ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структурно-адсорбционные деформации из "Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении" Если уменьшить внешнее давление на прослойку жидкости, заключенную между двумя твердыми поверхностями, последняя утолщается. Толщина образующегося слоя не зависит от того, уменьшили ли внешнее давление или, наоборот, внешняя нагрузка монотонно возрастала до этой величины. [c.35] Причиной возникновения последних деформаций глинистых пород Н. Я. Денисов считает изменение толщины водных пленок, обволакивающих частицы. По его мнению, при повышении внешнего давления толщина пленок в местах контактов частиц глинистых пород уменьшается вследствие вытеснения молекул воды из периферийных слоев пленок. При уменьшении давления объем породы увеличивается благодаря поверхностной энергии, вызывающей перемещение ранее вытесненных молекул воды, что проявляется в местах контактов. [c.35] Часть восстанавливающихся деформаций, имеющая сравнительно значительные размеры и протекающая с последействием вследствие изменения толщины водных пленок, обволакивающих частицы, названа И. Я. Денисовым стру1 турно-адсорбционными деформациями. [c.35] Подобное представление о природе второй части восстанавливающихся деформаций находит подтверждение в исследованиях П. А. Ребиндера, обнаружившего последействие при деформации слюды в парах воды и в воде и отсутствие его в таких же опытах в сухом воздухе. [c.35] После того как на сухую пробу создано заданное внешнее давление, осуществляют контакт с водой или раствором химического реагента. По достижении максимального набухания определяют величину К , с поверхности прибора удаляют жидкость и снижают внешнее давление до 0,01 кгс/см . При этом происходит рост объема системы глина — жидкость в результате перехода иммобилизованной жидкости в жидкость набухания. Процесс этот длится в течение 2—3 ч. После того как прирост объема прекращается, вновь определяется показатель набухания—А аб. гр-При этом величина р (коэффициент, показывающий, какую часть от объема пор сухой пробы занимает в набухшей пробе иммобилизованная жидкость) условно принимается постоянной. [c.36] Количество жидкости, перешедшее при снятии давления нз свободного в связанное состояние (из иммобилизованной в жидкость набухания), численно равное разнице — К , отнесенное ко всей иммобилизованной жидкости У (при заданном внешнем давлении), выраженное в процентах, принято за меру величины структурно-адсорбционных деформаций в системе глина — жидкость и обозначено А 7. [c.36] Данные о влиянии внешнего давления на А 7 системы бентонит — вода (рис. 13) показывают, что величина А 7 значительно возрастает при повышении внешнего давления от 0,3 до 1,6 кгс/см, а при больших давлениях (до 230 кгс/см ) изменяется незначительно [24], Поэтому в дальнейших исследованиях величина А У определена при снятии внешнего давления с 1,6 до 0,01 кгс/см . [c.36] Эти методы позволяют получать абсолютные инвариантные значения предельного напряжения сдвига /V и других упругопластических характеристик паст. При работе с набухшими глинами, образцы которых извлекают из приборов для определения набухания, применение конического пластометра имеет ряд преимуществ по сравнению с первым и втopы [ методами. [c.37] Для определения Рт автор применял пластометр, изготовленный по схеме рис. 14. Постоянная нагрузка на конус создавалась установлением грузов (от 20 до 360 г)3 на шток индикатора часового типа 1. [c.38] В ножку индикатора ввернут конус 2 с углом у вершины 60° С. Индикатор крепится на стойке 6 с помощью крепежного устройства 8. В плите 4 установлен передвижной столик 5. Глубина погружения конуса определяется по показаниям индикатора часового типа (цена деления 0,01 мм, ход ножки 10 мм). [c.38] При изучении влияния различных факторов иа Р паст глинистых пород ранее исходили из весовой влажности глин. В некоторых ранних работах по изучению свойств паст глин делали допущения, что жидкостью набухания можно пренебречь вследствие малого ее влияния. [c.38] Экспериментальных данных о взаимосвязи коэффициента набухания с Р,п ранее не было. В работе [49] приведено описание влияния жидкости набухания, иммобилизованной жидкости и других факторов на системы глина — жидкость. [c.38] Для определения влияния жидкости набухания следовало бы экспериментально исключить влияние всей иммобилизованной жидкости. Однако практически это трудно осуществить, так как пробы порошка глины и глин естественного сложения всегда обладают определенной пористостью, отличной от нуля. [c.38] Следовательно, могут быть два пути 1) экстраполяция кривой зависимости Р , = / (У ) ДО точки, соответствующей пористости, равной нулю 2) поддержание постоянного количества иммобилизованной жидкости во всех исследуемых пробах. При этом делается допущение, что иммобилизованная жидкость одинаково влияет на паст, независимо от химического состава водного раствора, в котором проходило набухание глины. Для поддержания постоянного количества иммобилизованной жидкости Уж необходимо иметь данные о Уо и Р и подобрать (опытным путем) соответствующий начальный объем пробы глинопорошка. Следует отметить, что каждая глинистая порода обладает своими значениями Уо и tg р. Для одной и той же глины tg р. возрастает с уменьшением полярности среды, в которой протекает набухание. [c.39] Влияние ко.11ичества жидкости набухания на Р, паст глины (СКВ. 32, площадь Дашгиль, глубина 1950 м) было изучено при постоянном количестве иммобилизованной жидкости (0,5 см ) при навеске сухой пробы глины 3 г (У == 1,17 см ). Исследования проводили в дистиллированной воде. Полученные данные представлены в табл. 9. [c.39] Как видно из табл. 9, с ростом количества жидкости набухания Рт глины резко снижается. При набухании глин протекают параллельно два процесса рост толщины слоя жидкости на поверхности частиц (сольватация) и пептизация частиц, которые в определенной мере взаимосвязаны. Оба эти процесса, влияние каждого из которых трудно выяснить экспериментальным путем на глинах, видимо, определяют снижение Р, паст глины. [c.39] Для определения влияния количества иммобилизованной жидкости на паст были взяты пробы глинопорошка этой же глины (2 г) с различными У ац. Все пробы выдерживали в дистиллированной воде до максимального набухания, т. е. 300 ч. [c.39] При исследовании влияния химических реагентов на Р содержание иммобилизованной жидкости в пробах поддерживали постоянным в результате постоянного объема нор в сухих образцах глин. Было установлено, что в водных растворах химических реагентов прочность структур, образующихся при набухании паст глин, зависит в основном от химического состава и концентрации реагента. При величине набухания, большей чем в воде (пептизация глин), сущ(зствует зависимость чем больше набухание, тем меньше величина Р ц. При набухании, меньшем чем в воде, ни влажность, ни ко )ффициент набухания не могут служить однозначными показателями, предопределяющими изменение прочности структуры паст глин. Так, при одинаковых величинах набухания и влажности глинистых паст, набухших в растворах определенных концентраций хлористого натрия, КМЦ-350, хлористого кальция и силиката натрия величина Рщ соответственно равна 482, 153, 247 и 500 гс/см [49]. [c.40] Вернуться к основной статье