Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 10

 

 

F

W

 = объёмное содержание воды в буровом растворе (полученное при определении 

содержания твёрдой фазы или из нижеприведенной таблицы). 
 

 

 
 

Рис. 13. Номограмма. 

 
 
 
 

 

 

Таблица. 

Приблизительные значения F

W

 

Плотность бурового 

раствора 

F

W

 

Градиент 

бурового раствора, 

Фунт/кв.д./м.фут  Фунт/галл 

Фунт/фут

3

 

Без 

углево- 

дородов 

10% 

углеводородов 

15% 

углеводородов 

520 

10,0 

75,0 

0,89 

0,79 

0,74 

570 

11,0 

82,5 

0,86 

0,76 

0,71 

625 

12,0 

90,0 

0,82 

0,72 

0,67 

675 

13,0 

97,5 

0,79 

0,69 

0,64 

730 

14,0 

105,0 

0,75 

0,65 

0,60 

780 

15,0 

112,5 

0,72 

0,62 

0,57 

830 

16,0 

120,0 

0,68 

0,58 

0,53 

885 

17,0 

127,5 

0,65 

0,55 

0,50 

935 

18,0 

135,0 

0,62 

0,52 

0,47 

Для  другого  процентного  содержания  углеводородов  необходимо  вычесть  0,01  для 

каждого процента углеводородов из значения F

W

  без углеводородов. 

 

Методика 

определения Р

1

 

1. Поместите 1,0 мл фильтрата в титратор и добавьте 24 мл дистиллированной воды. 
2.  Добавьте  2,0  мл  0,1N  едкого  натра  и  хорошо  размешайте.  Определите  рН  либо 

лакмусовой  полоской,  либо  измерьте  на  приборе.  Если  рН  равно  или  больше  11,4, 
переходите  к  следующему  этапу.  Если  рН  меньше  11,4  добавьте  ещё  2  мл  0,1N  едкого 
натра. 

3. С помощью градуированного цилиндра отмерьте 2 мл хлорида бария и вылейте в 

титратор. При помешивании добавьте 2-4 капли фенолфталеина. 

Внимание

:  ввиду  чрезмерной  токсичности  хлорида  бария  нельзя  пользоваться 

оральной пипеткой. 

4. Незамедлительно приступайте к титрованию смеси стандартной серной кислотой  

до  первого  исчезновения  розового  цвета  (или  до  рН=8,3).  Через  короткий  промежуток 
времени розовый цвет может вновь появиться; не продолжайте титрование. 

5. Запишите щёлочность 

Р

1

 выраженную в мл 0,02/Х серной кислоты, необходимой 

для конечного титрования фенолфталеина. 

 

Методика определения Р

2

 

1.  Фильтрат  не  потребуется,  в  остальном  порядок  действий  тот  же,  что  и  для 

Р

1

; 

использовали те же количества воды и реагентов. Титрование аналогично 

Р

1

. 

2. Запишите щелочность 

Р

2

 выраженную в мл 0,02N серной кислоты, необходимой 

для конечного титрования фенолфталеина. 

Расчёты: 

С некоторыми ограничениями можно рассчитать различную ионную щелочность: 
При 

Р

1

> 

Р

2

  

ЕРМ щелочность бикарбоната  = 0 
ЕРМ щелочность гидроксила = 20(

Р

1

- 

Р

2

) 

ЕРМ щелочность карбоната = 40  Р

f

- (

Р

1

- 

Р

2

) 

При 

Р

1

< 

Р

2

 

ЕРМ щелочность бикарбоната  = 20(

Р

2

- 

Р

1

) 

ЕРМ щелочность карбоната = 40 х  Р

f

 

 

 

ЕРМ щелочность гидроксила = 0 

Примечание

: ЕРМ - обозначает грамм—эквиваленты  на литр. 

Пример: 

Р

f

= 1,2          

Р

1

= 7,3 

рН   =  9,1         

Р

2

= 7,8 

М

f

= 8,0 

Р

1

> 

Р

2

  

 

Р

1

< 

Р

2

,  

таким образом: 

ЕРМ (НСО

3

) = 20(7,8-7,3) = 10 

ЕРМ (СО

3

) = 40(1,2) = 48 

Количество извести = (10 х 0,0129 х 48(0,0129) = 0,877 фунт/барр. 

Таблица 3 

Наименование 

Химическая 

формула 

Молекулярный 

вес 

фунт/барр, вступающих в 

реакцию с одним грамм-экв. 

на литр 

Известь 

Са(ОН) 

2

 

74 

0,0129* 

Хлорид кальция  

СаСI

2

 

111 

0,0194* 

Гипс 

CaSO

4

2H

2

O 

172 

0,0301* 

Каустическая сода 

NaOH 

40 

0,0140 

Кальцинированная сода 

Na

2

CO

3

 

106 

0,0185 

Бикарбонат натрия 

NaHCO

3

 

84 

0,0294 

*

Примечание

: т. к. 2ЕРМ Са** необходимы для того, чтобы вышел в осадок 1 ЕРМ НСО

3

, 

значения со звездочками необходимо удвоить в случае с НСО

3

,  что было 

сделано в выше приведенном примере. 

 

Исследование карбоната (бикарбоната) с помощью 

газоанализатора Гаррета 

Ц ель. 

Исследование  растворимых  карбонатов  на  пробе  фильтрата  бурового  раствора  на 

водной основе проводили с помощью газоанализатора Гаррета. 

Трубка  Дрёгера  для  СО

2

  после  прохождения  через  неё  газовой  фазы  СО

2

 

становится фиолетовой. Часть трубки, меняющая цвет, реагирует прежде всего на объём 
присутствующего СО

2

, однако она также реагирует на расход газа и общий объём газа, 

прошедшего  через  трубку.  Поэтому  для  получения  более  точных  результатов,  газ, 
возбуждающий  газоанализатор,  вначалё  необходимо  выдержать  в  мешке  ёмкостью  1  л  с 
тем,  что  бы  он  мог  равномерно  смешаться  с  газом-носителем,  В  отличие  от  трубок 
Дрёгера  для  Н

2

S  трубки  Дрёгера  для  СО

2

  очень  чувствительны  к  неправильному 

применению. Фильтрат  должен  быть очищен от  твёрдой  фазы.  Поэтому  первую  порцию 
фильтрата следует отбросить, т.к. в ней могут находиться частицы СаСО

3

,  приводящие к 

завышению  результатов  исследования.  Содержимое  мешка  проталкивается  через  трубку 
Дрёгера  десятью  ходами  поршня  ручного  насоса  Дрёгера,  который  протолкнёт  через 
трубку ровно один литр газа. 

 

Оборудование и материалы 

1. Деионизированная вода. 
2. Октил—спиртовый пеногаситель. 

 

 

З. Серная кислота, примерно класса 5N. 
4. Газоанализатор Гаррета. 
5. Трубка Дрёгера для исследований СО

2

,# СН-30803,   '' СО

2

 0,01/А'' 

6. Однолитровый мешок Дрегера, № 762425. 
7. Ручной вакуумный насос Дрегера. 
8. Стеклянный запорный кран, 8-мм, 2-х ходовой. 
9. Шприцы для подкожной инъекции: один 10 мл с иглой 21 калибра(для кислоты), 

один 10 мл, один 5 мл и один 2,5 мл. 

10. Патроны с газом  N

2

O. Можно также использовать бутылки с N

2

 или  газом Нс. 

 

Методика исследования 

1.  Убедитесь,  что  газоанализатор  чистый,  сухой  и  находится  в  горизонтальном 

положении. 

2.  При  отвинченном  регуляторе  установите  и  проткните  патрон  с  N

2

O.  Нельзя 

использовать сжатый воздух или патрон с СО

2

. 

3. Добавьте 20 мл, деионизированной воды в камеру 1. 
4. Добавьте 5 капель пеногасителя в камеру 1. 
5. Установите верхнюю часть на газоанализатор и затяните равномерно вручную все 

уплотнительные кольца. 

6. Прикрепите гибкую трубку от регулятора к дисперсионной трубке Камеры 1. 
7. Впрысните шприцом тщательно отмеренную пробу фильтрата в камеру 1 (рис.14) 

Пропустите  газ-носитель  через  анализатор  в  течение  1  минуты,  чтобы  удалить  воздух. 
Прекратите подачу газа. 

8. Присоедините один конец гибкой трубки к запорному крану, которая соединена с 

газовым мешком. Полностью выпустите газ из мешке. Присоедините другой конец трубки 
к выходной трубке камеры 3.  

9.  Через  резиновую  перегородку  медленно  впрысните  шприцом  10  мл  серной 

кислоты  в  камеру  1.  Осторожно  встряхните  газоанализатор,  чтобы  кислота  смещалась  с 
пробой в камере 1. 

10. Откройте запорный кран на газовом мешке. Медленно впустите Н

2

О в мешок до 

полного  заполнения.  После  заполнения  мешка  перекройте  поступление  Н

2

О  и  закройте 

запорный кран. Немедленно переходите к пункту 11. 

11.  Отсоедините  трубку  выходного  отверстия  камеры  3  и  присоедините  её  к 

восходящему концу трубки Дрегера для СО

3

 после отсоединения концов  трубки Дрегера. 

(Стрелками обозначено направление потока газа). Подсоедините ручной насос Дрегера к 
другому концу трубки Дрегера. 

12.  Откройте  запорный  кран  на  мешке.  Нажатием  ручки  полностью  надавите  на 

поршень,  затем  отнимите  руку,  чтобы  газ  вышел  из  мешка  и  прошел  через  трубку 
Дрёгера. Сделайте десять ходов поршня, после чего газовый мешок станет пустым. 

13. Появление фиолетового цвета на трубке Дрегера свидетельствует о присутствии 

СО

2

  в  газовом  мешке.  Измерьте  длину  фиолетового  пятна  по  делениям  на  трубке 

Дрегера.