Данные по распределению гранулометрического состава выносимого песка, отобранного из породоуловителей
Таблица 6.3.
№ скв |
Фракция, мм |
>1 |
0,63-1,0 |
0,4-0,62 |
0,315-0,39 |
0,25-0,314 |
0,14-0,249 |
<0,139 |
50 |
Весовое содержание |
4,4 |
1,1 |
8,4 |
15,3 |
32,2 |
52,2 |
10,5 |
Процентное содержание |
3,5 |
0,8 |
6,8 |
12,3 |
26 |
42,1 |
8,5 |
|
51 |
Весовое содержание |
2,6 |
2,2 |
6,4 |
3,7 |
27 |
120,9 |
31 |
Процентное содержание |
1,3 |
1,1 |
3,3 |
2 |
13,8 |
61,8 |
15,8 |
|
176 |
Весовое содержание |
4,9 |
7,7 |
24,2 |
26,5 |
101,3 |
72,3 |
2,4 |
Процентное содержание |
2 |
3,2 |
10 |
10,8 |
41,6 |
30 |
2,4 |
Анализ проведенных исследований гранулометрического состава проб механических примесей позволяет однозначно констатировать, что основной размер зерен находится в пределах 0,1-0,25 мм, объемное содержание данной фракции во всех проведенных исследованиях составляет более 50 %. Кривая распределения суммарного гранулометрического состава песка, улавливаемого в породоуловителе, по размерам фракций в скважине № 99 представлена на рисунке 4.13.
Рисунок 6.13. Кривая суммарного гранулометрического состава керна из песчаников гдовского пласта Гатчинского ПХГ
Согласно проведенным исследованиям вероятность появления мехпримесей с размером зерен 0,1-0,5 мм или с радиусом зерен R=0,05-0,25 мм в скважинах, эксплуатирующих I гдовский пласт Гатчинского подземного хранилища газа, составляет 84,1 %.
7. Плотность пород
Масса единицы объема твердой фазы (минерального скелета) породы называется плотностью породы δ0.
Плотность минералов зависит от их химического состава и структуры. Они делятся на тяжелые (δ0 > 4 г/см3), средние (δ0= 4 - 2,5 г/см3) и легкие (δ0 < 2,5 г/см3); 13% всех минералов относятся к легким, 33,8% — к тяжелым, 53,2% — к средним.
Плотность горных пород определяется плотностью слагающих минералов δ0i и может быть рассчитана по формуле:
где n - число минералов, слагающих породу; Vi — доля объема, занимаемого каждым минералом.
Масса единицы объема породы в ее естественном состоянии отличается от массы той же единицы объема, заполненного только твердой фазой породы; такое отличие обусловлено в первую очередь пористостью породы.
Поэтому в горном деле наряду с плотностью широко пользуются понятием объемной плотности δ. Объемной плотностью называется масса единицы объема породы при данной пористости в ее естественном состоянии. Плотность пород всегда больше их объемной плотности.
Связь между объемной плотностью и плотностью выражается через пористость:
δ = δ0(1 - Р); δ0 = δ(1 + kп ),
где Р — пористость в долях единицы.
Если порода сложена из минералов примерно одинаковой плотности, ее объемная плотность в основном зависит от пористости7.
Объемная плотность малопористых пород в основном зависит от их минерального состава8.
Объемная плотность большинства пород колеблется от 1,5 до 3,5 г/см3. Большой объемной плотностью обладают рудные полезные ископаемые, так как в их состав в значительном количестве входят тяжелые рудные минералы (гематит, магнезит, сидерит, киноварь).
Низкую объемную плотность имеют гидрохимические осадки — гипс (объемная плотность 2,3 г/см3), каменная соль (2,1 г/см3). Весьма низкими значениями объемной плотности (0,72 — 2,0 г/см3) обладают каменные угли и торф. Объемная плотность углей определяется их пористостью, содержанием углерода и наличием минеральных примесей. Так как углерод имеет плотность 2,3 г/см3, увеличение степени углефикации приводит к росту объемной плотности углей. Этому способствует также тот фактор, что при переходе к более метаморфизованным углям (бурые угли — газовые угли — антрацит) наблюдается снижение пористости.
Повышенные значения объемной плотности углей одной степени метаморфизации указывают на увеличение в углях минеральных примесей и зольности, поскольку примеси имеют большие значения плотности, чем углерод.
Вес единицы объема твердой фазы породы называется удельным весом γ0 породы, а вес единицы объема породы в естественном состоянии — объемным весом γ. Удельный вес породы и ее плотность связаны соотношением
γ0 =g δ0,
где g — ускорение силы тяжести.
Рис. 7.1 Изменение плотности магматических пород в зависимости от минерального состава
На практике иногда пользуются коэффициентом плотности kпл — отношением объемного веса пород к удельному весу (или отношением соответствующих плотностей), характеризующим степень заполнения объема горной породы минеральным веществом:
