Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Пиротехнические составы и средства для интенсификации нефтедобычи. Монография
.pdf
3
3
3
3
3
3
8.3 Рентгеноструктурные исследования породы после ТГХВ
С целью выявления зависимости структуры, состава и свойств
нефтеносных пород от основных факторов термогазохимического
воздействия (температуры, давления, скорости нарастания давления и
др.) были изучены образцы, реестр которых представлен в табл. 8.7.
Были исследованы смеси:
а) песок+глина,
б) песок+мел,
в) продукты сгорания в нефти и шлаки термогазогенератора.
Таблица 8.7
Реестр изученных проб
№
п/п
70% песка + 30% глины исходный -
1
70% песка + 30% мела исходный -
2
3
70% песка + 30% глины, ТГХВ в нефти
4 30,0% Mg + 70,0% NaNO
Образец Термогазогенератор
53,5% Mg + 46,5%NaNO3
5 75,0% Mg + 25,0% NaNO
6
70% песка + 30% глины, ТГХВ в воде
7 53,5% Mg + 46,5%NaNO3
75,0% Mg + 25,0% NaNO
8 30,0% Mg + 70,0% NaNO
9
70% песка + 30% мела, ТГХВ в воде
10 53,5% Mg + 46,5%NaNO3
75,0% Mg + 25,0% NaNO
11 30,0% Mg + 70,0% NaNO
Продукты сгорания в нефти 53,5% Mg + 46,5%NaNO
12
Шлаки термогазогенератора 75,0% Mg + 25,0% NaNO
13
Для образца №1 (песок+глина, исходный образец) была также
получена дифрактограмма ориентированного препарата,
приготовленного путем осаждения вещества образца из водной
суспензии на обратную сторону кюветы. На дифрактограмме такого
препарата усиливаются рефлексы серии 00l, т.е. как раз те, по
которым осуществляется идентификация глинистых минералов.
3
3
121
В качестве наглядного примера приведены дифрактограммы
образцов №1; 2; 3; 7; 10; 13; 14 (рис. 8.9 – 8.15 ), которые представлены
на координатах: значение брэгговского угла 2θ «2-Theta-Scale») для
Сu-излучения – интенсивность дифракционного рефлекса в скорости
счета рентгеновских квантов («Counts»).
Результаты анализа
На дифрактограммах образцов смесей песок+глина проявляются
рефлексы низкотемпературной тригональной модификации кварца.
Основные диагностические рефлексы имеют значения
межплоскостных расстояний 4,26Ǻ, 3,34Ǻ, 2,46Ǻ, 2,28Ǻ, 1,818Ǻ и др.
Наблюдаются также рефлексы полевых шпатов: 4,02Ǻ, 3,77Ǻ, 3,67Ǻ,
3,24Ǻ и 3,18Ǻ (плагиоклаз и калиевый полевой шпат). На
рентгенограмме ориентированного препарата отчетливо видны
рефлексы глинистых минералов: 14,2Ǻ – монтмориллонит), 10,1Ǻ –
гидрослюда, 7,17Ǻ – каолинит и 4,47Ǻ – рефлекс, общий для
глинистых минералов.
На дифрактограммах образцов смесей песок+мел проявляются все
выше указанные рефлексы кварца и рефлексы кальцита 3,03Ǻ, 2,495Ǻ,
2,284Ǻ, 2,095Ǻ, 1,912Ǻ, 1,874Ǻ и др.
Рентгенограммы исходных и обработанных (сжигание в воде и
нефти) образцов смесей песок+глина и песок+мел практически
идентичны и не обнаруживают каких-либо заметных изменений в
структурных особенностях минералов, слагающих эти образцы.
Следует отметить, что в образцах № 6, 7, 8, 9, 10, 11 появляется очень
слабый рефлекс со значением межплоскостного расстояния 2,10Ǻ,
который можно интерпретировать, как наиболее сильный рефлекс
оксида магния.
122
Lin (Counts)
11000
Sample 1
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
4 10 20 30 40 50 60
3-5- 05 Grant - File: 3 -5-05.RA W - T ype: 2T h/Th lock ed - S tart: 3.00 ° - End : 65.00 ° - Step: 0 .05 ° - Step t ime: 1 . s - Tem p.: 25 °C (Roo m) - Tim e Star ted: 0 s - 2-Thet a: 3.0 0 ° - The ta: 1.50 ° - Ph i: 0.00 ° - Au x1: 0.0 Opera tions: X Offse t -0.130 | Import
d= 4,2553
d= 4,4666
d= 3,3453
d= 2,4581
d= 2,2833
d= 2,1284
d= 3,7758
d= 3,1841
d= 2,2359
d= 1,8196
d= 1,9825
d= 1,6728
2-Theta - Scale
Рис. 8.9. Дифрактограмма образца № 1
d= 1,5435
d= 1,4528
123
Lin (Counts)
Sample 2
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
d= 3,3328
2000
1000
0
4 10 20 30 40 50 60
3-6-05 - Fil e: 3-6-05.RA W - Type: 2Th /Th locked - Start: 3.00 ° - End: 65.00 ° - Step: 0 .05 ° - Step tim e: 1. s - Tem p.: 25 °C (Room) - Tim e Started: 3 s - 2 -Theta: 3.0 0 ° - T heta: 1.50 ° - Phi: 0.0 0 ° - Aux1: 0.0 - Aux2:
Operations : X Offset -0.130 | Impo rt
d= 4,2632
d= 3,8560
d= 3,0514
d= 3,2407
d= 3,1857
d= 2,4977
2-Theta - Scale
d= 2,2844
d= 2,4530
d= 2,1294
d= 2,0975
d= 2,2370
d= 1,8172
d= 1,9145
d= 1,8750
d= 1,9834
d= 1,6682
d= 1,5442
d= 1,6059
Рис.8.10. Дифрактограмма образца № 2
124
Lin (Counts)
Sample 3
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
4 10 20 30 40 50 60
3-7-05 - File: 3- 7-05.RAW - Type: 2Th/Th l ocked - Start: 3.00 ° - End: 6 5.00 ° - Step: 0 .05 ° - Ste p time: 1. s - Tem p.: 25 °C (Roo m) - Tim e Started : 3 s - 2 -Theta: 3.00 ° - Theta : 1.50 ° - Phi: 0.00 ° - Aux1: 0. 0 - Aux2 :
Opera tions: X Of fset -0.1 30 | Im port
d= 4,2017
d= 3,3066
d= 3,2049
d= 3,1511
2-Theta - Scale
d= 2,4324
d= 2,2613
d= 2,1140
d= 2,2199
d= 1,9700
d= 1,8093
Рис. 8.11. Дифрактограмма образца № 3
125
d= 1,6642
d= 1,5363
Lin (Counts)
Sample 8
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
d= 4,2574
1000
0
4 10 2 0 30 40 50 60
3-12 -05 - File: 3 -12-0 5.RAW - Ty pe: 2 Th/Th lock ed - S tart: 3 .00 ° - En d: 65 .00 ° - Ste p: 0. 05 ° - Step time : 1. s - Tem p.: 2 5 °C (R oom ) - Tim e Star ted: 3 s - 2 -The ta: 3.0 0 ° - Th eta: 1.50 ° - Ph i: 0.0 0 ° - Aux 1: 0.0 - Au
Ope rations : X O ffse t -0.130 | Im port
d= 3,3489
d= 3,1886
d= 3,2553
d= 2,4576
2-Theta - S cale
d= 2,2820
d= 2,1312
d= 2,2396
d= 1,8202
d= 1,9801
d= 1,6698
Рис. 8.12. Дифрактограмма образца № 7
126
d= 1,5426
Lin (Counts)
Sample 12
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
d= 3,3466
2000
1000
0
4 10 2 0 30 40 50 60
3-16 -05 - File: 3 -16-0 5.RAW - Ty pe: 2 Th/Th locke d - S tart: 3 .00 ° - En d: 65 .00 ° - Ste p: 0.05 ° - Step time : 1. s - Tem p.: 2 5 °C (R oom ) - Tim e Star ted: 7 s - 2 -The ta: 3.0 0 ° - Th eta: 1.50 ° - P hi: 0.0 0 ° - Aux 1: 0.0 - Au
Ope rations : X O ffset -0.130 | Im port
d= 4,2544
d= 3,8464
d= 3,0412
d= 3,2417
d= 3,20 83
d= 2,2859
d= 2,4559
d= 2,4945
d= 2,1297
d= 2,2381
d= 2,0976
d= 1,9827
d= 1,8189
d= 1,9135
d= 1,8772
d= 1,6714
d= 1,5416
d= 1,6060
2-Theta - S cale
Рис. 8.13. Дифрактограмма образца № 10
127
Lin (Counts)
2300
2200
2100
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
4 10 20 30 40 50 60
3-20 -05 - File: 3 -20.R AW - Type : 2Th /Th lo cked - Sta rt: 3.0 0 ° - End : 65.00 ° - Step : 0.0 5 ° - S tep t ime: 1 . s - T emp .: 25 °C (Ro om) - Time Sta rted: 1 s - 2-Thet a: 3. 00 ° - Thet a: 1. 50 ° - Phi: 0.00 ° - A ux1: 0. 0 - Au x2:
Ope ration s: X O ffse t -0.1 30 | Im port
d= 4,7650
Sample 16
d= 2,82 39
2-Theta - S cale
d= 2,1082
d= 1,4902
d= 2,4389
d= 2,3724
d= 1,9963
d= 1,5729
d= 1,6274
Рис. 8.14. Дифрактограмма образца № 13
128
Lin (Counts)
Sample 17
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
4 10 20 30 40 50 60
3-21-05 - File: 3 -21-05.RA W - Ty pe: 2Th/Th locked - Start: 3 .00 ° - En d: 65.00 ° - Step: 0 .05 ° - Step tim e: 1. s - Temp.: 2 5 °C (Ro om) - Time Started : 3 s - 2-Th eta: 3.0 0 ° - The ta: 1.50 ° - Phi: 0.00 ° - Aux1: 0 .0 - Au
Opera tions: X O ffset -0.1 30 | Im port
d= 4,6877
d= 3,1220
2-Theta - Scale
d= 2,4556
d= 2,1063
d= 2,7879
d= 2,6107
d= 1,9058
d= 1,6058
d= 1,4911
d= 1,4725
Рис. 8.15. Дифрактограмма образца № 14
129
Состав продуктов сгорания и шлаков термогазогенератора.
По данным рентгенографического анализа состав дисперсных
продуктов сгорания образца № 13 представлен рентгеноаморфной
фазой, оксидом магния (рефлексы 2,43Ǻ, 2,10Ǻ и 1,491Ǻ), примесями
хлорида натрия (рефлексы 2,82Ǻ и 1,990Ǻ) и гидроксида магния
(рефлексы 4,78Ǻ, 2,34Ǻ, 1,799Ǻ и 1,574Ǻ).
Основным компонентом шлаков термогазогенератора является
рентгеноаморфная фаза, в качестве кристаллических составляющих
установлены металлический магний (2,78Ǻ, 2,61Ǻ, 1,903Ǻ, 1,606Ǻ и
1,475Ǻ) и оксид магния (2,10Ǻ и 1,489Ǻ).
Таким образом, можно сделать ряд заключений. Во-первых, при
обработке породы в значительно уплотненном состоянии в условиях
повышенных давлений и температур имеет место фильтрация
продуктов сгорания вглубь образца.
Во-вторых, независимо от состава термогазогенератора обработка
всех видов образцов породы не приводит к каким-либо существенным
структурным имениям породы модельных образцов. Это говорит о
том, что факт увеличения проницаемости не связан с изменением
химической природы пород.
В-третьих, в случае использования составов со значительным
содержанием металлического горючего при горении в нефти не
происходит полного окисления металла, и его часть попадает в породу
вместе с газообразными продуктами сгорания.
8.4. Экспериментальная оценка распределения температуры
в породе после ТГХВ
Экспериментальная оценка распределения температуры
проводилась с использованием модели скважины, уменьшенной в 5,2
раза. В качестве породы был взят песчаный грунт с 30 % воды и 30 %
нефти. Проводилось по несколько испытаний при атмосферном
давлении. Замер температуры проводили с помощью термопар с
выводом результатов на ЭВМ. Оценивали изменение прироста
температуры породы после сгорания образцов и при охлаждении.
Исследования проводились при условиях, приближенных к
скважинным при подаче воды в зону горения и без подачи воды.
Результаты испытаний представлены в табл. 8.8.
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]