Анализ процессов кольматации со взрывом

При кольматации с взрывным воздействием образцов группы А в керне и на его границе одновременно протекают несколько процессов. Во- первых, ударные волны активируют поверхность минералов. Следствием этого является протекание хемосорбции с образованием ассоциата. В тонких порах, где адсорбционные слои перекрываются, движение их происходит в сторону взрыва (большего давления). Одновременно в поверхностных слоях минералов возникает преимущественное направление тепловых колебаний адсорбционных центров с переносом тепла к торцу, обращённому к взрыву. Основной теплоперенос осуществляется в поверхностных твёрдых слоях узких капилляров. На торце керна тепло выделяется и ввиду высокой концентрации энергии происходит разрушение минералов и глинистых части. На рисунке № 3.19 представлена схема тепломассопереноса при взрыве заряда ВВ в глинистом растворе.

Рис. № 3.19 Схема тепломассопереноса при взрыве заряда ВВ в глинистом растворе.

Репрессия ΔP_Р > 2 МПа

1 – глинистая корка, 2 – зона выделения энергии, 3 – узкий капилляр, 4 – широкий капилляр, 5 – гидрообжим, 6 – каналы фильтрации

После создания депрессии глинистые частицы из широких капилляров легко удаляются. Из узких капилляров удалению глинистых частиц препятствует движущийся в сторону большего давления адсорбционный слой. При оттоке адсорбционного слоя глинистые частицы защемляются под действием горного давления и поэтому даже при быстром снижении порового давления твёрдые частицы могут быть ещё дальше затянуты в поровые каналы.

Рассмотрим что произойдёт при повышении и понижении давления в объёме, заполненном глинистым раствором. Повышение давления и создание репрессии (без взрыва) приведёт к течению адсорбционных плёнок из объёма породы в объём глинистого раствора, но избыточное давление на сами твёрдые частицы не позволяет им двигаться вместе с адсорбционными плёнками. Если от репрессии к депрессии переходить очень медленно, то вновь произойдёт защемление твёрдых частиц породой под действием горного давления. В случае быстрого снижения репрессии (даже без создания депрессии) вследствие большой инерционности процессов в ассоциате произойдёт выброс твёрдых, в том числе коллоидных частиц, из капилляров в глинистый раствор.