Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 17

 

 

Порядок действий:

 общее количество фосфатов (неорганические плюс органические). 

13. Поместите 5-10 мл фильтрата в колбу и добавьте деионизированной воды до отметки 

20 мл. 

14. Добавьте 1 мл серной кислоты. 
15. Добавьте содержимое одной подушечки с персульфатом калия. 
16. Прокипятите в течение 30 минут. 
17.  Пусть  объём  пробы  выкипит  до  не  менее  10  мл.  Если  необходимо,  добавьте 

деионизированной воды. Убедитесь, что проба действительно кипит. 

18. Повторите операции по пунктам 4-10. 

Примечание

. Если цвет фильтрата исчезает вследствие окисления персульфата калия, не 

используйте  цветной  фильтрат  для  заготовки  на  этапе  10.  В  этом  случае  используйте 
деионизированную воду. 

19.  Установите  компаратор  против  света  и  посмотрите  через  два  отверстия  в  передней 

части. Повторите процедуру, используя меньше фильтрата на этапе 13. 

20. Запишите показания для последующих расчётов. 
 

Расчёты

. 

мг/л неорганич. фосфата = 

13

_

_

_

_

2

12

_

_

этапе

на

фильтрата

мл

этапа

паказания



 

мг/л общего количества фосфатов =

13

_

_

_

_

2

20

_

_

этапе

на

фильтрата

мл

этапа

паказания



 

мг/л органического фосфата = мг/л общего фосфата-мг/л неорганического фосфата. 
 

Сульфит: SO



2
3

 (кислородный поглотитель) 

Цель

 

Кислородные  поглотители  в  виде  жидкого  бисульфита  аммония  или  сухого  сульфата 

натрия  добавляются  в  буровой  раствор  с  целью  максимального  уменьшения  растворенного 
кислорода.  С  целью  обеспечения  полного  удаления  растворенного  кислорода  необходимо 

поддерживать избыток ионов сульфита (SO



2
3

) в буровом растворе. 

Ниже  приводятся  две  методики,  одна  из  которых  используется  тогда,  когда  есть 

возможность,  другая-для  тёмных  фильтратов.  Используйте  вначале  метод  1,  т.к.  он  более 
точный.  Однако,  если  при  использовании  второго  способа  изменение  цвета  не  наблюдается, 
не  разбавляйте  фильтрат  деионизированной  водой,  т.  к.  три.  этом  вводится  растворенный 
кислород. 

 

Порядок действий.

 Светлые фильтраты. 

Оборудование. 

1. Деионизированная вода. 
2. Соляная кислота, бN HCI 
З. Стандартный раствор йода 0.008N (KI-KIO

3

) 

4. Стандартный раствор тиосульфата натрия, 0.008N. 
5. Раствор крахмального индикатора. - 
6. Пробирка. 
7. Мензурки,  две по 125 мл. 
8. Пипетки, одна 1 мл и одна 2 мл. 

Примечание

.  Если  присутствует  сероводород,  его  также  следует  протитровать  в  этом 

исследовании. Определите количество сероводорода каким-либо  другим способом и вычтите 

мг/л  Н  х2,4  из  полученных  мт/л 

SO



2
3

.

  Если  содержание  в  буровом  растворе  очевидно 

увеличивается без добавления сульфата, то можно говорить о присутствии в растворе Н

2

S. 

 

Стандартизация раствора тиосульфата натрия 

 

 

Тиосульфат натрия не очень стойкий. Поэтому каждые две недели его следует проверить 

раствором  К1—К10

3

  описанным  ниже  способом.  Это  важно  в  виду  того,  что  более  слабый 

раствор  тиосульфата  натрия  даст  более  низкое  содержание  сульфита,  поэтому  следует 
учитывать коэффициент ухудшения. 

1. Поместите в 125 мл мензурку пипеткой 2 мл раствора йода. 
2. Добавите 2 капли серной кислоты. 
3. Разбавьте 10 мл деионизированной воды. 
4. Проведите титрование тиосульфатом натрия до почти полного исчезновения жёлтого 

цвета. 

5. Добавьте 5 капель крахмального индикатора. 
6. Продолжайте титрование до исчезновения голубого цвета. 
7.  Запишите  общий  объём  раствора  тиосульфата,  необходимый  для  расчёта 

коэффициента ухудшения. 

8. Используйте этот коэффициент в уравнении для определении мг/л  SO

3

 в фильтратах 

тёмного цвета: 

коэффициент = 

натрия

а

тиосульфат

мл

раствора

КСО

К

мл

_

_

_

1

_

3



 

 

Способ 1.

 Светлые фильтраты. 

Проба  раствора  для  проведения  этого  исследования  должна  отбираться  перед 

поступлением  на  вибросито.  Ввиду  неустойчивости  сульфита,  исследование  фильтрата 
следует проводить непосредственно после его получения. 

1. Поместите пипеткой 5 мл фильтрата ограничено, можно использовать пробу объёмом 

1 мл. 

Осторожно!

 Не разбавляйте пробу для проведения этого исследования. 

2. Добавьте 5 капель крахмального индикатора и 2 капли соляной кислоты. 
3.  Проведите  титрование  раствором  йода  до  тех  пор,  пока  не  появится  устойчивый 

голубой цвет. 

Расчёты. 

мг/л SO

3

= 

фильтрата

мл

иода

раствора

мл

_

320

_

_



 

 

Способ II. 

Тёмные фильтраты. 

Используйте, если возможно, способ 1 для светлых фильтратов, т.к. он более простой и 

точный.  Однако,  если  изменение  цвет  нельзя  определить  визуально,  не  разбавляйте  пробу; 
выполняйте  способ  П  для  тёмных  фильтратов.  Если  фильтрат  не  слишком  тёмного  цвета, 
можно использовать пробу объёмом более 1 мл. 

1. Введите пипеткой 2 мл раствора йога в каждую из двух 125 мл колб. 
2. Добавьте 20 мл деионизированной воды в каждую колбу. 
3. В обе колбы пипеткой добавьте 1 мл фильтрата. Колба № 1 будет служить в качестве 

заготовки.  Используйте  белый  лист  бумаги  в  качестве  фона,  чтобы  лучше  видеть  изменение 
цвета. 

4.  В  колбу  №  2  добавьте  4  капли  соляной  кислоты  и  5  капель  раствора  крахмального 

индикатора. Цвет раствора станет тёмно-синим, переходящим в чёрный. 

5. Проведите капельное титрование теосульфатом натрия до исчезновения тёмно-синего 

цвета и соответствия цвета раствору заготовки в колбе № 1. 

 

Расчёты

  

мг/л SO



2
3

= 





фильтрата

нного

использова

мл

г

натрия

а

теосульфат

мл

коэфф

йода

раствора

мл

_

_

320

)

_

_

.

(

_

_







 

 

Контрольные кольцевые пластинки для определения 

коррозионного воздействия бурового раствора на бурильные трубы 

 

 

Контрольные кольцевые пластинки, помещаемые на бурильных трубах, являются одним 

из  наиболее  распространенных  способов  контроля  скорости  коррозионного  воздействия 
бурового  раствора  на  металл  бурильных  труб.  Извлечение  и  осмотр  этих  пластин  по 
истечении  100-часового  периода  их  эксплуатации  может  быть  достаточно  информативным 
Этим  способом  можно  определить  коррозионность  бурового  раствора,  причину  коррозии  и 
тип коррозии. 

Исследование  окалины  может  определить  источник  коррозии.  Если  известен  источник 

коррозии,  можно  более  эффективно  выбрать  тип  химической  обработки,  предотвращающей 
коррозионное разрушение металла. 

Кольцевые  контрольные  пластины  должны  плотно  прилегать  к  замковому  соединению. 

Оно  обрабатывается  на  станке  для  более  плотного  прилегания  в  углублении  замкового 
соединения. Его внутренний диаметр должен соответствовать диаметру замкового соединения 
с  целью  уменьшения  турбулизации  бурового  раствора.  В  идеальном  варианте  это  кольцо 
должно  изготавливаться  из  марки  стали,  идентичной  той,  из  которой  изготовлено  замковое 
соединения во избежание гальванической коррозии. 

Обычно  это  невыполнимо  и  используется  сталь,  аналогичная  стали  замкового 

соединения,  как  правило,  марки  стали  AISI  4130.  Если  используется  какая-нибудь  другая 
марка  стали,  её  надо  указать  на  упаковке  или  в  товаро-сопроводительной  документации. 
Кольца изготавливаются и  обрабатываются на станке из холоднотянутых бесшовных труб и, 
как  правило,  не  подвергаются  закалке  и  отпуску.  Сталь  марки  AISI  аналогична  по  составу 
стали замкового соединения и к понижает любую гальваническую коррозию. 

Имеются  инкапсулированные  кольцевые  контрольные  пластины  для  бурильных  труб, 

которые в ограниченном количестве применяются на отдельных месторождениях и площадях. 
После  проведения  каждой  операции  необходимо  сравнивать  полученные  результаты  и 
экспериментально  устанавливать  необходимую  корреляцию.  Не  следует  ожидать,  что  все 
контрольные пластины покажут одинаковую степень коррозионного воздействия. 

Инкапсулированные  кольцевые  контрольные  пластины  имеют  металлические  кольца  с 

заранее установленным весом с термическими уплотнениями, аналогичными применяемыми в 
металлографии.  Размеры  пластмассового  держателя  аналогичны  размерам  стальных 
кольцевых пластин, с целью обеспечения адекватной подгонки. 

Необходимо  также  с  осторожностью  устанавливать  контрольное  кольцо,  чтобы  не 

повредить покрытия, в противном случае его осколки могут забить насадки долота. 

Чтобы  обработать  инкапсулированные  в  пластмассовую  оболочку  кольцевые 

контрольные  пластины,  пластмассовое  покрытие  разрушают  тисками  или  другим 
инструментом, который не оказывает разрушающего воздействия на металл. При образовании 
окалины  её  подвергают  исследованию.  После  этого  кольцевые  контрольные  пластины 
очищаются  обычным  способом.  Расчёты  коэффициента  «К»  различны‚  для  каждой 
инкапсулированной  кольцевой  пластины.  Расчёты  скорости  коррозионного  разрушения 
производятся аналогично расчётам со стальными пластинами. 

 

Контроль коррозионного разрушения с помощью 

кольцевых контрольных пластин 

а) Кольцевые контрольные пластины необходимо оставлять на колонне бурильных труб 

как  минимум  в  течение  40  часов.  Более  короткие  периоды  неприемлемы,  т.к.  скорость 
начальной  коррозии  чрезвычайно  высока,  а  может  привести  к  неправильным  выводам. 
Предпочтительно  выдерживать  контрольные  пластины  приблизительно  в  течение  100  часов. 
Как  правило,    контрольные  пластины  устанавливаются  парами.  Первая  устанавливается  на 
предохранительном  переводнике  на  рабочей  трубе,  вторая  -  на  переднем  соединении 
бурильной  колонны  над  УБТ.  Пластины  при  необходимости  оставляются  на  колонне  более 
чем на один рейс долота. Обычно очищается общее время нахождения пластины на колонне, а 
не только период вращения колонны. 

Необходимо,  чтобы  углубления  в  муфте  замкового  соединения  были  чистыми  с  целью 

обеспечения 

надлежащего 

свинчивания 

замковых 

соединений 

и 

предотвращения 

механического  повреждения  кольцевой  пластины.  Необходимо  установку  кольцевой 
пластины проводить в чистых сухих перчатках. 

 

 

б)  Необходимо  подробно  заполнить  специальную  форму  после  установки  контрольной 

пластины,  в  которую  заносятся  фамилия  оператора.  наименование  скважины,  её 
местонахождение,  а  также  адрес  и  телефон  человека,  с  которым  можно  контактировать  по 
поводу результатов использования контрольных пластин. Кроме того, необходимо указать тип 
применяемого  бурового  раствора,  место  установки  пластин  на  бурильной  колонне,  марку 
стали,  если  это  не  AISI    4130,  дату  установки  пластины,  дату  её  изъятия,  время  общего 
нахождения  в  скважине,  проведенные  химические  обработки,  данные  ежедневного  анализа 
бурового раствора. 

в)  По  окончании  исследования  снимите  кольцевые  пластины  и  оботрите  остатки 

бурового раствора. Затем визуально определите степень коррозионного разрушения пластины 
или  возможного  механического  повреждения.  Если  пластина  выглядит  «как  новая»,  то 
скорость 

коррозионного 

разрушения 

небольшая. 

Если 

обнаружено 

значительное 

коррозионное разрушение, необходимо точно и быстро  установить его причину с тем, чтобы 
можно было принять незамедлительные меры по устранению его причины. После очищения и 
высушивания  кольцевой  пластины  её  необходимо  завернуть  в  гигроскопическую  бумагу  и 
поместить  в  конверт.  В  соответствии  со  стандартом  АНИ  RP  13-В  рекомендуется  после 
снятия  помещать  кольцо  в  масло,  однако  специальная  исследовательская  группа  в 
Национальной  ассоциации  инженеров  -  коррозионистов    внесла  предложение  изменить  этот 
стандарт и не применять ни масла ни смазку, т.к. их наличие может затруднить установление 
характера  окалины  в  лаборатории  и,  кроме  того,  представляет  дополнительное  неудобство, 
для  лаборантов.  По  нашему  мнению  нанесение  защитного  покрытия  на  контрольные 
кольцевые  пластины  не  дает  никаких  реальных  преимуществ  при  условии,  если  их 
поверхность тщательно очищена и высушена. 

 

Лабораторные исследования 

а)  Перед  тем,  как  приступить  к  количественному  анализу  степени  коррозионного 

воздействия  на  пластину,  её  следует  промыть  подходящим  растворителем  с  целью  удаления 
остатков  нефти.  Убедитесь,  что  номер  пластины  соответствует  номеру  на  упаковке.  Если  не 
соответствует,  то  необходимо  устранить  это  несоответствие.  Если  номер  невозможно 
различить  визуально  или  с  помощью  увеличительного  стекла,  отметьте  это  в  документации. 
Не  указывайте  номер  пластины,  если  его  не  удалось  точно  установить.  Перед  очисткой  и 
взвешиванием  определите  характер  окалины,  если  таковая  имеется.  С  помощью  магнита 
можно  определить  наличие  окиси  и,  возможно,  кислородную  коррозию.  Покапельное 
добавление  раствора  сульфида  железа  может  вызвать  бурное  выпадение  газов,  что  будет 
свидетельствовать  о  наличии  карбонатов  из  растворённого  кислого  газа,  а  именно,  двуокиси 
углерода. 

При проведении этого же исследования также определяется наличие сульфидов. Жёлтый 

осадок  сульфида  мышьяка  напоминает  яичницу-болтунью  в  миниатюре.  Появление  жёлтого 
цвета  может  свидетельствовать  о  наличии  некоторого  количества  растворенной  стали,  из 
которой  изготовлено  контрольное  кольцо,  если  же  осадка  не  образовалось,  то  в  отчёте  не 
указывается наличие в растворе сульфидов. 

б)  Контрольную  кольцевую  пластину  необходимо  промывать  раствором  моющего 

средства  и  жёсткой  щёткой  из  щетины.  Может  возникнуть  необходимость  погрузить 
контрольную пластину в 15% раствор ингибированной серной кислоты один-два раза с целью 
облегчения  удаления  продуктов  коррозии.  После  каждого  погружения  в  кислоту  пластинку 
необходимо  промывать  щёткой,  смоченной  в  моющем  растворе.  После  очищения  кольца 
промойте  его  чистой  водой  и  затем  безводным  ацетоном  или  метиловым  спиртом  и  дайте 
кольцу высохнуть. (При обращении с кислотами проявляйте особую осторожность). 

в) После промывания кольца его следует вновь взвесить с точностью до миллиграмма и 

определить  потерю  веса.  Если  обнаружится  значительная  потеря  металла,  вызванная 
механическим  повреждением,  необходимо  в  конце  отчётной  формы  о  проведении 
исследования  сделать  маркировку  «MD»  и  привести  все  расчёты.  Исследовательская  группа 
при  Национальной  ассоциации  инженеров-коррозионистов  также  предполагает  обратиться  с 
таким  предложением  в  АНИ.  Практически  не  существует  какого-либо  количественного 
метода  определения  потери  веса  металла  вследствие  механического  повреждения.  Для