Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Промывочные жидкости .Учебник..doc
Скачиваний:
51
Добавлен:
10.11.2019
Размер:
7.56 Mб
Скачать

Измерение массы и длины образцов соли при растворении в воде

Время раство-

рения t,с

Масса раство-рившей-ся соли mc, кг

Сечение образца S, м2

Потеря длины образца за время t ΔR=mc/ρS

Скорость растворения vp, м/с ΔR/t х 107

Коэффициент диффузии

1800

3600

5400

7560

23040

0,0029

0,0049

-

0,0120

0,0333

0,0014

0,0014

0,0014

0,0014

0,0014

0,0009

0,0016

0,0026

0,0039

0,0108

5,2

4,4

-

5,1

4,7

6

5,1

-

6

5,5

13.3. Размывание хемогенных пород

Размывание горной породы - это ее растворение в циркулирующем потоке жидкости. Скорость растворения соли в стационарной жидкости определяется законом Фика:

. (13.9)

где Сх – концентрация соли в растворе

Коэффициент диффузии при циркуляции жидкости, согласно второму соотношению Эйнштейна, может быть выражен уравнением

, (13.10)

где R - газовая постоянная; Т - температура по Кельвину; Ко - коэффициент пропорциональности; ж - скорость циркуляции жидкости.

Тогда

, (13.11)

здесь  толщина слоя жидкости, в которую диффундируют ионы соли.

Величину нн - Сх) для комбинированных буровых растворов определить довольно сложно. Для оценки растворяющей способности таких растворов можно воспользоваться произведением

КонСх)=Кр, (13.12)

которое назовем константой растворения циркулирующей жидкости (константой размывания).

Константу размывания для различных жидкостей можно определить по формуле

, (13.13)

Экспериментальные исследования по определению зависимости растворимости солей от скорости циркуляции промывочной жидкости на кафедре технологии и техники разведки (КИЦМ) проводились Д.С. Кимом (под руководством Г.П. Зозули).

Для исследований использовались образцы соли (керн) с просверленными отверстиями, которые помещали в патрубок с торцевыми крышками со штуцерами. Герметизация и плотность установки образов в патрубке обеспечивалась резиновыми прокладками, поджимаемыми в результате завинчивания торцевых крышек. Один штуцер присоединялся к нагнетательному шлангу насоса, к другому крепился сливной шланг, опущенный в емкость с исследуемой жидкостью.

Прокачивание воды проводилось в течение 1, 2, 3 мин со скоростью, рассчитанной по формуле v=Q/S и равной 0,5, 1,01 и 1,33 м/с (Q -расход жидкости; S - поперечное сечение канала в керне).

Скорость растворения определилась по формуле

, (13.14)

здесь mc - масса растворенной соли за время t,c; So - боковая поверхность просверленного в образце керна канала.

Результаты исследований сведены в табл. 13.2.

Таблица 13.2

Зависимость скорости и константы растворения соли от скорости потока

Иссле-дуемая жид-кость

Скорость потока ж, м/с

Время опыта t,с

Масса раство-ренной соли, кг 10-3

Поверх-ность раство-рения So, м2 х 10-4

Скорость растворения, o м/с х 10-5

Крх10-5

Вода

0,5

0,5

0,5

1,01

1,01

1,01

1,33

1,33

1,33

60

120

180

60

120

180

60

120

180

4,5

9,1

14,0

8,9

18,1

29,0

14,0

31,0

48,0

23,66

28,85

30,04

28,14

29,10

30,10

33,92

37,16

38,17

1,19

1,19

1,18

2,40

2,36

2,43

3,13

37,10

38,17

2,38

2,38

2,36

2,38

2,34

2,40

2,35

2,38

2,38

Экспериментальные данные показывают, что при циркуляции жидкости скорость растворения хемогенных пород возрастает в несколько десятков раз, по сравнению со скоростью растворения в стационарных промывочных жидкостях, и линейно зависит от величины скорости циркуляции.

За критерий размываемости хемогенных пород можно принять константу растворяющей способности промывочной жидкости при ее циркуляции.