Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 9

 

 

 

Порядок действия 

1.  Поместите  палочку  в  буровой  раствор  и  оставьте  её  до  тех  пор,  пока  цвет  её  не 

стабилизируется;  как  правило  -  менее  минуты.  Ополосните  палочку  водой,  но  не 
вытирайте. 

2. Сравните цвет палочки с таблицей и определите уровень рН бурового раствора. 
3. Запишите рН бурового раствора с точностью до 0,5 единицы. 
 

Измеритель рН 

Описание. 

Для определения рН буровых растворов рекомендуется использовать измеритель рН 

со стеклянными электродами, аналогичный Ориону модели № 201 (рис. 12).Этот прибор 
отличается  высокой  точностью  и  надежностью  и  позволяет  быстро  и  легко  производить 
измерения, автоматически учитывая температуру и наклон электродов. 

 

Рис.12. Измеритель рН Орион. 

Оборудование. 

1. Измеритель рН (например, Орион—201). 
2. Стеклянные электроды. 
3. Буферные растворы (поставляются вместе с прибором). 
4. Вспомогательное оборудование: 

а) щётка с мягкой щетиной; 
б) мягкое жидкое моющее средство; 
в) NаОН,  0,1 молярный, для восстановления электродов. 
г) HCI, 0,1 молярный, для восстановления электродов; 
д) дистиллированная или деионизированная вода; 
ж) мягкая ткань — для высушивания электродов; 
з) стеклянный термометр, 32-212°F 
 

Порядок действий. 

1. Нагрейте образец исследуемой жидкости до 75± 5°F (24±3°С). 
2.  Нагрейте  растворы  буферных  жидкостей  до  такой  же  температуры,  что  и 

исследуемая жидкость. 

Для обеспечения точного определения рН, исследуемая жидкость, буферный раствор 

и  контрольный  электрод  должны  иметь  одинаковую  температуру.  Обозначенный  на 

 

 

ярлычке  контейнера  с  буферной  жидкостью  уровень  рН  будет  верным  только  при 
температуре 75°F (24°С). 

Если производить калибровку апри другой температуре, то необходимо использовать 

рН  буферной  жидкости  при  этой  температуре.  При  калибровке  следует  использовать 
таблицы значений рН буферных жидкостей при различных температурах. 

3. Очистите электроды - промойте дистиллированной водой и промокните насухо. 
4. Поместите зона в буферный раствор с рН=7. 
5.  Включите  прибор,  подождите  60  секунд,  чтобы  показания  стабилизировались. 

Если  показания  не  стабилизируются,  ознакомьтесь  с  инструкцией  по  техобслуживанию 
прибора. 

6. Измерьте температуру буферного раствора с рН=7. 
7. Установите полученное значение температурной кнопки. 
8. Установите показания прибора на «7» с помощью калибровочной кнопки. 
9. Ополосните и вытрите насухо зонд. 
10. Повторите действия по пунктам 6 - 9, используя буферный раствор с рН = 4 или 

рН=10,0. 

Используйте  рН=4,0  для  кислотной  пробы,  или  рН=10,0  для  щелочной  пробы. 

Установите прибор на цифру «4,0» или «10,0» соответственно, используя температурную  
кнопку. 

11.  Снова  проверьте  прибор  с  буферным  раствором  при  рН=7.  Если  показания 

изменились,  снова  установите  калибровочную  кнопку  на  «7».  Повторите  действия  по 
пунктам 6 - 11. Если прибор не калибруется должным образом, восстановите или замените 
электроды, как указано в инструкции по технобслуживанию. 

12.  Если  прибор  калибруется  нормально,  промойте  и  вытрите  насухо  электроды. 

Залейте пробу исследуемого раствора. Подождите 60-90 секунд, пока показания прибора 
не стабилизируются. 

13.  Запишите  рН  и  температуру  раствора  исследуемого.  Отметьте,  что  конкретно 

исследовалось - раствор или его фильтрат. 

14.  Тщательно  промойте  электроды  перед  последующим  употреблением.  Хранить 

электроды следует в специальных чехлах для хранения. 

15. Отключите прибор и накройте его крышкой. 
 

Инструкция по техобслуживанию 

1. Периодически необходимо очищать электроды, особенно если частицы глины или 

нефти  налипают  на  поверхности  стеклянного  или  контрольного  электрода.  Очистку 
электродов проводите мягкой щёткой, смоченной в слабом моющем средстве. 

2.  Необходимость  в  восстановлении  электродов  может  возникнуть  в  случае 

серьезного  их  загрязнения,  о  чём  может  свидетельствовать  медленное  реагирование 
прибора,  смещение  показаний  или  же  невозможность  взаимной  установки  «наклона»  и 
«калибровки». 

3.  Восстановление  электродов  путем  выдерживания  в  течение  10  минут  в  0,1 

молярной  соляной  кислоте  с  последующим  промыванием  водой,  выдерживанием  после 
этого в течение 10 минут в 0,1 молярном едком натре и промыванием водой. 

4. Проверьте реагирование электродов калибровкой. 
5. Если эффективность электродов не повысилась, выдержите электроды не более 

2-х  минут  в  10%  растворе  NH

HF

F 

4

  (  Внимание!  Это  очень  сильная  и  токсичная 

кислота). Повторно проведите калибровку. 

6. Если в этом случае не удалось восстановить электроды, замените их. 

 

РАЗДЕЛ 7 

Химический анализ буровых растворов на водной основе. 

Щёлочность фильтрата, Р

1

 

и  М

1

 и содержание извести 

 

 

Оборудование и материалы 

Для  определения  щелочности  и  содержания  извести  в  буровых  растворах 

необходимы следующие материалы и оборудование. 

1.  Раствор  стандартизированной  кислоты,  0,02N(N/50),  серной  или  азотной. 

(Примечание:  для  определения  щелочности  бурового  раствора  можно  использовать 
раствор стандартизированной  0,1N(N/10)кислоты. 

2. Раствор фенолфталеинового индикатора. 
З. Раствор метилоранжевого – бром крезол зеленого индикатора. 
4. Титратор, плательно  белый, емкостью 100-150 мл. 
5. Градуированные пипетки - одна 1-мл, другая - 10 мл. 
6. Палочка для перемешивания. 
7. Один 1-мл шприц или одна 1-мл пипетка. 
8. Измеритель рН со стеклянными электродами (необязательно). 
 

Порядок определения щелочности фильтрата  Р

1

 

и  М

1

 

1.. Налейте в титратор один или более мл фильтрата. 
2.  Добавьте  2-3  капли  фенолфталеинового  индикатора.  Если  индикатор  становится 

розовым,  добавьте  пипеткой  0,02N    кислоту  по  одной  капле,  непрерывно  перемешивая, 
пока не исчезнет розовый цвет. 

3. Если цвет пробы не позволяет заметить изменение цвета индикаторе, за конечную 

точку  принимают  момент  падения  уровня  рН  до  8,3.  определенный  с  помощью 
измерителя  рН  со  стеклянным  электродом.  (Исследуемый  образец  можно  разбавить 
небольшим количеством дистиллированной водой). 

4.  Запишите  фенолфталеиновую  щелочность  фильтрата, 

Р

1

, 

выраженную  через 

число  миллилитров  кислоты  0,02N,  необходимой  для  определенного  количества 
миллилитров фильтрата. 

5.  К  той  же  пробе,  которую  использовали  для  определения 

Р

1

,  добавьте  3-4  капли 

метилоранж-бром крезол зелёного индикатора: появится зеленая окраска. 

6.  Проведите  титрование  кислотой  0,02N  до  тех  пор,  пока  цвет  не  станет  желтым. 

Это произойдет при рН= 4,3 

7.  Запишите 

М

1

,  выраженное  через  общее  число  миллилитров  кислоты, 

использованной для 

Р

1

, плюс это последнее титрование. 

Пример. 

Если  для  окончательного  титрования  фенолфталеина  использовали  0,5  мл  кислоты, 

то 

Р

1

 

 равно 0,5. 

Если для окончательного титрования метилоранжа использовали 0,3 мл кислоты, то 

М

1

 равно 0,8. 

Порядок действий для ВаCI

2

. 

1 .Поместите в титратор один миллилитр фильтрата. 
2. Добавьте 2 капли хлорида бария (Внимание: хлорид бария чрезвычайно ядовит, не 

набирайте его в бюретку ртом). 

3. Для титрования Р повторите операции по пунктам 2-4. 
4.  Существует  эмпирическое  правило,  согласно  которому  если 

ВаCI

2

равен  или 

меньше  половины  предыдущего  титрования  Р  ,  имеется  загрязнение  солью  угольной 
кислоты. 

Пример. 

Если для конечного титрования Р использовали 1,0 мл кислоты, то Р = 1,0. 
Если  для  конечного  титрования 

ВаCI

2

использовали  0,4  мл  кислоты,  то  значение 

ВаCI

2

равно  0,5.  Таким  образом,  существует  загрязнение  раствора  солью  угольной 

кислоты, т.к. значение 

ВаCI

2

 меньше половины Р. 

 

 

Методика определения щелочности бурового раствора (Р

m

) 

Шприцом  или  серологической  пипеткой  пометите  в  титратор  1  мл  бурового 

раствора. Разбавьте пробу бурового раствора 25-50 мл дистиллированной воды. Добавьте 
4-5 капель фенолфталеинового индикатора и, перемешивая, быстро проведите титрование 
0,02 нормальной кислотой или 0,1 нормальной кислотой до исчезновения розового цвета. 
Если проба раствора имеет цвет, маскирующий изменение цвета индикатора, за конечную 
точку принимают падение рН до 8,3, которое измеряют стеклянным электродом. 

Запишите  фенолфталеиновую  щелочность  бурового  раствора,  Р

1

m

,  через  число 

миллилитров 0,02 нормальной (Н/50) кислоты, необходимой на один миллиметр бурового 
раствора.  Если  используется  0,1  нормальная  кислота,  Р

m

=(5)  -  (миллилитры  0,1 

нормальной кислоты на миллилитр бурового раствора). 

 

Методика определения содержания извести 

Определите  фенолфталеиновую  щелочность  фильтрата  и  бурового  раствора,  Р

1

  и 

Р

1

m

 как указано в предыдущем параграфе. 

Определите объёмное содержание воды в буровом растворе, F

W

 используя значения 

объёмного  процента  воды,  полученное  при  определении  содержания  жидкой  и  твёрдой  
фазы в соответствующем разделе: 

F

W

= 

100

_

%

_

воды

объемный

 

Запишите  содержание  извести  в  буровом  растворе  в  фунт/барр,  полученное  из 

нижеприведенного уравнения или из номограммы (см. рис.13): 

известь фунт/барр = 0,26 (Р

m

- F

W

 Р

1

) 

Если содержание жидкой и твёрдой фазы неизвестно, то приблизительные значения 

на основе градиенте бурового раствора можно определить по номограмме рис. 13 для не 
содержащих  углеводородов  растворов  и  для  растворов,  содержащих  10-15  объёмных 
процентов.  Значения  буровых  растворов,  содержащих  другое  количество  углеводородов, 
можно получить путем вычитания 0,01 для каждого 1,0% углеводородов из значения F

W

 

без углеводородов. 

 

Щелочность фильтрата: Р

1

 и  Р

2

 

Оборудование и материалы 

1. Раствор стандартной серной кислоты, 0,02N(N/50),  
2. Раствор едкого натра, 0,1N(N/10), 
3. Раствор хлорида бария, 1%. 
4. Фенолфталеиновый индикатор. 
5. Деионизированная вода. 
6. Полоски рН (или измеритель рН со стеклянными электродами). 
7. Титратор, предположительно белый, емкостью 100-150 мл. 
8. Пипетки: одна 1-мл,  одна 2-мл, одна 10-мл. 
9. Градуированные цилиндры: один 25-мл и один 5, или 10-мл. 
10. Палочка для перемешивания. 
 

Номограмма для определения содержания извести в буровых растворах, 

обработанных известью 

Фунты извести на баррель = 0,26 (Р

m

- F

W

 Р

1

) 

Р

m

 = мл N/50   Н

4

2

SO , необходимой на 1 мл бурового раствора 

Р

f

 = мл N/50   Н

4

2

SO ,необходимой на 1 мл фильтрате.