Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 63

 

409 

8.  Зарегистрировать  t°,    давление  и  время.  Если  необходима  сжимаемость  корки, 

повторить испытание под давлением 14,1 кгс/см

2

 на фильтрующей камере 7,0 кгс/см

2

 на 

приемнике. 

 

Методика для  диапазона 149-204°С 

1. Соединить нагревательный кожух с выбранным напряжением перед проведением 

испытания.  Установить  термометр  в  карман.  Нагреть  кожух  на  25°F  выше  выбранной 
температуры. Отрегулировать термостат. 

2. Перемешать пробы раствора в течение 10 минут. 
3.  Подготовить  соответствующую  фильтрующую  среду  в  камере  и  заполнить  её 

пробой на 37 мм от верха для расширения. 

4.  Поместить  камеру  в  нагревательный  кожух  при  закрытых  клапанах.  Перенести 

термометр в карман камеры. 

5. Установить источник давления на верхнем клапане и закрепить. Закрепить нижний 

приемник  давления  на  нижнем  клапане.  Для  149-204

°С

  давление  на  обоих  источниках 

давления будет 31,6 кгс/см

2

 при закрытых клапанах. Открыть верхний клапан и сообщить 

давление 3 1,6 кгс/см

2

 при нагревании. 

6.  По  достижении  выбранной  температуры  или  по  прошествии  40  минут  увеличить 

давление  на  верхнем  источнике  до  66,8  кгс/см

2

  и  открыть  нижний  клапан  для  начала 

фильтрации.  Собрать  фильтрат  в  течение  30  минут.  Во  время  испытания  поддерживать 
противодавление  31,6  кгс/см

2

.  Выдержать  время  для  полного  вымыва  фильтрата  из 

приемника и отметить общий объём. Время нагрева пробы не должно превышать 1 часа. 

Внимание!

 

Испытания 

при 

высоких 

температуре 

и 

давлении 

требуют 

дополнительных  мер  предосторожности.  Системы  создания  давления  и  камеры  приема 
фильтрата должны быть оборудованы предохранительными разгрузочными клапанами. На 
кожухах  должны  быть  плавкие  предохранители  нагрева  и  отсекатель  термостата. 
Давление испарения жидкой фазы становится критическим по мере увеличения t°. 

7.  Отметить  температуру,  давление  и  время    для  определения  сжимаемости  корки 

процедура  повторяется  при  14,1  кгс/см

2

    на  фильтрующей  камере  и  7,0  кгс/см

2

  на 

приемнике. 

Внимание!   

Давление в фильтрующей камере будет 35 кгс/см

2

. Камера должна быть 

в вертикальном положении и охлаждена до комнатной t° перед демонтажем. 

 

Электростабильность. 

1.  Счётчик  электростабильности    используется    для  замера  относительной 

стабильности  эмульсии  вода-в-нефти.  Замер  проводится  парой  точно  и  равномерно 
расположенных электродных пластин, погруженных в пробу. Источник постоянного тока 
создает  переменный  ток  в  электродах  при  постоянной  скорости  прохождения. 
Напряжение, при котором эмульсия становится проводящей, определяется потоком между 
двумя электродами, замыкая контур и воспламеняя индикаторную лампу. 

2. Термометр. 
Методика. 

1.  Поместить  пробу,  прошедшую  через  фильтр  размером  20  меш,  в  контейнер, 

тщательно перемешав её. 

2.  Нагреть  или  охладить  до  50°±2°С.  Отметить  t°  при  которой  отмечается 

электростабильность. 

3.  Погрузить  электрод  в  раствор, перемешать электродом  раствор  ещё в  течение  20 

секунд. Показания снимать при  неподвижном электроде, не касающимся боков или низа 
контейнера. 

4.  Нажать    и  задержать  кнопку  на  источнике  энергии  во  время  всего  испытания. 

Электрод не двигать во время замера. 

 

410 

5.  Начиная  с  нулевого  показания,  увеличить  напряжение  поворотом  циферблата  по 

часовой  стрелке  на  100-200  вольт/секунду.  Продолжать  увеличивать  напряжение  до 
загорания лампы индикатора. 

6. Снять показание в этот момент. 

Расчёт. 

Электростабильность = (показания циферблата, вольт) х 2. 
 

Жидкость и твёрдые  вещества 

Оборудование. 

1.  Для  определения  количества  жидкости  и  твёрдой  фазы  в  буровом  растворе 

используется  реторта.  Раствор  помешается  в  стальной  контейнер  и  нагревается  до 
выпаривания  жидкой  фазы.  Поры  проходят  через  конденсатор  и  собираются  в 
градуированный  цилиндр,  объём  жидкости  замеряется.  Взвешенные  и  растворенные 
твердые вещества определяются разностью. 

2.  Центрифуга  электрическая  или  с  ручной  рукояткой  способна  удерживать  2 

приемника для жидкости, скорость вращения 1800 об/мин. 

Примечание

: Центрифугирование жидкости, удерживаемой в приемнике, не входит в 

методику АНИ. Это оборудование по выбору. 

Методика. 

1.  Проверить,  чтобы  реторта,  конденсатор  и  приёмник  были  чистые,  сухие  и 

охлажденные после последнего пользования. 

2.  Собрать  пробу  раствора  и  охладить  до  26°С  или  до  окружающей  t°. 

Профильтровать пробу через фильтр 20 мин для удаления материала потери циркуляции и 
крупных частиц. 

3. Если раствор содержит воздух или газ, помешать в течение 2-3 секунд. 
4.  Смазать  резьбовые  соединения  части  пробоотборника  и  конденсатора  тонким 

слоем ‚ для предотвращения  потерь паров. 

5.  Слегка  уплотнить  кольцом  из  стальной  «шерсти»  размер  реторты  над  чашкой  с 

пробой. 

6. Заполнить чашку реторты раствором на нефтяной основе, свободным от газа. 
7.  Чашку  с  пробой  закрыть  крышкой,  чтобы  переток  раствора  проходил  через 

отверстие в крышке. 

8. Перелив из чашки и крышки снять. 
9. Под выкидом  конденсатора поместить чистый сухой приемник. 
10. Нагревать реторту 10 минут до прекращения выхода конденсата. 
11.  Снять  приёмник  жидкости  из  реторты.  Отметить  общий  объём  полученной 

жидкости.  Если  есть  твёрдые  вещества  в  жидкости,  вся  проба  кипятится  и  процесс 
повторяется. 

12.  Поместить  контейнер  с  жидкостью  и  контргруз  в  держатели  противоположной 

трубки на головкё роторе центрифуги. Вращать трубку не менее 2 минут при 1800 об/мин. 

Примечание

: этот пункт по выбору, его нет в методике АНИ. 

13.  Отметить  объёмы  нефти  и  воды  в  приемнике  жидкости  после  охлаждения  до 

24°С или окружающей t°. 

14.  По  объёмам  нефти  и  воды  отработанной  и  объёму  начальной  пробы  раствора 

рассчитать % по объёму воды и нефти. 

15.  Все  твёрдые  вещества  взвешенные  и  в  растворе  останутся  в  реторте.  Для 

растворов с большим содержанием солей расчет взвесей будет неточным, если не учесть 
поправку на эти соли. 

Анализ твёрдой фазы. 

Условные обозначения. 
MWT - вес флюида фунтов/галл 
o/w – нефте-водяной фактор 
w/о – водо-нефтяной фактор 

 

411 

Wt

SW

- плотность раствора соленой воды, фунт/гал 

Ag – мл AgNO

3

 (0,282N /2) 

% H

2

O  - % H

2

O   в реторте 

Fw -      -??-     100 
%Оil -  % нефти в реторте 
% Соr.Solids - откорректированный % твёрдых частиц 
%  LGS  -  %  твёрдых  частиц  с  низким  уд.  весом  (выбуренные  частицы  + 

VERSAGEL



) 

% HGS - % твёрдых частиц с высоким уд.весом (утяжелитель) 
% СаСI

2

 - % по объёму хлористого кальция 

SG - уд.вес утяжелителя 
SG oil — уд.вес нефти основания 
 

1) o/w =  





O

H

oil

oil

2

%

)

%

(

100

)

(%



 

2) w/о =100- o/w 

3) % по весу СаСI

2

= 









100

)

1000

(

65

.

15

)

65

.

15

(

)

(









Fw

Ag

Ag

 

4) СаСI

2

(ф./ галл) =Аg х  5,48 

5) Wt

SW

 (ф./гал) = 8.33 х [1  +(8.09 х 10

3



х (%СаСI

2

)) +  

+(4,095 х 10

5



 х (% СаСI

2

^ 2) + (1,422 х 10

7



х (% СаСI

2

) ^ 3)] 

6а) SgBr  = Wt

SW

 ф/гал х 0,12 

6б) % по объему  СаСI

2

 =  

5

.

3

/

)

5

.

3

(%

5

.

3

(%

2

2

2

































O

H

Sgbr

O

H

CaCl

 

7) % Соrr Solids = (100 - % H

2

O - % oil )- (% по объёму СаСI

2

) 

8) % LGS = {[(SG/0,12) x  (%Соrr Solids)] + (SG oil/0,12 x  % oil)+ 

+(Wtsw x (%H

2

O+% объему СаСI

2

))- (100 х MWT)}/ [(SG x 8,34)-21,67] 

9) %НGS = % Соrr Solids - % LGS 
10) LGS ф/гал = % LGS х 9,1 
11) HGS ф/галл  = % HGS х 3,5 
 

Щелочность 

Щелочность  растворов  на  нефтяной  основе  определяется  разбиванием  эмульсии  и 

титрованием  смеси  до  первого  изменения  цвета.  Количество  см?  серной  кислоты, 
используемой при титровании, записывается как щёлочность раствора или Роm. 

Оборудование и реагенты

 :   

устройство для титрования,  
пипетки на 5 мл,  
сосуд Маsоn или эквивалент на 16 унций,  
спиртовая смесь кислено-изопропила (50:50),  
фенолфталеиновый индикатор,  
раствор серной кислоты 0,1N. 

Методика. 

1.  Поместить    100  мл  ксилена  (смеси  IРА  )  в  стеклянный  сосуд.  Наполнить  5  мл 

шприц раствором до прохождения отметки 3 мл. 

 

412 

2.  Рассеять  2  мл  раствора  на  нефтяной  основе  в  растворитель  и  добавить  200  мл 

дистиллированной воды. 

3. Добавить 15 капель фенолфталеина. 
4. Быстро размешать магнитной  мешалкой. 
5. Титровать во время смешивания с 0,1N Н

2

SO

4

 до исчезновения розового цвета из 

растворителя в водяной фазы. Перемешивать ещё 5 минут до концевой точки. Титровать 
ещё дважды в интервале 5 минут пока не исчезнет розовый цвет. 

6. Роm = см?  0,1N Н

2

SO

4

/2  

7. Избыточное время (ф./гал) =Роm x 1,3. 
 

Солёность 

Хлориды в цельном растворе. 
Реагенты. 

Индикатор хромат калия. 
Раствор АgNO

3

 0,282N 

Титрование  хлорида  -  это  продолжение  замера  щелочности.  В  пробу  только 

проверенную на щелочность добавить 10-15 капель индикатора хромата калия. 

Титровать с АgNO

3

 0,282N при перемешивании до первого изменения цвета. Это и 

есть концевая точка. Не титровать до  кирпично-красного цвета. 

АНИ  рекомендует  содержание  соли  выражать  как  общее  количество  хлоридов  в 

растворе. 

Общее количество Сl в растворе ч/мин = мл 0,282N  АgNO

3

 х 10,000/2. 

 

Системы с одним типом солей 

Если  соленая  фаза  бурового  раствора  на  нефтяной  основе  содержит  один  тип  соли 

СаСI

2

или  NaСI,   то  следующими уравнениями можно определить % по весу, фунт/бар 

уд.  вес  соленого  раствора,  мг/л  и  ч/млн.  фазы  этой  соли,  а  также  общее  количество 
хлоридов. 
        Для  систем,  содержащих  соли,  наиболее  обшей  и  ценной  величиной  для 
преобразования в другие эквиваленты концентрации является % по весу. 

1. Fw = % H

2

O /100 по дистилляции в реторте. 

2. Аg = мл  0,282N  АgNO

3

/2 

По  этим  данным  можно  рассчитать  другие  величины  концентрации  из  следующих 

уравнений. 

А) Хлористый кальций (при условии наличия только этой соли). 

% по весу СаСI

2

 =  





100

)

1000

(

)

65

.

15

(

65

,

15











Fw

Ag

Ag

 

СаСI

2

 ф./бар = Аg x 5,4775 

Уд.вес  СаСI

2

  в  рассоле  =  1,000318525  +(8,0299459  х  10

3



    x    %  по  весу 

СаСI

2

)+(4,0944872 х 10

5



x [ % по весу СаСI

2

 ] 

2

) + 

+(1,4220309 х 10

7



 х [ % по весу СаСI

2

 ] 

3

 ) 

СаСI

2

 мг/л = 99,82,3 х % по весу СаСI

2

 х SG рассола СаСI

2

 

СаСI

2

ч/млн. =  % по весу СаСI

2

 х 10000 

Хлориды мг/л = по весу СаСI

2

 х SG рассола СаСI

2

 х 6877,2.  

Пример. 

% 

H

2

O  

 

10 

мл 0,282N  АgNO

3

/2 = Ag

 

2