Размывание хемогенных пород

Размывание горной породы - это ее растворение в циркулирующем потоке жидкости. Скорость растворения соли в стационарной жидкости определяется законом Фика:

. (13.9)

где С_х – концентрация соли в растворе

Как отмечено выше, коэффициент диффузии при циркуляции жидкости, согласно второму соотношению Эйнштейна, может быть выражен уравнением

, (13.10)

где R - газовая постоянная; Т - температура по Кельвину; К_о - коэффициент пропорциональности; u_ж - скорость циркуляции жидкости.

Тогда

, (13.11)

здесь d толщина слоя жидкости, в которую диффундируют ионы соли.

Величину d_н(С_н - С_х) для комбинированных буровых растворов определить довольно сложно. Для оценки растворяющей способности таких растворов можно воспользоваться произведением

dК_о(С_н-С_х)=К_р, (13.12)

которое назовем константой растворения циркулирующей жидкости (константой размывания).

Константу размывания для различных жидкостей можно определить по формуле

, (13.13)

Экспериментальные исследования по определению зависимости растворимости солей от скорости циркуляции промывочной жидкости на кафедре технологии и техники разведки (КИЦМ) проводились Д.С. Кимом (под руководством Г.П. Зозули).

Для исследований использовались образцы соли (керн) с просверленными отверстиями, которые помещали в патрубок с торцевыми крышками со штуцерами. Герметизация и плотность установки образов в патрубке обеспечивалась резиновыми прокладками, поджимаемыми в результате завинчивания торцевых крышек. Один штуцер присоединялся к нагнетательному шлангу насоса, к другому крепился сливной шланг, опущенный в емкость с исследуемой жидкостью.

Прокачивание воды проводилось в течение 1, 2, 3 мин со скоростью, рассчитанной по формуле v=Q/S и равной 0, 5, 1, 01 и 1, 33 м/с (Q -расход жидкости; S - поперечное сечение канала в керне).

Скорость растворения определилась по формуле

, (13.14)

здесь m_c - масса растворенной соли за время t, c; S_o - боковая поверхность просверленного в образце керна канала.

Результаты исследований сведены в табл. 13.2.

Таблица 13.5