Растворы буровые
Измерения с помощью приборов с показанием в милливольтах
жүктеу/скачать 1.27 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 18.5.3 Поместить стандартный раствор с концентрацией 1 мг/л в магнитную мешалку и перемешивать при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды и записать установившиеся показания в милливольтах.
- Если вычисленная концентрация натрия в разбавленной пробе не попадает в диапазон от 1 мг/л до 100 мг/л, приготовить другую пробу, разбавив до концентрации в пределах данного диапазона.
- 19 Плотность твердых частиц Стереопикнометрический метод 19.1 Принцип
- Стереопикнометр, калиброванный и управляемый согласно инструкциям изготовителя. 19.3 Процедура - Стереопикнометрический метод
- 13500). 19.3.2 Включить инструмент и подождать в течение времени от 10 мин до 15 мин для нагрева и стабилизации датчика давления.
- 19.4 Расчет - Стереопикнометрический метод
- 20 Плотность твердых частиц — Метод воздушного пикнометра сравнения 20.1 Принцип
- Ле Шателье . 20.2 Оборудование 20.2.1 Сушильный шкаф, с регулируемой температурой 105 ° C ± 3 ° C (220 ° F ± 5 °
- 20.3 Процедура - Метод воздушного пикнометра сравнения
- 20.4 Расчет
- - масса пробы, г; V s - объем пробы, мл. 21 Выдерживание буровых растворов на водной основе 21.1 Принцип
- Настоятельно рекомендуется тщательно изучить настоящий раздел перед выдерживанием проб буровых растворов при повышенной температуре. Целями настоящего раздела является
- 10414-1, так и с методами, указанными в настоящем стандарте.
- 21.2 Общие методы приготовления, обращения и испытаний по всем диапазонам температуры
- C (40 ° F ).
- 21.3 Приготовление и выдерживание при окружающей температуре проб буровых растворов 21.3.1 Приготовление пробы
- Весы, с точностью ± 0,01 г. 21.3.3 Процедура для выдерживания при окружающих температурах
- 21.4 Выдерживание буровых растворов при умеренных температурах [до 65 ° C (150 ° F )] 21.4.1 Приготовление пробы
- ) включительно. 21.4.2.2 Крышки, для запечатывания емкостей. 21.4.2.3 Сушильный шкаф, с регулируемой температурой до 65 ° C (150 ° F
- ) ускорение равновесия уровня гидратации глин и/или полимеров в системе жидкости; b ) подвергание жидкости тепловым условиям, аналогичным полевым условиям.
- 21.4.3.4 Во время выдерживания при температурах до 65 ° C (150 ° F
- 21.4.4 Поддержание свойств жидкости при умеренных температурах
- 21.4.5 Хранение и испытани е проб, выдержанных при умеренной температуре
- ISO 13500 и IS
18.5 Измерения с помощью приборов с показанием в милливольтах 18.5.1 Перелить 100 мл каждого стандартного раствора натрия с концентрациями 100 мг/л, 10 мг/л, и 1 мг/л в отдельные мензурки объемом 150 мл. 18.5.2 Добавить 10 мл раствора ISA в каждый стандарт. 18.5.3 Поместить стандартный раствор с концентрацией 1 мг/л в магнитную мешалку и перемешивать при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды и записать установившиеся показания в милливольтах. 18.5.4 Повторить процедуру по 18.5.3 для стандартного раствора с концентрацией 10 мг/л, затем для стандартного раствора с концентрацией 100 мг/л. Тщательно промывать электроды перед погружением в стандартные растворы. 18.5.5 Отобразить показания в милливольтах на прямой оси и концентрацию натрия, в миллиграммах на литр, на логарифмической оси стандартной полулогарифмической бумаги с 3 или 4 циклами. 18.5.6 Перелить 100 мл пробы, разбавленной в пропорции 1:100 или 1:1000 в отдельную мензурку объемом 150 мл и добавить 10 мл раствора ISA. 18.5.7 Перемешать при умеренной скорости вращения, погрузить электроды и записать установившиеся показания. Определить концентрацию натрия в разбавленной пробе при помощи калибровочной кривой, построенной по 18.5.5. Данное значение, умноженное на коэффициент разбавления, дает концентрацию натрия в первичной пробе. 18.5.8 Если вычисленная концентрация натрия в разбавленной пробе не попадает в диапазон от 1 мг/л до 100 мг/л, приготовить другую пробу, разбавив до концентрации в пределах данного диапазона. 19 Плотность твердых частиц Стереопикнометрический метод 19.1 Принцип 19.1.1 Данный метод предоставляет определение истинного объема сухих порошков и гранулированных твердых частиц. При использовании точно взвешенной пробы твердых частиц, можно вычислить ее плотность (масса на единицу объема, обычно выраженная в граммах на миллилитр). 19.1.2 Метод применяет закон Архимеда о вытеснении жидкости для измерения объема. Вместо жидкости в данном случае выступает газ, предпочтительно гелий высокой степени чистоты. Метод используется для определения плотности утяжеляющих материалов, таких как барит, а также для определения плотности выбуренных твердых частиц и товарных глин. 19.2 Оборудование 19.2.1 Сушильный шкаф, с регулируемой температурой 105 °C ± 3 °C (220 °F ± 5 °F). 19.2.2 Влагопоглотитель. 19.2.3 Весы, с точностью ± 0,05 г. 19.2.4 Баллон с гелием. 19.2.5 Стереопикнометр, калиброванный и управляемый согласно инструкциям изготовителя. 19.3 Процедура - Стереопикнометрический метод 19.3.1 Стереопикнометрический метод может использоваться в качестве альтернативного метода для определения удельной массы барита и гематита. В случае разногласий, необходимо руководствоваться результатами испытаний по методу с колбой Ле Шателье (см. ISO 13500). 19.3.2 Включить инструмент и подождать в течение времени от 10 мин до 15 мин для нагрева и стабилизации датчика давления. 19.3.3 Извлечь ячейку для пробы, путем вращения пластмассовой крышки на держателе ячейки для пробы по часовой стрелке и вставляя подковообразный байонетный соединитель в пазы около вершины ячейки для подъема ячейки для пробы. 19.3.4 В тарированную ячейку для пробы добавить 150 г ± 0,05 г твердых частиц, высушенных в сушильном шкафу в течение 2 ч при температуре 105 °C ± 3 °C
19.3.5 Вставить ячейку для пробы в отсек. Снова поместить крышку держателя ячейки для пробы и вращать по часовой стрелке до установления контакта металл-металл с держателем ячейки. 19.3.6 Продуть систему и пробу гелием, закрыв вентиль с рычажным приводом «ПОТОК» и открыв вентиль с рычажным приводом «ПРОДУВКА ЯЧЕЙКИ». Повернуть распределитель в положение «VA IN». 19.3.7 Открыть полностью «КОНТРОЛЬ ПРОДУВКИ ЯЧЕЙКИ» в направлении против часовой стрелки. 19.3.8 Закрыть полностью игольчатый вентиль «КОНТРОЛЬ ПОТОКА» в направлении по часовой стрелке. Открыть вентиль с рычажным приводом «ПОТОК». Игольчатый вентиль «КОНТРОЛЬ ПОТОКА» следует отрегулировать для подачи с низкой скоростью пузырьков газа через воду в мензурке. Извлечь трубку из воды. 19.3.9 После 20 мин потока закрыть вентиль с рычажным приводом «ПОТОК» и игольчатый вентиль «КОНТРОЛЬ ПОТОКА». При открытых «ПРОДУВКА ЯЧЕЙКИ» и «КОНТРОЛЬ ПРОДУВКИ ЯЧЕЙКИ», обнулить цифровой дисплей. Подождать устойчивого нулевого показания. 19.3.10 Установить распределитель в положение «VA OUT» и медленно закрыть вентиль «ПРОДУВКА ЯЧЕЙКИ»; иначе показания на цифровом дисплее могут отклониться от ноля. 19.3.11 Открыть вентиль с рычажным приводом «ПОТОК» и повысить давление до уровня немного менее 134,4 кПa (19,5 фунт/кв. дюйм). Использовать игольчатый вентиль «КОНТРОЛЬ ПОТОКА» для управления скорости подачи давления. Остановить поток вентилем с рычажным приводом «ПОТОК». Не превышать давление 137,9 кПa (20,0 фунт/кв. дюйм). Если давление превышается, на цифровом дисплее высветится «20». Необходимо повторить измерение. 19.3.12 Записать установившиеся показания дисплея. 19.3.13 Установить распределитель в положение «VA IN». 19.3.14 Записать установившиеся показания дисплея. 19.3.15 Медленно стравить давление для предотвращения выдувания порошка из ячейки, открыв «ПРОДУВКА ЯЧЕЙКИ» при резком открытии «КОНТРОЛЬ ПРОДУВКИ ЯЧЕЙКИ».
19.4.2 Вычислить плотность твердых частиц, ρ, выраженную в граммах на миллилитр, по Формуле (26):  , (26)
где ms - масса пробы, г. 20 Плотность твердых частиц — Метод воздушного пикнометра сравнения 20.1 Принцип 20.1.1 Плотность утяжеляющих материалов для бурового раствора определяется по методу с колбой Ле-Шателье, при необходимости установить соответствие техническим требованиям ISO 13500. 20.1.2 Воздушный пикнометр сравнения может быть использован в качестве дополнительного метода для определения плотности. 20.1.3 Воздушный пикнометр сравнивает плотность относительно плотности воздуха, выраженную в г/мл. 20.1.4 В случае разногласий, необходимо руководствоваться результатами испытаний по методу с колбой Ле Шателье. 20.2 Оборудование 20.2.1 Сушильный шкаф, с регулируемой температурой 105 °C ± 3 °C (220 °F ± 5 °F). 20.2.2 Влагопоглотитель 20.2.3 Весы, с точностью ± 0,01 г. 20.2.4 Пикнометр, воздушного сравнения, калиброванный и управляемый в соответствии с инструкциями производителя. 20.3 Процедура - Метод воздушного пикнометра сравнения 20.3.1 Открыть соединяющий клапан и извлечь чашку для пробы. Вращать эталонное и измерительное колесики против часовой стрелки до упора. 20.3.2 Повернуть измерительное колесико по часовой стрелке до установки начального числа инструмента на счетчике. 20.3.3 В чашку для пробы добавить 80 г ± 0,05 г барита, высушенного в сушильном шкафу в течение 2 ч при температуре 105 °C ± 3 °C (220 °F ± 5 °F) и охлажденного до комнатной температуры во влагопоглотителе. Записать массу пробы, как ms, выраженную в граммах. 20.3.4 Вставить чашку в отсек. Зафиксировать чашку для пробы в надлежащем месте, надавив на ручку. 20.3.5 Подождать 15 с. Закрыть соединяющий клапан. 20.3.6 Повернуть оба колесика одновременно или поочередно до упора эталонного колесика. Держать указатель на шкале во время данной процедуры. 20.3.7 Подождать 10 с. Переключить указатель на «0» с помощью измерительного колесика. 20.3.8 Открыть соединяющий клапан. Записать показания счетчика для получения объема пробы, Vs. Ввести поправку при необходимости. 20.4 Расчет - Метод воздушного пикнометра сравнения Вычислить плотность, ρ, выраженную в граммах на миллилитр, по Формуле (27): , (27)
где ms - масса пробы, г; Vs - объем пробы, мл. 21 Выдерживание буровых растворов на водной основе 21.1 Принцип Выдерживание буровых растворов представляет собой процесс настаивания пробы бурового раствора, содержащей все необходимые компоненты и подвергнутой периодическому усилию сдвига для полного отображения реологических свойств и свойств фильтрации в течение дополнительного времени для гидратации, и т.д. ее компонентов. Период времени, необходимый для более точного отображения свойств, изменяется от нескольких часов (чаще 16 ч) до нескольких суток. Выдерживание может быть выполнено при окружающих или при повышенных температурах, в зависимости от исследуемой системы. Настоятельно рекомендуется тщательно изучить настоящий раздел перед выдерживанием проб буровых растворов при повышенной температуре. Целями настоящего раздела является: a) проинформировать лаборантов, незнакомых с составами буровых растворов, испытательным оборудованием и методами испытаний, о используемых лабораторных процедурах для перемешивания и выдерживания систем буровых растворов; b) напомнить лаборантам, знакомых с составами и испытаниями буровых растворов, основные руководящие принципы и технику безопасности. Пользователям настоящего раздела следует ознакомиться как с типами испытаний, методами испытаний и измеряемыми свойствами, указанными в ISO 10414-1, так и с методами, указанными в настоящем стандарте. Настоящий раздел не распространяется на методику выдерживания, подходящую для буровых растворов на нефтяной основе или солевых растворов, используемых в качестве жидкостей для глушения и ремонта скважин. 21.2 Общие методы приготовления, обращения и испытаний по всем диапазонам температуры 21.2.1 Буровые растворы на водной основе и компоненты Составы большинства буровых растворов содержат основную жидкость и материалы для буровых растворов, которые растворены или механически диспергированы в жидкости для образования гомогенной жидкости. Получающаяся жидкость может содержать один или более из следующего: диспергируемые в воде («растворимые») полимеры или смолы, глины или другие нерастворимые, но диспергируемые малые твердые частицы и растворимые соли. Жидкости перемешиваются в течение достаточного времени для получения гомогенной смеси и затем оставляются для «выдерживания». Выдерживание выполняется при условиях, изменяющихся от статических до динамических, при температурах от окружающей до повышенной. 21.2.2 Устройства для смешивания и/или перемешивания 21.2.2.1 Составы большинства буровых растворов обычно смешиваются с помощью различных перемешивающих устройств, которые могут иметь постоянную или переменную скорость. Двигатель вращает вал мешалки с круглыми «пропеллерами», острыми лопастями с волновой или прочей формой. Применяются мешалки с одним валом или с множеством валов. Мешалки с форсунками также используются для приготовления некоторых составов. 21.2.2.2 Данные мешалки значительно различаются в значении передаваемого усилия сдвига. Это означает, что для мешалки с низким усилием сдвига для получения полного растворения/гидратации компонентов жидкости может потребоваться большее время перемешивания. С помощью мешалок с высоким усилием сдвига можно получить полностью однородные и гидратированные смеси буровых растворов в течение нескольких минут. Выдерживание проб буровых растворов снижает различия в свойствах, которые могут быть результатом перемешивания. 21.2.3 Отличительные диапазоны буровых растворов или основных жидкостей, подчеркивающие значения pH 21.2.3.1 pH составов буровых растворов, содержащих бентонитовые глины, обычно не менее 8,5, если в основные жидкости не добавляются кислотные материалы. За исключением некоторых систем буровых растворов с повышенной вязкостью за счет добавления определенных растворимых в воде полимеров, pH таких составов повышается более 8,5 с помощью щелочных реактивов, таких как гидроксид натрия или калия (едкий натр или едкое кали) или гидроксид кальция (известь). ПРИМЕЧАНИЕ Настоятельно рекомендуется использовать средства защиты во время приготовления, обращения или испытания буровых растворов и химических веществ. 21.2.3.2 Щелочность жидкости понижается за счет реакции гидроксидной группы с алюмосиликатами (глинами) постепенно при окружающей температуре и быстро при повышенной температуре. Некоторые добавки для буровых растворов требуют поддержания уровня щелочности в пределах узкого повышенного диапазона для функционирования на оптимальных уровнях. Уровни pH поднимаются после выдерживания, если после данной процедуры обнаруживается понижение pH. 21.2.4 Хранение проб бурового раствора, методы испытаний и утилизации 21.2.4.1 Буровые растворы или основные жидкости (жидкие растворы бентонита) хранятся до тех пор, пока не израсходуются или пока свойства не будут приемлемыми. Некоторые лаборатории не хранят неиспользованные пробы буровых растворов при окружающих температурах более заданного произвольного времени, например 1 неделя или 1 месяц. Длительное хранение лучше всего выполняется в холодильном оборудовании с максимальным временем хранения до 1 года при температуре 4 °C (40 °F). 21.2.4.2 В пробы буровых растворов, содержащие некоторые органические материалы или продукты полимеризации, подвергающиеся брожению (то есть крахмалы, биополимеры и т.д.) следует добавлять консервант или пробы следует утилизировать после истечения времени, предшествующего ожидаемому началу биологического разложения. 21.2.4.3 Утилизировать неиспользованные пробы подходящим методом, безопасным для окружающей среды, на основе известных компонентов. Например, глины, большинство полимеров, полученных из целлюлозы и крахмалов, и лигнитов не представляют угрозы живым организмам и могут быть утилизированы в места вывоза мусора. 21.2.4.4 Утилизация буровых растворов, содержащих ядовитые материалы, должна отвечать требованиям утилизации химических отходов. Рекомендуемое испытательное оборудование и методы испытаний буровых растворов на водной основе приведены в настоящем стандарте и ISO 10414-1. 21.3 Приготовление и выдерживание при окружающей температуре проб буровых растворов 21.3.1 Приготовление пробы Буровые растворы могут смешиваться при окружающих температурах в различных открытых емкостях, изготовленных из металла, пластмассы или стекла. Несовместимость между нормальным буровым раствором на водной основе и материалами, из которых изготовлены данные емкости не существенна или мала при окружающих температурных условиях. 21.3.2 Оборудование 21.3.2.1 Стеклянные емкости из: a) трещиностойкого стекла, такие как банки для домашнего консервирования или эквивалентные банки или бутылки; b) термостойкого стекла или эквивалентного материала. 21.3.2.2 Крышки или пробки для стеклянных сосудов, обычно пластмассовые или металлические, покрываемые пластмассой, резиной, эмалью или другим «относительно инертным» материалом. Пластмассовые емкости и пробки могут изготавливаться из полиэтилена, полипропилена, или других соответственно инертных, механически прочных и надежных материалов. Большое разнообразие металлических емкостей может использоваться при окружающих температурах. Используемые металлические емкости изготавливаются в основном из различных классов нержавеющей или мягкой углеродистой стали. Могут использоваться более инертные металлические составы, но они считаются затратными для испытания при окружающей температуре. Металлические емкости/ячейки, изготовленные из алюминиевой бронзы, не рекомендуются для любых составов буровых растворов. Наблюдались химические реакции между бронзовыми ячейками для выдерживания и многочисленными буровыми растворами или материалами для буровых растворов. 21.3.2.3 Мешалка, в соответствии с 21.2.2. 21.3.2.4 Весы, с точностью ± 0,01 г. 21.3.3 Процедура для выдерживания при окружающих температурах 21.3.3.1 После первоначальных этапов перемешивания/смешивания для приготовления основы бурового раствора или цельной пробы большинство процедур выдерживания при окружающих температурах проводится статическим методом. 21.3.3.2 Приготовленные пробы оставляют на 16 ч или в течение нескольких суток для получения устойчивых или желаемых свойств. 21.3.3.3 Вращение или переворачивание приготовленных проб может использоваться для предотвращения осаждения твердых компонентов или сегрегации слоев жидкости. Вращение или переворачивание приготовленных проб редко выполняется при окружающих температурах. 21.3.3.4 Буровые растворы выдерживают при окружающих температурах в закрытых металлических, пластмассовых или стеклянных емкостях для предотвращения потери влаги. 21.3.3.5 Свойства жидкости могут изменяться до тех пор, пока компоненты полностью не гидратируются. Некоторые компоненты реагируют далее в водной суспензии вследствие вторичных реакций между различными компонентами или вследствие бактериального воздействия на чувствительные материалы. Могут добавляться биоциды для продления срока годности данных чувствительных составов. 21.3.3.6 Составы буровых растворов, хранящиеся в течение длительных периодов времени, обычно хранятся охлажденными до 4 °C (40 °F). Буровые растворы, хранящиеся при окружающих температурах, часто утилизируются после нескольких дней и редко хранятся более 1 месяца. Составы проверяются для гарантирования, что свойства остаются в пределах приемлемых диапазонов. 21.4 Выдерживание буровых растворов при умеренных температурах [до 65 °C (150 °F)] 21.4.1 Приготовление пробы Пробы буровых растворов, выдерживаемых при повышенных температурах, смешиваются при окружающих температурах в соответствии с 21.2.2 и 21.3.1. Дополнительные материалы могут быть добавлены в жидкие растворы, которые уже выдержаны при окружающих или повышенных температурах. 21.4.2 Оборудование 21.4.2.1 Емкости, стеклянные, пластмассовые или металлические. Большинство приемлемых емкостей, используемых для выдерживания при окружающих температурах (см. 21.3.1), являются приемлемыми для статического или динамического выдерживания при температурах до 65 °C (150 °F) включительно. 21.4.2.2 Крышки, для запечатывания емкостей. 21.4.2.3 Сушильный шкаф, с регулируемой температурой до 65 °C (150 °F), или другой подходящей температурой. 21.4.2.4 Мешалка, в соответствии с 21.2.2. 21.4.3 Процедура для выдерживания при умеренных температурах 21.4.3.1 Выдерживание при повышенной температуре обычно выполняется по одной из следующих причин: a) ускорение равновесия уровня гидратации глин и/или полимеров в системе жидкости; b) подвергание жидкости тепловым условиям, аналогичным полевым условиям. 21.4.3.2 Для подвергания повышенной температуре пробы буровых растворов помещаются в один из большинства коммерчески доступных или изготовленных на заказ сушильных шкафов. Данные сушильные шкафы варьируются от настольных, переносных моделей, способных вместить только несколько малых проб, до больших напольных приборов, имеющих очень большие емкости. Данные сушильные шкафы также варьируются от статических приборов до приборов, оборудованных роликами или системами шкивов для вращения или переворачивания зафиксированной ячейки. 21.4.3.3 Предварительные исследования указывают, что методы нагревания и охлаждения проб буровых растворов (то есть с предварительным нагревом сушильного шкафа по отношению к шкафам без предварительного нагрева, охлаждение проб в открытых или закрытых сушильных шкафах или в воде), однородность температуры внутри шкафа (вследствие степени соответствующей конвекции воздуха) и точное время нагрева влияют на измеренные значения. Для повышения воспроизводимости данных между испытаниями, использовать аналогичные методы нагревания и охлаждения и время нагрева для всех проб во время сравнительных испытаний. 21.4.3.4 Во время выдерживания при температурах до 65 °C (150 °F), некоторые стеклянные и пластмассовые сосуды, содержащие буровые растворы, особенно с повышенной соленостью (например, морская вода с соленостью приблизительно 19 г хлоридов на литр) развивают умеренные давления в воздухе над буровым раствором. После нагревания в течение от 15 мин до 30 мин данные сосуды извлекаются из сушильного шкафа и пробки осторожно ослабляются для стравливания излишнего давления. Затем пробки плотно навинчиваются и емкости, снова помещаются в сушильный шкаф для нагревания до заданной температуры. Иногда рекомендуется вторая проверка на повышение давления. 21.4.4 Поддержание свойств жидкости при умеренных температурах Как упомянуто в 21.2.3.2, уровни щелочности понижаются со временем при добавлении глины (или другие добавки для буровых растворов, которые имеют слабокислую среду). Реакция между глинами и гидроксильными ионами ускоряется при повышении температуры. Поэтому, для буровых растворов, подвергающихся повышенной температуре, необходима тщательная проверка щелочности, а также более частая регулировка pH по сравнению с выдерживанием при более низких температурах. Обработка и покрытие проб азотом уменьшает кислородное разложение проб, обработанных полимерами. Использование азота приводит к лучшей воспроизводимости испытаний полимерных буровых растворов. 21.4.5 Хранение и испытание проб, выдержанных при умеренной температуре Пробы, выдержанные при повышенной температуре в течение периодов времени от нескольких часов до нескольких суток, при необходимости дальнейшего хранения обычно хранятся при окружающих или пониженных температурах, в зависимости от срока хранения. В дополнение к приборам для измерения реологических свойств и фильтрации, упомянутым в настоящем стандарте, ISO 13500 и ISО 10414-1, приборы для измерения динамической фильтрации при окружающих и повышенных температурах и реометры для повышенных температур являются коммерчески доступными для использования. жүктеу/скачать 1.27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|