Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

Глава V КАРБОНАТНОСТЬ ПОРОД

ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ О КАРБОНАТНОСТИ ПОРОД

Под карбонатностью горных пород подразумевается суммарное содержание в них солей угольной кислоты: соды Na2G03, поташа k2go3, известняка GaCOg, доломита GaGOj-MgGOj, сидерита FeGOg и т. д.

Оодержание этих солей в породах колеблется в широких пределах. Одни породы целиком состоят из карбонатов, другие не содер--жат их совсем или содержат в небольшом количестве в виде цементирующего материала. К первой группе в основном относятся известняки и доломиты, ко второй - кварцевые песчаники многих нефтяных и газовых месторождений. Например, исследования терригенных коллекторов нефти Апшеронского п-ова Э. А. Прозоровичем показали, что содержание карбонатов в них составляет 9,5-21% по массе. Аналогичные исследования автором нефтяных песчаников Малгобека, Ташкалы и Дагестана показали содержание в них карбонатов до 13%.

Вещественный состав и количество карбонатов в горных породах влияют на многие их свойства. Поэтому изучение карбонатных пород для выяснения условий осадконакопления, формирования вторичных пустот в виде нор и каверн, для корреляции пород, а также для выбора оптимальных условий термического и кислотного воздействия на них с целью увеличения проницаемости имеет большое значение.

СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНАТНОСТИ ПОРОД

Определение карбонатности горных пород и почв основано на химическом разложении в них карбонатов и на учете углекислого газа, выделяющегося при их разложении. Связанные с этим определением подсчеты ведутся но отношению к CaCOg, так как известняк составляет ochobhjto часть рассматриваемых карбонатов. Для учета содержания COj при определении карбонатности пород существует три способа.

Первый способ основан на титровании раствора НС1 при взаимодействии его с карбонатами по реакции

СаСОз + 2НС1 = CaCla+НО + СО2

Техника определения карбонатности но этому способу состоит в следующем. Навеску измельченной породы массой 2 г помещают в мерную колбу емкостью 500 см, заливают 50 см 0,1 н титрован-

ного раствора НС1 * и разбавляют до 400 см водой. Колбу вместе с содержимым нагревают сначала на слабом огне, а затем на более сильном, доводя раствор до кипения. После прекращения выделения из раствора COj (обычно через 15-20 мин) колбе дают остыть, затем ее заполняют водой до метки, взбалтывают и дают содержимому отстояться. По окончании отстаивания из колбы отбирают 100 см раствора, соответствующих 10 см первоначально прибавленного 0,1 н раствора НС1 и титруют 0,1 н раствором NaOH в присутствии индикатора метилового оранжевого.

Количество HG1, израсходованное на разложение карбонатов, вычисляется по результатам титрования с 0,1 н раствором NaOH. По расходу НС1 на разложение карбонатов судят о количестве выделившегося углекислого газа, а следовательно, и о содержании карбонатов в данной породе в переводе на СаСОз.

Второй способ определения карбонатности пород основан на весовом определении COg. Взвешивают остаток породы, освобожденный от СО 2, либо сам COg, который для этого улавливают специальным прибором с натронной известью. В обоих случаях определения могут проводиться сухим или мокрым способом. Сущность определения СО2 сухим способом по остатку породы после разложения в ней карбонатов заключается в следующем.

Подлежащую исследованию навеску породы массой 1-2 г помещают в тигель и медленно нагревают на горелке или в муфельной печи до постоянной массы. Разница масс породы до и после прокаливания дает количество выделившегося из нее COg.

Для определения карбонатности пород сухим способом при взвешивании СО2 в фарфоровую лодочку помещают навеску исследуемой

Рис. 50. Прибор для определения карбонатности пород:

1,8 - стеклянные трубки; г - термостат; з - крышка; 4 - втулка; 5 - реакционная колба; в, 7, 11, 12 а 17 - пробки; 9 - бюретка; 10 и 16 - резиновые трубки; 13 - склянка; 14 - цилиндр; 15 - крав; 18 - резиновый патрубок

• Для чистых разностей известняков можно использовать НС1 другой концентрации.

породы массой 1-2 г и вместе с лодочкой вставляют в стеклянную трубку из тугоплавкового стекла длиной 20 см и диаметром около 1-1,5 см. К одному концу этой трубки присоединяют трубку с хлористым кальцием, а к другому - две трубки с натронной известью. Через собранный прибор медленно пропускают струю воздуха, лишенного СО 2, и приступают к постепенному нагреванию трубки с породой до сильного каления; нагревание ведут до тех пор, пока не прекратится нагревание трубок с натронной известью; после этого им дают охладиться. Затем эти трубки взвешивают и по разности их масс до начала опыта и после опыта судят о количестве поглощенного натронной известью СОа-

Оба способа определения карбонатности пород сухим способом страдают тем недостатком, что они применимы только для анализа тех пород, которые не содержат, кроме СО2, никаких других летучих веществ. В частности, они не могут быть применены для определения карбонатности кернов, поскольку прокаливание кернов до 800- 1000° С может вызвать удаление из них не только СО2, но и какого-то количества содержащейся в них адсорбционной и кристаллизационной воды.

Этих недостатков лишено определение карбонатности пород мокрым способом. Карбонатность пород мокрым способом, так же как и сухим, определяется двояко: взвешиванием остатка породы до и после разложения в ней карбонатов или взвешиванием самого СОз.

В нервом случае в аппарате, содержащем кислоту, размещают породу так, чтобы вначале она не соприкасалась с кислотой. Аппарат вместе с содержимым взвешивают, после чего породу и кислоту соединяют. После прекращения выделения углекислого газа из породы аппарат с содержимым снова взвешивают. По разности масс аппарата с содержимым до и после разложения карбонатов в породе определяют количество выделившегося из нее углекислого газа.

Во втором случае, т. е. при непосредственном взвешивании углекислого газа, карбонатность пород определяется следующим образом. В сухую колбу емкостью 350-400 см загружают навеску породы, которую затем во избежание распыления заливают небольшим количеством воды. Колбу соединяют с холодильником для конденсации паров воды и через холодильник - с хлоркальциевыми трубками и трубками, содержащими натронную известь. Собрав аппарат в указанном порядке, в колбу постепенно вводят некоторое количество соляной кислоты. По окончании взаимодействия породы с кислотой приступают к взвешиванию трубок с натронной известью. По разности масс до и после разложения карбонатов в породе судят о количестве выделившегося из нее углекислого газа.

Описанный метод весового определения углекислого газа в карбонатных породах мокрым способом достаточно точен. В отличие от способа титрования здесь не требуются большие затраты времени. Однако сказанное о точности этого способа определения карбонатности горных пород справедливо только в том случае, если в породах содержится большое количество СО 2; при малом же содержании