ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

2.1.1.Описание лабораторной ycтановки ГК-5

Схема установки для определения газопроницаемости приведена на рис.1.

Газ из баллона 1 с редуктором 2,позволяющим регулировать давление, через барботажный сосуд 3 и манометр 4 подводится к испытуемому образцу 5, помещенному в специальную герметизирующую обойму и, пройдя через образец, поступает в емкость 6 с водой и градуированной стеклянной трубкой, по которой вытесненная газом, прошедшем через образец, вода попадает в мерный цилиндр 7. В цилиндре фиксируется объем воды через определенное время: 5,10,15 мин.

Измерение расхода газа (жидкости) производится не менее, чем при трех давлениях, устанавливаемых в зависимости от проницаемости образца. При каждом давлении, расход газа (жидкости) измеряется не менее 3-х раз. Результаты измерений заносятся в журнал проведения испытаний, где указывается также температура и атмосферное давление окружающей среды.

При подсчете проницаемости учитывается противодавление, которое оказывает столб жидкости в стеклянной градуированной трубке.

Испытуемый образец размещается в герметизирующей обойме. Герметизация образца осуществляется резиновой манжетой, которая сжимается винтовым зажимом и при этом плотно прилегает к стенкам обоймы и образца.

2.1.2.Определение физической (абсолютной) газопроницаемости горной породы

Подготовленные к испытанию образцы горной породы перед проведением опыта обезвоживаются предварительно в сушильном шкафу при невысокой температуре, не вызывающей деструкцию породы.

После предварительного обезвоживания образцы высушиваются до постоянного веса в вакуумном шкафу и затем хранятся в эксикаторах над фосфорным ангидритом.

Взвешивание образцов для определения конца высушивания следует проводить через каждые 2 часа.

Перед определением проницаемости измеряются длина и диаметр образцов штангенциркулем в м, и первоначальная высота воды в градуированной трубке 7 линейкой в м.

Подготовленный образец вставляется в герметизирующую обойму, прибор собирается по

схеме на рис.1.,но в случае определения абсолютной газопроницаемости увлажнять азот не надо, поэтому из схемы исключается барботажный сосуд 3.

 

 

 

Рис. 1. Установка для определения газопроницаемости

1 – Баллон с азотом;

2 – Редуктор;

3 – Барботажный сосуд;

4 – Манометр;

5 – Обойма с образцом;

6 – Емкость с водой и градуированной стеклянной трубкой;

7 – Измерительная емкость.

 

 

Открывают кран на редукторе, подают давление на манометр 4. Сначала давление составляет 10 делений манометра, при таком давлении снимают три показания объема жидкости в мерном цилиндре за 5,10,15 мин фильтрации, потом давление повышают до 15 делений и снимают также три показания через 5,10,15 мин, и при давлении 20 делений объем отфильтровавшейся воды через 5,10,15 мин.

 

Результаты опыта оформляются следующим образом:

 

ПРИМЕР 1

 

Образец N____

Газ - азот - сухой

Длина образца l- м, диаметр образца d - м, атмосферное давление по барометру Р мм.рт.ст., первоначальная высота воды в градуированной трубке Н - мм.вод.столба

 

 

P,делений
V, см3
t, с

2.1.3.Определение фазовой (эффективной) газопроницаемости горной породы

 

Определение аффективной газопроницаемости водонасыщенного образца породы производится по несколько отличной методике.

Образцы породы не подвергают высушиванию, а погружаются в воду и помещают под вакуумную тарелку. При разряжении в - 0,1 атм образцы насыщаются водой в течение суток.

Образцы извлекают из воды непосредственно перед испытанием, замеряют их длину, диаметр и укрепляют в герметизирующей обойме.

Собирают установку по рис.1, но следует учесть барботажный сосуд, т.е. перед вхождением в образец азот должен быть увлажнен. В противном случае возможно частичное испарение воды из образца во время опыта, что повлечет за собой изменение его газопроницаемости.

Далее определение эффективной газопроницаемости производят так же, как описано в п.2.1.2. и результаты опыта оформляются по той же схеме.

Затем приступают к математической обработке полученных результатов.

 

2.1.4.Расчет коэффициентом абсолютной и фазовой газопроницаемости породы

 

Опытные данные вводятся в компьютер в тех единицах, которые указаны в таблицах. Программа расчета коэффициентов учитывает атмосферное давление, температуру, расход газа, его расширение его динамическую вязкость, время фильтрации газа, перепад давления до и после образца.

Программа составлена в диалоговом режиме и трудностей при работе в ней быть не должно.

Результаты расчетов распечатать и приложить к отчету.

 

2.1.5. Содержание отчета по определения газопроницаемости

Отчет должен содержать: название работы, цель работы, перечисление необходимого оборудования, рисунок установки, результаты опытов в виде рекомендованной таблицы; компьютерную распечатку расчета коэффициентов абсолютной и фазовой газопроницаемости, конечный результат с учетом выпадающих точек.