Способ определения пористости тел

 

Использование: изобретение относится к технике исследования физических свойств веществ, а именно исследования структурных параметров пористых тел, и может быть использовано в областях техники, где находят применение такие тела. Сущность изобретения: вспомогательный образец помещают в тонкую эластичную герметичную оболочку так, чтобы там не было воздуха, и устанавливают в камеру. В другой камере размещают исследуемый образец и тонкую эластичную оболочку. Камеры совместно с капиллярами заполняют равными объемами рабочей жидкости до верхних видимых срезов капилляров. Нагружение заданным давлением образцов производят от источника давления жидкостью другого цвета. Замеряя разность уровней рабочей жидкости по границе цвета в капиллярах, определяют пористость сжимаемых и набухаемых тел при любых заданных давлениях. 1 ил.

Изобретение относится к технике исследования физических свойств веществ, а именно исследования структурных параметров пористых тел, и может быть использовано в областях техники, где, находят применение такие тела.

Известен способ определения пористости пород путем замера объема вытесненной из пор образца жидкости при воздействии на образец пластовых температур и давления, насыщенный пластовой жидкостью образец породы подвергают действию внутрипорогового давления и давления всестороннего обжима, которые равны по величине пластовому давлению, а затем давление всестороннего обжима увеличивают до величины горного давления на глубине залегания породы, поддерживая давление в порах образца с помощью клапана предельного давления равным пластовому, и по объему ртути, стравленному клапаном из сосуда, сообщающегося с поровым объемом образца, определяют искомую величину [1] Известен также способ определения пористости, заключающийся в насыщении исследуемого образца смачивающей жидкостью путем приведения его в контакт со вспомогательным образцом с последующим измерением количества жидкости, содержащейся в порах исследуемого образца [2] Недостатком данного способа является то, что им невозможно с хорошей достоверностью измерять пористость сжимаемых и набухаемых тел, эксплуатируемых под давлением сжатия.

Цель изобретения повышение точности измерения за счет исключения влияния сжимаемости и набухаемости исследуемого образца.

Для этого в качестве вспомогательного образца выбирают образец, у которого геометрия и материал одинаковы с исследуемым образцом, помещают его в тонкую эластичную герметичную оболочку, оба образца помещают в две одинаковые по объему камеры, кроме того в камеру с исследуемым образцом помещают такую же эластичную оболочку, камеры заполняют равными объемами рабочей жидкости, нагружают образцы жидкостью другого цвета, подаваемой через капилляры, подсоединенные к одному источнику давления, и по разности уровней рабочей жидкости в капиллярах определяют искомую величину при любых давлениях.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство включает в себя две одинаковые по объему камеры 1 и 2, подсоединенные через капилляры 3 и 4 к источнику давления (не показан). В камере 1 помещают исследуемый образец 5 и тонкую эластичную оболочку 6. В камере 2 располагают вспомогательный образец 7, у которого геометрия и материал одинаковы с исследуемым образцом 5, помещенный в тонкую эластичную герметичную оболочку 8. Оболочки 6 и 8 идентичны по размерам и материалу.

Устройство работает следующим образом.

Вспомогательный образец 7 помещают в тонкую эластичную герметичную оболочку 8 так, чтобы там не было воздуха, и устанавливают в камеру 2. В камере 1 размещают исследуемый образец 5 и тонкую эластичную оболочку 6. Камеру 1 совместно с капилляром 3 и камеру 2 совместно с капилляром 4 заполняют равными объемами рабочей жидкости до верхних видимых срезов капилляров 3 и 4. Нагружение заданным давлением образцов 5 и 7 производят от источника давления (не показан) жидкостью другого цвета. Изменения объема в камере 1 при заданном давлении подсчитывается по формуле ΔV₁ ΔV_сж.об.1 + ΔV_{пор.об.1} +ΔV_сж.ж + +ΔV_{сж.обол.1} где ΔV_сж.об.1 изменение объема, вызванное сжимаемостью образца 5; ΔV_{пор.об.1} изменение объема, вызванное пористостью образца 5; ΔV_сж.ж.1 изменение объема, вызванное сжимаемостью рабочей жидкости; ΔV_{сж.обол.1} изменение объема, вызванное сжимаемостью эластичной оболочки 6.

Изменение объема в камере 2 при заданном давлении подсчитывается по формуле ΔV₂ Δ V_сж.об.2 + ΔV_сж.ж.2 + ΔV_{сж.обол.2} где ΔV_сж.об.2 изменение объема, вызванное сжимаемостью образца 7; ΔV_сж.ж.2 изменение объема, вызванное, сжимаемостью рабочей жидкости; ΔV_{сж.обол.2} изменение объема, вызванное сжимаемостью эластичной оболочки 8.

Учитывая, что образцы 5 и 7 с одинаковой геометрией и материалом, объемы камеры 1 и 2 равны, следовательно, равны и объемы рабочих жидкостей в них, а оболочки 6 и 8 идентичны по размерам и материалу, получаем изменение объема, вызванное пористостью при заданном давлении
ΔV ΔV₁ + ΔV₂ ΔV_сж.об.1 + ΔV_{пор.об.1} + ΔV_сж.ж.1 + ΔV_сж.об.1- -ΔV_сж.об.2 ΔV_сж.ж.2 ΔV_сж.об.2 ΔV_{пор.об.1}
Таким образом, замеряя разность уровней рабочей жидкости в капиллярах 3 и 4, определяют пористость сжимаемых и набухающих тел при любых давлениях.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ ТЕЛ, заключающийся в насыщении исследуемого образца смачивающей жидкостью с последующим измерением количества жидкости, содержащейся в порах исследуемого образца, а также в использовании вспомогательного образца, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного образца выбирают образец, у которого геометрия и материал одинаковы с исследуемым образцом, помещают его в тонкую эластичную герметичную оболочку, оба образца помещают в две одинаковые по объему камеры, кроме того, в камеру с исследуемым образцом помещают такую же эластичную оболочку, камеры заполняют равными объемами рабочей жидкости, нагружают образцы с помощью не смешивающейся с рабочей жидкостью с цветом, отличным от цвета рабочей жидкости, подаваемую через капилляры, подсоединенные к одному источнику давления, и по разности уровней рабочей жидкости в капиллярах определяют искомую величину пористости.

РИСУНКИ

Рисунок 1