Лабораторные методы исследований
Подготовка керна к хранению и лабораторным исследованиям Комплексные лабораторные исследования керна Гамма активность Газопроницаемость 2
Гранулометрический анализ пород – (греч. «гранула» – зерно) разделение породы на фракции по размеру зерен и определение их содержания в породе относительно всей обломочной части. Гранулометрическая фракция – совокупность частиц определенного размера. Цель: классификация обломочных пород; оценка песчано-алевритовых пород как коллекторов нефти, газа, воды и россыпных минералов; выявление генезиса осадков; выделение определенных размерных фракций для минералогического анализа; оценка структуры песков в качестве полезного ископаемого. Величина навески: для песчаных отложений – 50 -200 г; чаще 100 г, для алевритовых – до 20 -50 г, для глинистых 10 -20 г, для гравийных – 100 -500 г, для галечных – несколько кг, или десятки килограммов. Подготовка проб: дезинтеграция, отмывка, диспергация, отмучивание. Методы гранулометрического анализа: 1. Ситовой 2. Седиментометрические (гидравлический): пипеточный или Робинсона. Качинского, метод Сабанина (отмучивание). Ареометрический, метод Рудковского – для глинистых пород. 4. В шлифах под микроскопом или в препаратах под бинокуляром. Для измерения поперечников крупнообломочных частиц используется штангенциркуль. 5. Лазерный анализатор 3
Ситовой анализ – рассеивание на руках или автоматически с помощью сит с определенными диаметрами отверстия. Стандартный набор сит с отверстиями, мм (почвоведческий): 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0, 5; 0, 25; 0, 1. Аналитический виброгрохот Analysette 3 Spartan Технические характеристики: • Диапазон измерений: 32 мкм - 63 мм при сухом просеивании 20 мкм – 10 мм при влажном просеивании • Максимально допустимое количество образца: для сит с размером ячейки < 100 мкм - до 100 г для сит с размером ячейки > 100 мкм и < 25 мм - до 1 кг • Максимально допустимое число сит при анализе: 10 сит с высотой 50 мм; 18 с высотой 25 мм • Длительность анализа: 3 -20 мин при анализе сухих образцов Ультразвуковая мойка 5 -10 мин при анализе увлажненных образцов для сит x – процентное содержание фракции в породе; А – вес фракции; В – вес навески. www. аrgosy-tech. ru 4
Метод Сабанина. В основе метода лежит учет скорости движения частиц в стоячей воде, расчитанной по формуле Стокса. Формула Стокса: r - размер частиц (см) Прибор Сабанина для g – ускорение силы тяжести (см 2/с) проведения механического ∆ - удельный вес частиц анализа ∆0 – удельный вес воды Ƞ - коэффициент вязкости воды, изменяющийся в зависимости от температуры Равноколенный сифон с зажимами Скорость осаждения частиц различного размера (по А. Н. Сабанину) Градуированный стакан Батарейная банка штатив Время отстаивания суспензии при отмучивании фракции <0, 01 мм 5
Пипеточный метод или метод Робинсона-Качинского , основан на взятии специальной мерной пипеткой из суспензии небольших проб с определенной глубины через фиксированное время отстаивания. Установка для определения гранулометрического состава глин пипеточным методом: 1 – резиновая груша; 2 – резиновая трубка; 3 – пипетка с трехходовым (а) и двухходовым кранам (б); 4 – держатель пипетки; 5 – штатив; 6 – вращающийся столик для установки цилиндров с суспензией. Время отстаивания глинистой суспензии 6
Пипеточный метод 7
Лазерный анализатор размеров частиц Область применения: лазерный анализатор размеров частиц является многоцелевым прибором для определения распределения по размерам частиц суспензий, эмульсий и сухого вещества. Он используется как в научных исследованиях, так и при контроле качества и управлении производственным процессом. Принцип действия: Для определения распределения частиц по размерам лазерный анализатор использует метод рассеяния света. Уникальная оптическая система приборов серии сочетает в себе простоту решений при сохранении передовых технологических позиций. www. аrgosy-tech. ru 8
Обработка данных гранулометрического анализа Круговые, столбчатые и треугольные диаграммы, кумулятивные кривые Q 3 Q 2=Md Q 1 Наиболее распространенные типы кривых распределения фракций, по Дж. Вишеру (Visher, 1969), с дополнениями кривые: 1 – частотная, 2 – кумулятивная, 3 – логвероятностная; отрезки логвероятностной кривой, соответствующие популяциям: а – волочения, б – сальтации, в – суспензии (взвеси); квартили: Q 1 = 25 %, Q 2 = 50 % (медиана), Q 3 = 75 % 9
Виды гистограмм Кривые распределения гранулометрического состава Симметричная (0); ассиметричные с положительной (+) и отрицательной асимметрией. М 0 – мода, Мd - медиана. Гистограммы: а - хорошо сортированная порода (преобладает фракция 2 -3); б — среднесортированная (примесь фракции 3 -4 к основной 2 -3); в - плохо сортированная (нет преобладания ни одной фракции); г - переслаивание пород - в данном случае фракций 1 -2 и 4 -5. 10
Схема вычисления гранулометрических коэффициентов по способу моментов (Рухин, 1969, с. 487; Рухин, 1961, с. 523) 11
Классификации смешанных песчано-алевро-глинистых осадков и пород на треугольных диаграммах по их гранулометрическому составу: а- по Л. В. Пустовалову (1947); б - по Л. Б. Рухину (1956), в – по Г. И. Теодоровичу (1958); г - по Н. В. Логвиненко (I 967); все из Справочника. . . » , 1983, с. 110; д - по Ф. Шепарду (1954); е - по В. Т. Фролову (1964, с изменениями и детализацией); П - песок (2 -0. 05 мм); А - алеврит 12 (0, 05 -0, 001 мм), Г - глина <0, 001 мм); 1 - суглинок, 2 - супесь
Классификационные треугольные диаграммы глинисто-алеврито-песчаных пород: А - по Теодоровичу, 1938 и Б – по Пустовалову , 1947 А Б 13
Номенклатура песчаных, алевритовых и глинистых осадков и пород смешанного гранулометрического состава (Фролов, 1964, с изменениями) Классификации смешанных песчано-алевро-глинистых осадков 14
Отображение изменения гранулометрического состава пород по площади Схема распределения среднего диаметра 15
Отображение изменения гранулометрического состава пород и гранулометрических коэффициентов по разрезу 16
Генетические диаграммы 1. Генетическая диаграмма Рухина (1947): S 0 -Md I – поле песков, отложенных при поступательном движении воды. Сюда прежде всего относятся русловые пески, пески отложенные в зоне течений. II – поле песков, отложенных при сильных колебательных Движениях воды; сюда относятся преимущественно прибрежные пески, пески пляжей морей, Озер и крупных рук, а также мелководные пески, образовавшиеся в условиях сильного волнения. Глубина отложения таких песков обычно не превышает нескольких метров. III – поле песков, накапливающихся на дне морей или других бассейнов при слабых колебательных движениях воды. Эта группа тесно связана с предыдущей. IV – эоловые пески. 2. C-М диаграмма Р. Пассеги (1957) «максимальный размер С – медиана Md» 3. Диаграмма Н. Г. Боровко (1962) по сортировке, асимметрии и эксцесс определяется генезис песков: эоловые, морские, речные. 4. Четыре уравнения Саху Б. К. (1964) для определения генетического типа песков 5. Диаграмма Г. Ф. Рожкова (1986) «асимметрияэксцесс» и др. C-М диаграмма Р. Пассеги (1957). Интерпретация режимов осадконакопления: I, IV, V – реки, донные течения; II, VIа, VIб – мутьевые потоки; III – осадки «спокойной воды» ; VII - пляжи 17
Динамогенетическая диаграмма асимметрия—эксцесс (а - т) по косвенному счету зерен [Рожков Г. Ф. , 1978 б] Распределение точек-проб современных осадков различных фаций по значениям асимметрии и эксцесса по косвенному счету зерен / - застойные условия седиментации на дне акваторий различных глубин. Морские фации; // - донные течения или мутьевые потоки. Морские фации. Гидромеханическое или физическое разрушение магматических пород, эрозия горных пород морского происхождения. Континентальные фации областей сноса, коры выветривания; III - слабые преимущественно речные течения. Континентальные речные фации; IV - сильные речные или вдольбереговые течения. Континентальные речные или прибрежно-морские фации. Для распознавания требуется дополнительно оценка коэффициентов вариации соответствующих рафинированных гранулометрических распределений; V - выход волн на мелководье, сильные вдольбереговые течения, накат волн. Прибрежно-морские фации, континентальная микрофация пляжей больших равнинных рек; VI -выход волн на мелководье, сильный накат волн - верхняя половина участка, эоловая обработка песков морских пляжей — нижняя половина участка (микрофация береговых дюн). В целом фация побережья акваторий вблизи береговой черты; VII - эоловая переработка речных осадков-верхняя половина прямоугольника. Континентальная фация пустынь (континентальные дюны). Нижняя правая четверть прямоугольника - волновые процессы на мелководье, нейтральная полоса побережья. Прибрежно-морская фация; VIII выход волн на мелководье, мощный накат-прибой. 18
Минералогический анализ пород При изучении породы в шлифах исследователь определяет название породы, ее строение (структурные и текстурные особенности), минеральный состав, наличие и состав включений, характер и генезис пористости, вторичные изменения и др. После просмотра шлифа все компоненты породы классифицируются на группы: 1) породообразующие (содержание более 10 %); 2) второстепенные (1 -10 %) и 3) акцессорные (менее 1 %). В обломочных породах разделяются также обломки и цемент. Терригенные минералы Тяжелые минералы Акцессорные минералы Бергер М. Г. , 1986 19
Разделение минералов на фракции 1. Разделение минералов в тяжелых жидкостях производят в воронках различных систем так и на центрифугах. Тяжелые жидкости и сплавы (по Преображенскому И. А. и Саркисян С. Г. , 1954) Воронки, используемые для разделения минералов Схема сепаратор Мошева 1 -волчок; 2 - вертикальная ось; 3 – приемник; 4, 5 -воронка; 6 – колба; 9 - желоб. 20
2. Разделение зерен минералов магнитом и электромагнитом Относительная магнитная восприимчивость минералов (по Преображенскому И. А. и Саркисян С. Г. , 1954) Установка для электромагнитного разделения минералов 3. Диэлектрическая сепарация 4. Электростатическое разделение минералов 21
Зависимость ассоциаций минералов в осадочных породах от состава в областях сноса 22
Классификационная диаграмма песчаников (по Шутову В. Д. , 1975) Минералогические коэффициенты – парные отношения минералов с различными свойствами: 1. Коэффициент источника сноса (петрофондовые по М. Г. Бергеру и др. , 1979): циркон/рутил; циркон/гранат; циркон/турмалин; турмалин/рутил и др. 2. Тектонические: циркон/апатит; циркон/слюды; кварц/слюды; рудные минералы/турмалин. 3. Седиментационные – кварц/полевые шпаты; циркон/(пироксены+амфиболы+ эпидот). Z/T 23
Карта терригенноминералогических провинций Корреляция немых толщ Преображенский И. А. , Саркисян С. Г. , 1954 Гроссгейм В. А. , 1984 24
Химическая устойчивость терригенных минералов (по А. Кайе и Ж. Трикару) Общая шкала относительной химической устойчивости ТМ 25
Особенности распределения терригенных минералов в осадочных толщах Содержания и особенности распределения ТМ зависят от состава пород источников сноса, свойства минералов, условия протекания осадочного процесса. Значения выборочного коэффициента корреляции между терригенными минералами тяжелой фракции прибрежных песков Восточной Флориды (по данным Дж. Мартенса) 26
Скачать презентацию Лабораторные методы исследований Подготовка керна к хранению
Л4_гран_мин.pptx