59
занной воды, а также полупроницаемой мембраны. При этом развивается осмо-
тическое давление, вызывающее либо набухание или разрушение, либо усадку.
Можно с очевидностью утверждать, что любое повышение минерализа-
ции бурового раствора снижает интенсивность осмотического влагопереноса, а
в присутствии полимерного реагента скорость гидратации уменьшается.
Капиллярный влагоперенос
Учитывая наличие у глин развитой системы микротрещин (трещинова-
тость может достигать 20 %), можно предположить возможность капиллярных
процессов.
Что касается
размера пор и каналов породы, следует отметить, что по-
ступление жидкости в некоторые капиллярные и субкапиллярные каналы пла-
ста
может быть значительным, если величина избыточного давления будет
превышать величину капиллярного давления жидкости в этих отверстиях. При
смачивании пористых тел в порах возникает заметное капиллярное давление.
Капиллярные процессы связаны со смачиваемостью пород, поэтому они могут
иметь место в сухих и слабоувлажнённых глинах. Капиллярное всасывание
фильтрата бурового раствора приводит к возникновению дополнительного рас-
клинивающего
давления, вызванного поверхностными силами, а также умень-
шает силы сцепления в горной породе. Капиллярные процессы и связанное с
ним увлажнение пород, могут оказаться причиной в дальнейшем диффузионно-
осмотических перетоков.
3.1 Исследование кинетики набухания глинистых пород
Существующие методы оценки характера
взаимодействия буровых рас-
творов с глинистой породой базируются на исследовании процесса гидратации
по коэффициентам набухания, размокания и скорости увлажнения. Как отмече-
но выше, широкое распространение получил метод К. Ф. Жигача и А. Н. Ярова,
учитывающий начальную пористость образца и объем иммобилизованной жид-
кости и оценивающий набухание по следующим показателям: коэффициент
набухания
К
,
степень набухания
К
1
= К +
1, коэффициент поглощения жидко-
сти
К
2
, мл/г. Степень набухания
К
1
показывает, во сколько раз увеличивается
объём
сухих частиц дисперсоида, а коэффициент
К
2
– сколько жидкости набу-
хания связывает 1 г дисперсоида (глины).
Дальнейшее развитие этот метод получил в работах В. Д. Городнова [7],
давшего аналитическое решение оценки набухания и исследовавшего в огром-
ном диапазоне и сочетаниях набухание
глин в различных электролитах, хими-
60
ческих реагентах, температурах, давлениях; он ввёл понятия периода набухания
τ
и средней скорости набухания
w
ср
, определяемой как отношение
К
2
/
Т
1
, т. е. от-
ражающей количество жидкости, поглощённой 1 г глины за единицу времени в
среднем за весь период набухания.
Большинство исследователей, модернизируя приборы и условия экспери-
мента, в конечном итоге определяют основные показатели набухания
К
,
К
1
,
К
2
по методу К. Ф. Жигача и А. Н. Ярова.
К. Ф. Паус и Р. Г. Ахмадеев производили исследование степени набухания
по методике А. В. Васильева с использованием приборов, разработанных
К. Ф. Жигачом и А. Н. Яровым, на глинистых образцах, приготовленных в специ-
альной фильтровальной камере. Оценку характера
физико-химического воздей-
ствия различных жидкостей на глинистые породы проводили по давлению
набухания и коэффициенту, количественно отражающему кинетику размокания –
разрушения модельных образцов в водных растворах веществ [7].
В. Л. Михеев [12] разработал систему показателей, в которую входит и
коэффициент набухания
Do'stlaringiz bilan baham: