Физика пласта лаб4

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации Федеральное государственное
автономное образовательное учреждение высшего
образования РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.
Губкина филиал РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М.
Губкина в г. Оренбурге
Физика пласта
Лабораторная работа № 4
Выполнил:
Студент 2 курса
Группа ОРНв-22-15
Жугин Антон Денисович
Проверил преподаватель:
доцент Сорокин А.А.
г. Оренбург
2024 г.
Лабораторная работа 4
«Определение карбонатности пород»
Под карбонатностью горных пород подразумевается суммарное содержание
в них солей угольной кислоты: Na2CO3, K2CO3, CaCО3, CaCO3MgCO3, FeCO3
и т.д.
Определение карбонатности горных пород основано на химическом
разложении в них карбонатов и на учете углекислого газа, выделяющегося при
их разложении. В лабораторных исследованиях используется прибор Кларка
из комплекта оборудования для исследования проницаемости кернов УИПК1М (рис. 3).
Аппаратура и принадлежности:
1. Прибор Кларка для определения карбонатности.
2. Барометр-анероид.
3. Термометр.
4. Фарфоровая или агатовая ступка с пестиком.
Порядок выполнения работы:
1. В термостат (1) заливают воду.
2. Газомер, состоящий из цилиндра (5) и мерной бюретки (4), заполняется из
уравнительной склянки (6) 10–15 % раствором поваренной соли.
3. Экстрагированный и высушенный образец породы растирается. Навеска его
от 0,2 до 1 г помещается в реакционную колбу (2).
4. В колбу (2) вставлена пробка с мерной бюреткой (7) для соляной кислоты и
краном (8). Необходимо, чтобы вся система – от реакционной колбы (2) до
уравнительной склянки (6) – была герметизирована.
5. Начальный уровень в газометре устанавливают при помощи склянки (6) при
открытом кране (9). После чего кран (9) перекрывают.
6. Замеряют атмосферное давление (по барометру) и термометром
температуру воды в термостате.
7. В бюретку (7) наливают соляную кислоту при закрытом кране (8) и
отмечают уровень её в бюретке. Затем быстро открывают кран и вливают в
колбу часть кислоты. Кран (8) закрывают. Одновременно открывают кран (9).
Выделяющийся газ под давлением вытесняет часть воды из бюретки в
кольцевое пространство.
8. Склянку (6) опускают так, чтобы уровень раствора в кольцевом
пространстве опустился до уровня в бюретке. Эту операцию повторяют до
прекращения реакции. Объём выделившегося газа определяют по разности
отсчётов уровней до и после реакции.
Карбонатность (в долях единицы) подсчитывают по формуле: Формула для
расчёта карбонатности:
К(%) = 100Мкарб/М,
где М — масса навески пористой среды (0,1–1,0), г; Мкарб — масса карбонатов в
навеске, г.
Перед этим образец породы тщательно растирается в ступке. Из
полученного порошка, высушенного при 105-107 С до постоянного веса,
берется навеска массой 0,5-5 г. в зависимости от предполагаемого содержания
карбонатов в породе, которая помещается в реакционную колбу. Туда же
помещается фарфоровый тигелек с 5-6 см3 соляной кислоты. Колбу закрывают
резиновой пробкой, и края ее тщательно обмазывают менделеевской замазкой.
Бюретку, размещенную в цилиндре, заполняют водой из склянки, соединенной
с ней резиновой трубкой с краном. Перекрывают все краны, отсекающие
реакционную колбу от атмосферы, и соединяют ее с бюреткой. Затем
опрокидывают фарфоровый тигель с кислотой. Выделяющийся углекислый газ
поступает в бюретку и вытесняет из нее воду в кольцевое пространство между
бюреткой и цилиндром. После завершения химической реакции уровень воды
в кольцевом пространстве снижается до уровня воды в бюретке, с тем, чтобы
устранить избыточное давление образовавшегося столба жидкости. По
разности уровней в градуированной бюретке до и после реакции породы с
кислотой определяют объем выделившегося углекислого газа (в см3).
Содержание карбонатов в породе в пересчете на CaCO3 определяют по
формуле
K 
V 
,
4,4  a
где K –содержание CaCO3 в породе, %;
V –объем выделившегося углекислого газа, см3;
 –плотность СО2 при температуре и барометрическом давлении во время
опыта, мг/мл;
а –вес исследуемого образца породы, г.
Плотность углекислого газа рассчитывают по формуле

0,0026478  Pбар
1  0,0366  T
при измерении барометрического давления (Рбар) в мм. ртутного столба и по
формуле

0,01986  Pбар
1  0,0366  T
при измерении барометрического давления в кПа.
Здесь Т – температура С.
Прибор Кларка для определения объема углекислого газа