Растворы буровые
жүктеу/скачать 1.27 Mb.
|
| Раздел 6.
12.2.2.9 Сушильный шкаф с вращением, с регулируемой температурой 65 °C ± 3 °C (150 °F ± 5 °F). 12.2.2.10 pH-метр, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 11. 12.2.2.11 Лабораторный стакан, малый, закрытый, например, стеклянный стакан объемом 0,5 л с винтовой крышкой. 12.2.2.12 Сушильный шкаф, с регулируемой температурой 105 °C ± 3 °C (220 °F ± 5 °F). 12.2.2.13 Ячейки для выдерживания, в соответствии с Разделом 21. 12.2.2.14 Фильтровальная ячейка, с высокой температурой/высоким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. 12.2.2.15 Шприцы, разовые, объемом 3 мл. 12.3 Общие инструкции для приготовления основных буровых растворов 12.3.1 Приготовить достаточное количество основного бурового раствора для серии испытаний. Следует приготовить одну большую партию или смешивать малые партии для однородности перед выдерживанием. 12.3.2 Состав, порядок дополнения, время перемешивания, усилие сдвига, и время выдерживания, должны быть постоянными для каждой партии. 12.3.3 Перемешать все основные буровые растворы перед испытанием для гарантирования однородности. 12.3.4 Испытывать пробу необработанного основного бурового раствора каждый раз перед началом новой серии испытаний. Подвергать пробу необработанного основного бурового раствора аналогичному времени перемешивания, выдерживания при нагреве и испытании, что и обработанные буровые растворы. 12.4 Насыщенные солевые буровые растворы 12.4.1 Приготовить насыщенную соленую воду, добавив 400 г хлорида натрия и разбавив водой до 1 л (для превышения растворимости хлорида натрия в воде при комнатной температуре). 12.4.2 Перемешать в течение 30 минут, выдержать 12 ч при комнатной температуре и перелить в большую оплетённую бутыль (объемом 4 л). 12.4.3 Приготовить суспензию аттапульгитовой глины и искусственных выбуренных твердых частиц, добавив 8 г аттапульгита и 30 г искусственных выбуренных твердых частиц в емкости с 338 мл (401 г) насыщенной соленой воды. Добавлять глину и твердые частицы в воду во время перемешивания в мешалке с высоким усилием сдвига. 12.4.4 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения глины и твердых частиц, прилипших к стенкам емкости. 12.4.5 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 25 мин (общее время перемешивания 30 мин). 12.4.6 Выдержать суспензию в течении 24 ч в запечатанной бутыли при комнатной температуре. 12.4.7 Перемешать раствор в мешалке в течение 5 мин. 12.4.8 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 90 мл до 105 мл. 12.4.9 Для целей испытания массовым эквивалентом является 439 г на 350 мл. 12.5 Насыщенные солевые буровые растворы с высокой жесткостью 12.5.1 Приготовить солевой раствор с высокой жесткостью, добавив 125 г хлорида кальция и 22 г хлорида магния и разбавив до 1 л насыщенным солевым раствором, приготовленным по 12.4.1. 12.5.2 Перемешать в течение 30 минут, выдержать 12 ч при комнатной температуре и перелить в большую оплетённую бутыль. 12.5.3 Приготовить суспензию аттапульгитовой глины и искусственных выбуренных твердых частиц, добавив 8 г аттапульгита и 30 г искусственных выбуренных твердых частиц в емкости с 338 мл (429 г) насыщенного солевого бурового раствора с высокой жесткостью. Добавлять глину и твердые частицы в воду во время перемешивания в мешалке с высоким усилием сдвига. 12.5.4 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения глины и твердых частиц, прилипших к стенкам емкости. 12.5.5 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 25 мин (общее время перемешивания 30 мин). 12.5.6 Выдержать суспензию в течение 24 ч в запечатанной бутыли при комнатной температуре. 12.5.7 Перемешать раствор в мешалке в течение 5 мин. 12.5.8 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 90 мл до 105 мл. 12.5.9 Для целей испытания массовым эквивалентом является 467 г на 350 мл. 12.6 Буровые растворы с 10 % содержанием хлорида калия (KCl) 12.6.1 Приготовить 10 % раствор хлорида калия (KCl), добавив 111 г KCl в емкость и разбавив водой до 1 л. 12.6.2 Медленно всыпать 1,0 г ксантановой смолы в 360 г (340 мл) 10 % растворa KCl, во время перемешивания в мешалке с высоким усилием сдвига. 12.6.3 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения полимера, прилипшего к стенкам емкости. 12.6.4 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 15 мин). 12.6.5 Добавить 30 г искусственных выбуренных твердых частиц, продолжая перемешивание в мешалке с высоким усилием сдвига. 12.6.6 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения твердых частиц, прилипших к стенкам емкости. 12.6.7 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 30 мин). 12.6.8 Измерить реологические свойства с помощью реометра, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 6. Свойства должны быть следующие: - пластическая вязкость от 0,003 Па·с до 0,007 Па·с (от 3 сП до 7 сП); - предел текучести от 2,9 Па до 4,8 Па (от 6 фунт/100 фут2 до 10 фунт/100 фут2); - студенистый осадок после 10 с от 0,96 Пa до 1,92 Па (от 2 фунт/100 фут2 до 4 фунт/100 фут2); - студенистый осадок после 10 мин от 1,44 Пa до 2,39 Пa (от 3 фунт/100 фут2 до 5 фунт/100 фут2). 12.6.9 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 30 мл до 50 мл. 12.6.10 Для целей испытания массовым эквивалентом является 391 г на 350 мл. 12.7 Растворы предварительно гидратированного бентонита 12.7.1 Для процедур, требующих предварительно гидратированного бентонита в буровых растворах, приготовить и выдержать бентонит заранее. 12.7.2 Приготовить суспензию бентонита, добавив 26 г бентонита в емкость с 350 мл воды (с массовой долей твердых частиц 6,67 %), для каждой испытываемой пробы. Добавлять глину в воду во время перемешивания в мешалке с высокой скоростью вращения. 12.7.3 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения бентонита, прилипшего к стенкам емкости. 12.7.4 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 15 мин). 12.7.5 Выдержать суспензию в течение 24 ч в запечатанной бутыли при комнатной температуре. 12.7.6 Перемешать суспензию в мешалке в течение 5 мин перед использованием. 12.8 Видоизмененные буровые растворы на основе морской воды 12.8.1 Приготовить искусственную морскую воду, добавив 24,53 г хлорида натрия и 4,09 г безводного сульфата натрия в колбу объемом 1 л. Развести дистиллированной или деионизированной водой до 800 мл. Перелить 20,0 мл основного раствора № 1 и 10,0 мл основного раствора № 2 в колбу и развести водой до 1 л. Отрегулировать pH до 8,2 с помощью раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,1 моль/л. 12.8.2 Приготовить суспензию бентонитовой глины, добавив в емкость 150 г (144 мл) раствора предварительно гидратированного бентонита, приготовленного по 12.7. Добавить 193 мл искусственной морской воды, приготовленной по 12.8.1, во время перемешивания в мешалке. 12.8.3 Продолжать перемешивание, добавив 2,5 мл NaOH с концентрацией 10 моль/л и насыпав 30 г искусственных выбуренных твердых частиц. 12.8.4 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения глины, прилипшей к стенкам емкости. 12.8.5 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 15 мин). 12.8.6 Выдержать суспензию в течении 24 ч в запечатанной бутыли при комнатной температуре. 12.8.7 Перемешать суспензию в мешалке в течение 5 мин. 12.8.8 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 60 мл до 70 мл. 12.8.9 Для целей испытания массовым эквивалентом является 382 г на 350 мл. 12.9 Буровые растворы с низким содержанием соли 12.9.1 Приготовить раствор с низким содержанием соли, взвесив 42 г хлорида натрия в колбу и разбавив водой до 1 л. В результате получается 4 % раствор хлорида натрия. 12.9.2 Приготовить суспензию бентонитовой глины, добавив в емкость 150 г (144 мл) раствора предварительно гидратированного бентонита, приготовленного по 12.7. Добавить 193 мл воды с низким содержанием соли в суспензию бентонита во время перемешивания в мешалке с высоким усилием сдвига. 12.9.3 Продолжать перемешивание, добавив 2,5 мл NaOH с концентрацией 10 моль/л и насыпав 30 г искусственных выбуренных твердых частиц. 12.9.4 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения глины, прилипшей к стенкам емкости. 12.9.5 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 15 мин). 12.9.6 Выдержать суспензию в течении 24 ч в запечатанной бутыли при комнатной температуре. 12.9.7 Перемешать суспензию в мешалке в течение 5 мин. 12.9.8 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 35 мл до 45 мл.
12.10.2 Перемешать раствор в течение 30 мин. 12.10.3 Продолжить перемешивание и насыпать 3 г извести и 30 г искусственных выбуренных твердых частиц. 12.10.4 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения глины, прилипшей к стенкам емкости. 12.10.5 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 45 мин). 12.10.6 Выдержать при вращении суспензию в течение 16 ч в запечатанной емкости в сушильном шкафу при температуре 65 °C (150 °F). 12.10.7 Охладить и перемешать суспензию в мешалке в течение 5 мин. 12.10.8 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 12 мл до 20 мл. 12.10.9 Измерить щелочность по фенолфталеину бурового раствора, Pdf, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 12. Pdf бурового раствора должен составить от
12.10.10 Для целей испытания массовым эквивалентом является 373 г на 350 мл. 12.11 Недиспергированные буровые растворы с низким содержанием твёрдой фазы 12.11.1 Приготовить суспензию бентонитовой глины, добавив в емкость 150 г (144 мл) раствора предварительно гидратированного бентонита, приготовленного по 12.7. Добавить 200 мл воды и 15 г искусственных выбуренных твердых частиц во время перемешивания в мешалке с высоким усилием сдвига. 12.11.2 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения глины и твердых частиц, прилипших к стенкам емкости. 12.11.3 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 15 мин). 12.11.4 Выдержать суспензию в течение 24 ч в запечатанной бутыли при комнатной температуре. 12.11.5 Перемешать суспензию в мешалке в течение 5 мин. 12.11.6 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 20 мл до 30 мл. 12.11.7 Для целей испытания массовым эквивалентом является 365 г на 350 мл. 12.12 Пресноводные буровые растворы с лигносульфонатом 12.12.1 Приготовить суспензию бентонитовой глины, добавив в емкость 225 г (216 мл) раствора предварительно гидратированного бентонита, приготовленного по 12.7. Добавить 127 мл воды, 15 г искусственных выбуренных твердых частиц, 1 г лигносульфоната хрома и 1,2 мл NaOH с концентрацией 10 моль/л во время перемешивания в мешалке с высокой скоростью вращения. 12.12.2 После 5 мин извлечь емкость из мешалки и очистить стенки для смещения глины и твердых частиц, прилипших к стенкам емкости. 12.12.3 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание дополнительно в течение 10 мин (общее время перемешивания 15 мин). 12.12.4 Выдержать суспензию в течение 24 ч в запечатанной бутыли при комнатной температуре. 12.12.5 Перемешать суспензию в мешалке в течение 5 мин. 12.12.6 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Объем фильтрата должен составлять от 9 мл до 15 мл. 12.12.7 Измерить pH суспензии с помощью pH-метра или лакмусовой бумаги, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 11. pH должен быть от 9,5 до 10,5; отрегулировать с помощью NaOH. 12.12.8 Для целей испытания массовым эквивалентом является 369 г на 350 мл. 12.13 Испытания первоначальных характеристик 12.13.1 Выбрать концентрации реактивов для контроля фильтрации для покрытия широкого диапазона (например, 0,1 г/350 мл, 0,5 г/350 мл, 1,0 г/350 мл, 3,0 г/350 мл и 5,0 г/350 мл). Включить необработанную пробу основного бурового раствора. Если проводится сравнение с известным полевым материалом, испытания характеристик следует выполнять в эквивалентном диапазоне концентраций известных полевых материалов. 12.13.2 Взвесить в каждую из нескольких емкостей для перемешивания массовый эквивалент 350 мл выбранного основного бурового раствора. Поместить емкости в мешалку с высокой скоростью вращения. 12.13.3 Взвесить нужное количество реактивов для контроля фильтрации и равномерно добавить в течение 30 с во время перемешивания в мешалке. 12.13.4 Перемешивать в течение 30 мин, извлекая емкости из мешалки дважды для очистки стенок от прилипшей глины и твердых частиц. Если при перемешивании происходит вспенивание, которое остается после извлечения пробы из мешалки, следует попытаться удалить захваченный воздух, медленно перемешивая шпателем. При необходимости добавить противопенную добавку; добавление противопенной добавки может повлиять на результаты фильтрации. Записать количество добавленной противопенной добавки. 12.13.5 Измерить pH суспензии с помощью процедуры, указанной в ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Если pH суспензии ниже pH необработанного испытательного бурового раствора более чем на 0,5 единиц, отрегулировать pH суспензии с помощью NaOH с концентрацией 10 моль/л. Если pH суспензии выше pH необработанного испытательного бурового раствора, записать pH, не регулируя его. 12.13.6 Измерить объем фильтрата с помощью фильтровальной ячейки с низкой температурой/низким давлением, в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Записать объема фильтрата, толщину и консистенцию корки. Объем фильтрата следует определять непосредственно после приготовления. 12.14 Характеристики после выдерживания при температуре 12.14.1 Динамически выдержать пробы, приготовленные и испытанные по 12.13, вращая запечатанные лабораторные стаканы в течение не менее 16 ч в сушильном шкафу при температуре 65 °C (150 °F). 12.14.2 Охладить до комнатной температуры. 12.14.3 Измерить pH суспензии и отрегулировать pH с помощью NaOH с концентрацией 10 моль/л до начального pH согласно 12.13.5. 12.14.4 Перемешать в мешалке с высоким усилием сдвига в течение 10 мин. 12.14.5 Определить объем фильтрата при низкой температуре/низком давлении. Записать объема фильтрата, толщину и консистенцию корки. 12.14.6 Если необходимо определить стабильность бурового раствора при высокой температуре, выдержать суспензию статически или динамически при более высокой температуре в подходящей испытательной емкости. См. Разделы 21 и 22 для руководства. 12.14.7 Охладить до комнатной температуры. Перемешать в мешалке с высоким усилием сдвига в течение 5 мин. 12.14.8 Определить объем фильтрата при высокой температуре/высоком давлении в соответствии с ISO 10414-1:2008, Раздел 7. Записать объем фильтрата, толщину и консистенцию корки. 13 Испытание метиленовой синью для выбуренных твердых частиц и товарного бентонита 13.1 Поглощение метиленовой сини выбуренных твердых частиц 13.1.1 Принцип 13.1.1.1 Поглощение метиленовой сини выбуренных твердых частиц может быть определено с помощью процедуры, аналогичной для буровых растворов. Поглощение метиленовой сини является оценкой катионообменной емкости выбуренных твердых частиц. Реальная катионообменная емкость выбуренных твердых частиц будет немного выше поглощения метиленовой сини. 13.1.1.2 Раствор метиленовой сини используется для титрования пробы выбуренных твердых частиц, высушенных, размельченных до порошкообразного состояния и обработанных сильным диспергатором и окислителем. Диспергированная проба выбуренных твердых частиц титруется раствором метиленовой сини до тех пор, пока не появится слабое синее кольцо или «ореол» вокруг капли окрашенных выбуренных твердых частиц на фильтровальной бумаге. 13.1.2 Реактивы и оборудование 13.1.2.1 Раствор метиленовой сини, 3,20 г метиленовой сини, чистой для анализа (C16H18N3SCl), разбавленной до 1 л (1 мл = 0,01 миллиэквивалент) (CAS № 61-73-4). Если раствор готовится в лаборатории, то влажность метиленовой сини, чистой для анализа, должна определяться каждый раз при приготовлении раствора. Высушить 1,000 г метиленовой сини до постоянной массы при температуре 93 °C ± 3 °C (200 °F ± 5 °F). Произвести соответствующую поправку массы порошка метиленовой сини, mо, взятой для приготовления раствора следующим образом:  , (13)
где md - масса высушенной пробы порошка метиленовой сини, г. 13.1.2.2 Тетрапирофосфат натрия, 2 % раствор [20 г пирофосфата тетранатрия, разбавленного до 1 л (CAS № 7722-88-5)]. 13.1.2.3 Перекись водорода, 3 % раствор (CAS № 7722-84-1). 13.1.2.4 Серная кислота, разведенная, с = 2,5 моль/л (5 М). 13.1.2.5 Коническая колба Эрлонмейера, объемом 250 мл. 13.1.2.6 Бюретка, 10 мл; микропипетка 0,5 мл; или градуированная пипетка 1 мл. 13.1.2.7 Мерный цилиндр, 50 мл (TD). 13.1.2.8 Палочка для перемешивания. 13.1.2.9 Электрическая плитка. 13.1.2.10 Магнитная мешалка, с покрытой магнитной вертушкой. 13.1.2.11 Фильтровальная бумага, Ватман номер 1. 13.1.2.12 Сушильный шкаф, с регулируемой температурой 105 °C ± 3 °C (220 °F ± 5 °F). 13.1.2.13 Ступка и пестик. 13.1.2.14 Сито, 75 мкм (200 меш). 13.1.2.15 Весы, с точностью ± 0,05 г. 13.1.3 Процедура 13.1.3.1 Очистить пробу выбуренных твердых частиц от следов бурового раствора и высушить при температуре 105 °C ± 3 °C (220 °F ± 5 °F) в течение 2 ч. 13.1.3.2 Размолоть выбуренные твердые частицы до получения мелкого порошка с помощью ступки и пестика. Просеять через сито 75 мкм (200 меш). 13.1.3.3 Взвесить 1,0 г выбуренных твердых частиц с размером менее 75 мкм, и добавить в коническую колбу Эрлонмейера, содержащую 25 мл 2 % раствора тетрапирофосфата натрия. 13.1.3.4 Хорошо перемешать и кипятить в течение 10 мин. Не кипятить до высушивания. 13.1.3.5 Добавить 15 мл перекиси водорода и 1 мл серной кислоты. Кипятить в течение 10 мин. Охладить до комнатной температуры и развести водой до объема более 50 мл. 13.1.3.6 Добавить раствор метиленовой сини в колбу частями по 0,5 мл во время перемешивания на магнитной мешалке. Если приблизительное количество раствора метиленовой сини, необходимое для получения конечной точки, известно из предыдущих испытаний, то перед началом титрования можно добавлять раствор метиленовой сини большими частями (от 1 мл до 2 мл). После каждого добавления раствора метиленовой сини вращать содержимое колбы в течение 30 с. Пока твердые частицы находятся во взвешенном состоянии, отобрать одну каплю суспензии с помощью палочки для перемешивания и капнуть на фильтровальную бумагу. Исходная конечная точка титрования достигается, когда возникает окрашивание в виде слабого синего кольца или ореола, как показано на Рисунке 2, обозначение 4 для добавления 6 мл. 13.1.3.7 Когда обнаружена исходная конечная точка, взболтать колбу в течение 2 мин и капнуть еще одну каплю на испытательную бумагу. Если снова наблюдается синее кольцо, то достигнута окончательная конечная точка, как показано на Рисунке 2, обозначение 8. Если слабое синее кольцо или ореол не появляются, продолжать процедуру по 13.1.3.6 до тех пор, пока вторая капля, взятая после 2 мин, не покажет слабый синий оттенок или ореол, как показано в обозначениях 8 и 9. Таким образом, находится 2 мин конечная точка. Свободное окрашивание, обнаруженное непосредственно после добавления раствора метиленовой сини и поглощаемое через 2 мин, указывает на то, что конечная точка не достигнута. См. обозначения 4 и 9. 13.1.3.8 Продолжить перемешивание в течение дополнительных 10 мин и капнуть еще одну каплю на испытательную бумагу. Если слабое синее кольцо или ореол снова появляются, то достигнута 10 мин конечная точка. Если слабое синее кольцо не появляется, продолжать процедуру по 13.1.3.6 до тех пор, пока вторая капля, взятая после перемешивания в течение 2 мин, не покажет слабый синий оттенок или ореол. 
1 - объем добавленного раствора метиленовой сини; 2 - влага; 3 - окрашенные твердые частицы бурового раствора (присутствует несвободное, непоглощаемое окрашивание); 4 – свободное окрашивание (слабое синее кольцо или ореол), видимое непосредственно после добавления 6 мл и поглощаемое после 2 мин, что указывает на то, что конечная точка не достигнута; 5 - окрашенные твердые частицы бурового раствора; 6 - свободное, непоглощаемое окрашивание; 7 - влага; 8 - конечная точка, свободное окрашивание не поглощается после перемешивания в течение дополнительных 2 мин; 9 - появление пятна после перемешивания в течение дополнительных 2 мин жүктеу/скачать 1.27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|