определения физически связанной воды в составе минералов трансформационного ряда монтморилланит-гидрослюда.

П р и м е p . Готовят пробу исследуемой породы для ИК-анализа по стандартной методике тонкодисперсных пленок и проводят ее спектрофотометрирование в диапазоне частот 3000-3800 см .

По полученному спектру определяют величины оптических плотностей пробы в диапазоне частот 3200-3500 см, соответствующих характеристическим по— лосам физически связанной воды, и в диапазоне частот Зб00-3700 см, соответствующем характеристическим по-, лосам поглощения гидроксильных групп. Кроме того, определяют фоновое значение коэффициента пропускания на частоте 3100 см, на которой от. .сутствуют полосы поглощения. котор ности линита, т . е

Св

СК

100% (2) 40 (c(,ò + к,) D, D (е a) (3) (,т+ к,) в

100% где K — коэффициент экстинции; d — толщина пробы;

С вЂ” концентрация искомого компонента;

9 — оптическая плотность пробы; (F„ d)- коэффициент соответствия

50 величины концентрации искомого компонента для заданной толщины пробы.

Так как существует однозначная обратно пропорциональная связь между величиной фонового значения коэффициента пропускания и толщиной образца, т.е. чем больше толщина, тем меньше коэффициент пропускания, то уравнеПолученные результаты используются для подсчета количественного содержания физически связанной воды m приведенное к 100% глинистых минералов трансформационного ряда монтморилланит-гидрослюда по формуле где m — количественное содержание физически связанной воды, приведенное к 100% глинистых минералов трансформационного ряда монтморилланит-гидрослюда;

D, D — величины оптических плотностей пробы в интервалах длин волн, соответствующих характеристическим полосам поглощения физически связанной воды и гидроксильных групп каолинита соответственно; — фоновое значение коэффициента пропускания пробы вне областей характеристических полос поглощения пробы,, к — тангенсы углов наклона линейной зависимости коэффициента соответствия величины концентрации физи чески связанной воды и каолинита соответственно от фонового значения коэффициента пропускания Т.

К вЂ” коэффициенты соответствия величины концентрации физически связанной воды и каолинита соотВетственно фоновому значению коэффициента пропускания при экстраполяции полученной зависимости до значения

Т=О, ая получена, исходя из известколичественного содержания каогде С вЂ” общее процентное содержаВ ние физически связанной воды в пробе;

С „ — процентное содержание ка.олинита в пробе.

Так как по закону Бугера-Ламберта-Беера оптическая плотность пробы пропорциональна концентрации исследуемого компонента и толщине пробы, то искомые концентрации могут быть представлены в виде з 1?60 ние (3) можно выразить следующим образом (4) С = (ocT + K) Dt

Формула изобретения 50

Способ определения физически связанной воды в глинистых фракциях осадочных пород, включающий измерение количественного содержания каолинита 55 и физически связанной воды в пробе исследуемой породы, по которым определяют содержание физически связанной

5 где оС К вЂ” некоторые постоянные коэффициенты.

Для определения коэффициентов К и К проводят определение оптических плотностей пробы каолинитом в задан- 10 ных интервалах длин волн для разных толщин и устанавливают зависимости коэффициента соответствия величины концентрации каолинита и физически связанной воды 4, Т + К, и g Т + К 15

I от фонового значения коэффициента пропускания, соответствующего различным толщинам пробы, по которым определяют коэффициенты ot a,, К,, К,.

При этом постоянные коэффииценты a q 20, есть тангенсы углов наклона получен нйх зависимостей к оси Х,по которой отложены значения коэффициента пропускания.

Точки пересечения указанных зависимос. тей с осью У при Т=О дают значения К; 25

К,.Значения указанных коэффициентов в данном примере следующие: a, =0,45, м =0, 7, К = 2,75, Кд = 3,60. Для значения оптических плотностей пробы D< = 0,4, D = 0,6 при Т=50%. ис- 3Q комое количественное содержание физически связанной воды, приведенное к 100Х глинистых минералов трансформационного ряда монтморилланит-гидрослюда составляет 12,6Х при содержании каолинита 19,3%. Контрольное определение физически связанной воды в исследуемой пробе при помощи термогравиметрической установки "Дериватограф, в данном примере составившее 11,0Х показывает хорошую сходимость полученных результатов. Полученная погрешность лежит в пределах допускаемой методической погрешности. Дополнительные эксперименты поазывают, что коэффициент пропускания практически не зависит от величины дисперсности глинистых частиц.

779

m (ы,т+ К,) П<

1 (Ы Т+ К2) 02

100Х где 0 и D — величины оптических плотностей пробы в интервалах длин волн, соответствующих характериатичеcKHM IIoJIoccfM поглощения физически связанной воды и гидроксильных групп каолинита соответственно;

Т вЂ” фоновое значение.коэффициента пропускания пробы вне областей характеристических полос; о,и . — тангенсы углов наклона линейной зависимости коэффициента соответствия величины концентрации физически связанной воды и каолинита соответственно от фонового значения коэффициента пропускания Т;

К, и К коэффициенты соответствия величины конводы в исследуемых глинистых фракциях, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения физически связанной воды в составе минералов трансформационного ряда монтморилланит-гидрослюда, измерение количественного содержания каолинита и физически связанной воды в пробе исследуемой породы проводят путем определения величин оптических плотностей пробы на длинах волн, соответствующих характеристическим полосам поглощения физически связанной воды и гидроксильных групп каолинита в диапазоне 3800-3000 см, а также фонового значения коэффициен" та пропускания пробы вне областей характеристических полос поглощения для пробы исследуемой породы и пробы чистого каолинита различной толщины, а количественное содержание m физически связанной воды, приведенное к

100 глинистых минералов трансформационного ряда монтморилланит — гидрослюда,.определяют по формуле

1260779

Составитель Ю.Гринева

Техред Ходанич

Корректор Л. Пилипенко

Редактор И. Сегляник

Подписное

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного ком%тета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5220/41

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 центрации физически связанной воды каолинита соответственно фоновому значению коэф фициента пропускания при экстраполяции полученной зависимости от значения Т = О.