Растворы буровые
Расчет объема фильтрата испытательной жидкости с учетом поправок
жүктеу/скачать 1.27 Mb.
|
25.3.3 Расчет объема фильтрата испытательной жидкости с учетом поправок Вычислить объем фильтрата, Vf, выраженный в миллилитрах, по Формуле (34):  , (34)
где Vc – объем фильтрата, собранный в интервале времени между 7,5 мин и 30 мин, мл. Записать вычисленное значение. 25.3.4 Измерение вязкости испытательной жидкости 25.3.4.1 Добавить 42 г ± 0,01 г морской соли в 1 л ± 2 мл деионизированной воды. 25.3.4.2 Добавить 35,0 г ± 0,01 г хлорида калия (KCl) в 358 г раствора морской соли 25.3.4.3 Взвесить 3,0 г ± 0,01 г PAC-LV (25.3.4.3). Равномерно добавить PAC-LV в суспензию в течение 60 с во время перемешивания в мешалке. PAC-LV следует добавлять в воронку на расстоянии от шпинделя рабочего колеса для уменьшения распыления. 25.3.4.4 После перемешивания в течение 5 мин ± 0,1 мин, извлечь емкость из мешалки и очистить ее стенки шпателем для смещения материала, прилипшего к стенкам. Убедиться, что весь материал, прилипший к шпателю, перемещен в суспензию. 25.3.4.5 Снова поместить емкость в мешалку и продолжить перемешивание. При необходимости емкость может быть извлечена из мешалки и стенки очищены для смещения PAC-LV, прилипшей к стенкам, через 5 мин или 10 мин Общее время перемешивания после добавления PAC-LV должно равняться 20 мин ± 1 мин. 25.3.4.6 Выдержать суспензию в течение 16 ч ± 0,5 ч в запечатанной или закрытой емкости при температуре 25 °С ± 1 °С (77 °F ± 3 °F). Записать температуру и продолжительность хранения. 25.3.4.7 После выдержки перемешать суспензию в мешалке в течение 5 мин ± 0,1 мин. 25.3.4.8 Перелить суспензию в чашку вискозиметра, поставляемую с вискозиметром прямого чтения. Показания по шкале при скорости вращения ротора вискозиметра 600 об/мин должны регистрироваться при испытательной температуре суспензии 25 °C ± 1 °C (77 °F ± 3 °F). Записать показания по шкале при скорости 600 об/мин. 25.3.5 Расчет кажущейся вязкости испытательной жидкости Вычислить кажущуюся вязкость, ηA, по Формуле (35):  , (35)
где η600 - показание вязкости при 600 об/мин, мПа·с. ПРИМЕЧАНИЕ 1сП = 1мПа·с. Записать вычисленное значение. 26 Приготовление и оценка инвертно-эмульсионных буровых растворов 26.1 Принцип 26.1.1 Периодичски требуется приготовление и оценка инвертно-эмульсионных буровых растворов. Приведенные испытания разработаны для предоставления стандартизированного метода приготовления и оценки жидких растворов при одинаковых условиях. Существенные изменения в реологических свойствах, электрической стабильности или фильтрации при HTHP могут указывать на неустойчивость испытательных буровых растворов. Рекомендуется, чтобы испытательное оборудование и процедуры были согласованы между продавцом и клиентом перед началом испытания. 26.1.2 Методы испытаний обеспечивают процедуры специфического перемешивания и выдерживание при температуре для уменьшения межлабораторных изменений. 26.1.3 Где применимо, используемые методы испытаний и оборудование - в соответствии с ISO 10414-2. 26.1.4 Протокол испытаний является простым, разработанным только для предоставления средств сравнения реакций жидкостей на выдерживание при температуре и объединение приемлемых уровней различного загрязнения, ожидаемого во время бурения, такого как выбуренная порода, морская вода и пластовые солевые растворы. 26.1.5 Другие методы существуют для оценки инвертно-эмульсионных буровых растворов. 26.2 Реактивы и оборудование 26.2.1 Морская соль, полученная от организаций, занимающихся поставкой лабораторного оборудования, и перемешанная согласно инструкциям изготовителя. Перемешивание морской воды должно отвечать требованиям ASTM D 1141, или эквивалентного стандарта. 26.2.2 Оценочная базовая глина. 26.2.3 Термометр, с металлическим контактом, с диапазоном измерения от 0 °С до 105 °С (от 32 °F до 220 °F). 26.2.4 Весы с точностью ± 0,01 г. 26.2.5 Мешалка, с высоким усилием сдвига, сверхпрочная лабораторная модель, оснащенная сеткой с квадратными отверстиями, окружающей рабочее колесо. Сетка должна заменяться при потере массы вследствие износа 10 %. Втулка должна заменяться при заметном люфте между ней и шпинделем. Аналогично, шпиндель должен заменяться, когда диаметр на втулке уменьшается на 1 %. 26.2.6 Мешалка, со скоростью вращения 10000 об/мин ± 100 об/мин, с одинарным синусоидным ребристым рабочим колесом, диаметром 25,4 мм (1 дюйм) (например, мешалка Hamilton Beach при низкой настройке передачи/скорости). Рабочее колесо должно заменяться при потере массы вследствие износа от 11 % до 13 % 26.2.7 Емкость, коническая, из нержавеющей стали, объемом 2 л, с нижним внутренним диаметром 76 мм (3,0 дюйма) и верхним внутренним диаметром 152 мм (6,0 дюймов). 26.2.8 Емкость, для перемешивания, глубиной 180 мм (7-1/8 дюйма), d = 97 мм (3-3/4 дюйма) верхней части и 70 мм (2-3/4 дюйма) основания. 26.2.9 Шпатель. 26.2.10 Тахометр, оптический, с магнитной индукцией или эквивалентный. 26.2.11 Рычажные весы для определения плотности бурового раствора, в соответствии с ISO 10414-2. 26.2.12 Вискозиметр, прямого показания, в соответствии с ISO 10414-2. 26.2.13 Чашка, для вискозиметра, с регулируемой температурой, в соответствии с ISO 10414-2. 26.2.14 Фильтр-пресс, с высокой температурой/высоким давлением, в соответствии с ISO 10414-2. 26.2.15 Измеритель электрической устойчивости, в соответствии с ISO 10414-2. 26.2.16 Сушильный шкаф, для выдерживания при температуре, способный поддерживать устойчивую температуру и оборудованный системой вращения, или эквивалентом, для выдерживания ячеек в движении. 26.2.17 Ячейка, для выдерживания при температуре, предпочтительно из нержавеющей стали, объемом от 350 мл до 500 мл, способная к поддержанию повышенного давления с помощью системы клапанов, при необходимости. 26.2.18 Водяная баня. 26.3 Перемешивание первоначального бурового раствора 26.3.1 Приготовить четыре лабораторных барреля (один лабораторный баррель равен приблизительно 350 мл) жидкости требуемого состава со следующими определенными параметрами: a) масса бурового раствора; b) водонефтяной фактор; c) массовая доля солевого раствора, выраженная в процентах; d) объем фильтрата HTHP (диапазон определен); e) температура испытания фильтрата HTHP; f) реологические требования (диапазон определен). 26.3.2 Перемешать жидкость в течение 60 мин в мешалке с высоким усилием сдвига, оснащенной сеткой с квадратными отверстиями, окружающей рабочее колесо. 26.3.3 Начав при окружающей температуре, перемешать пробу в 2 л коническом сосуде для перемешивания и отрегулировать скорость вращения вала во время перемешивания до 6000 об/мин ± 300 об/мин. Использовать оптический тахометр или тахометр с магнитной индукцией для контроля скорости вращения. Измерять скорость вращения при фактической нагрузке перемешивания и контролировать во время периода перемешивания. При необходимости проводить регулировку, особенно в течение и после добавления утяжеляющего материала. 26.3.4 Температура жидкости может повыситься вследствие усилия сдвига, но не должна превышать 65 °C (150 °F) согласно показаниям термометра с металлическим контактом. При необходимости держать температуру с помощью водяной бани в диапазоне от 60 °C до 65 °C (от 140 °F до 150 °F). 26.3.5 Если программа испытания требует более четырех лабораторных баррелей, то смешать дополнительный объем бурового раствора в партиях по четыре лабораторных барреля, используя процедуру, указанную выше. 26.3.6 Смешать все партии вместе для гарантирования однородности перед началом испытательного режима. Смешивание следует выполнять с помощью большого шпателя или переливанием несколько раз из одной емкости в другую. Смешивание не следует производить с помощью механической мешалки. Переливание или техника легкого перемешивания необходимы для гарантирования того, что каждый лабораторный баррель подвержен одинаковому усилию сдвига за единицу времени на единицу объема. 26.4 Испытания свойств первоначального бурового раствора 26.4.1 Жидкость должна быть испытана после смешивания используя методы в соответствии с ISO 10414-2. Испытания первоначальной жидкости должны охватывать все нижеперечисленные свойства: a) плотность при температуре 20 °C (68 °F); b) реологические свойства при скоростях вращения вискозиметра 600 об/мин, 300 об/мин, 200 об/мин, 100 об/мин, 6 об/мин и 3 об/мин, и студенистый осадок после 10 с и студенистый осадок после 10 мин при поддерживаемой температуре 50 °C (300 °F); c) электрическая устойчивость при 50 °C (300 °F); d) Объем фильтрата HTHP при температуре 120 °C (250 °F) и перепаде давления 3450 кПа (500 фунт/кв. дюйм), или при других указанных температуре и давлении. См. ISO 10414-2 для рекомендуемых значений температуры/давления. Если требуется испытание объема фильтрата при HTHP, особенно при температуре свыше 120 °C (250 °F), может наблюдаться изменчивость в результатах с различным испытательным оборудованием и процедурами испытаний. Рекомендуется, чтобы испытательное оборудование и процедуры были согласованы между продавцом и клиентом перед началом испытания. 26.4.2 Одна проба объемом 350 мл (один лабораторный баррель) первоначального бурового раствора должна быть подвергнута горячему вращению и использована в качестве холостой пробы во всех дальнейших испытаниях. 26.5 Приготовление пробы загрязненной морской водой 26.5.1 В один лабораторный баррель бурового раствора добавить 10 % по объему стандартной смеси синтетической морской воды. 26.5.2 Перемешать буровой раствор и синтетическую морскую воду в мешалке при окружающих условиях. Добавлять морскую воду в течение 1 мин и продолжать перемешивание дополнительно 4 мин до суммарного времени перемешивания 5 мин. 26.5.3 Вращать пробу при нагреве до температуры согласованной между заинтересованными сторонами. 26.6 Приготовление пробы загрязненной оценочной базовой глиной 26.6.1 В один лабораторный баррель бурового раствора добавить оценочную базовую глину во время перемешивания в мешалке при низкой скорости. Добавление оценочной базовой глины следует производить на основе ожидаемой плотности жидкости, следующим образом: - для плотности ниже 1800 кг/м3 добавить 35 г оценочной базовой глины; - для плотности выше 1800 кг/м3 добавить 20 г оценочной базовой глины. 26.6.2 Перемешать буровой раствор и оценочную базовую глину при окружающих условиях в мешалке. Добавлять глину в течение 1 мин и продолжать перемешивание дополнительно 4 мин до суммарного времени перемешивания 5 мин. 26.6.3 Вращать пробу при нагреве до температуры согласованной между заинтересованными сторонами. 26.7 Приготовление пробы загрязненной раствором смешанных солей 26.7.1 Раствор смешанных солей является дополнительным загрязнением проб, рекомендуемым для скважин, где это считается уместным (например, соль пермского периода). Тип раствора смешанных солей используемого при испытаниях определяется по согласованию заинтересованных сторон. 26.7.2 Типичным раствором смешанных солей является раствор карналлита, но может использоваться любой другой синтетический раствор. Для приготовления раствора карналлита в 100 г воды добавить 125,0 г гексагидрата хлорида магния (CAS № 7786-30-3), 14,5 г хлорида калия (CAS № 7447-40-7) и 5,0 г хлорида натрия (CAS № 7647-14-5). 26.7.3 Тщательно перемешать солевой раствор в мешалке и извлечь объем, используемый в качестве загрязнителя шприцом во время перемешивания. Это гарантирует, что нерастворенные соли входят в состав загрязнителя. 26.7.4 В один лабораторный баррель бурового раствора добавить 10 % по объему раствора смешанных солей во время перемешивания в мешалке при низкой скорости. Добавлять солевой раствор в буровой раствор в течение 1 мин, с дополнительными 4 мин на перемешивание. Выполнять процедуру при окружающей температуре. 26.7.5 Вращать пробу при нагреве до температуры согласованной между заинтересованными сторонами. 26.8 Процедура для горячего вращения 26.8.1 Пробы первоначального состава и загрязненного бурового раствора должны вращаться при нагреве в течение 16 ч при температуре 120 °C (250 °F), или другой указанной температуре, в предварительно нагретом шкафу для горячего вращения. Поддержание давления в ячейке для горячего вращения с помощью азота следует выбирать на усмотрение компании, составляющей рецептуру бурового раствора. 26.8.2 После 16 ч горячего вращения выключить шкаф и открыть его дверь. 26.8.3 Во время охлаждения необходимо вращать пробы в течение 30 мин перед извлечением. 26.8.4 Постепенно охладить в окружающем воздухе в течение дополнительных 30 мин. Затем охладить ячейку до температуры окружающего воздуха, частично погружая ячейку в воду. 26.9 Процедура для статистического выдерживания 26.9.1 Пробы первоначального состава и загрязненного бурового раствора должны статически выдерживаться в течение 16 ч при температуре 120 °C (250 °F), или другой указанной температуре, в предварительно нагретом шкафу для выдерживания. Поддержание давления в ячейке для выдерживания с помощью азота следует выбирать на усмотрение компании, составляющей рецептуру бурового раствора. 26.9.2 После 16 ч статического выдерживания выключить шкаф и открыть его дверь. 26.9.3 Охлаждать пробы в течение 30 минут перед извлечением. 26.9.4 Постепенно охладить в окружающем воздухе в течение дополнительных 30 мин. Затем охладить ячейку до температуры окружающего воздуха, частично погружая ячейку в воду. 26.9.5 Перемешать все выдержанные пробы в мешалке в течение 5 мин непосредственно перед испытанием. 26.10 Процедура для испытания после выдерживания при температуре Жидкость должна быть испытана после перемешивания используя методы в соответствии с ISO 10414-2. Процедуры испытания первоначальной жидкости должны охватывать все нижеперечисленные свойства: a) плотность при температуре 20 °C (68 °F); b) реологические свойства при скоростях вращения вискозиметра 600 об/мин, 300 об/мин, 200 об/мин, 100 об/мин, 6 об/мин и 3 об/мин, и студенистый осадок после 10 с и студенистый осадок после 10 мин при поддерживаемой температуре 50 °C (300 °F); c) электрическая устойчивость при 50 °C (300 °F); d) Объем фильтрата HTHP при температуре 120 °C (250 °F) и перепаде давления 3450 кПа (500 фунт/кв. дюйм), или при других указанных температуре и давлении. См. ISO 10414-2 для рекомендуемых значений температуры/давления. Если требуется испытание объема фильтрата при HTHP, особенно при температуре свыше 120 °C (250 °F), может наблюдаться изменчивость в результатах с различным испытательным оборудованием и процедурами испытаний. Рекомендуется, чтобы испытательное оборудование и процедуры были согласованы между продавцом и клиентом перед началом испытания. 27 Испытание буровых растворов на фильтрацию при высокой температуре/высоком давлении с помощью прибора для определения проницаемости и ячеек с заглушками, закрепляемыми стопорными винтами 27.1 Принцип 27.1.1 Измерения поведения фильтрации и характеристик формирования глинистой корки на стенках скважины являются фундаментальными для контроля и обработки буровых растворов, также как характеристики фильтрации самого бурового раствора, такие как концентрация нефти, воды или эмульсии. 27.1.2 Данные характеристики зависят от типа и количества твердых частиц в жидкости и их физико-химического взаимодействия. Прибор для определения проницаемости (PPA) представляет собой измененный фильтр-пресс с высокой температурой и высоким давлением, применяющийся для оценки данного взаимодействия в различных типах фильтрующих сред при давлениях до 13800 кПа (2000 фунт/кв.дюйм) и температурах от окружающей до 260 °С (500 °F). В качестве стандартного фильтр-пресса HTHP PPA является подходящим для использования в полевых и лабораторных условиях. 27.2 Соображения безопасности 27.2.1 Ограничение давления при использовании PPA зависит от применяемой ячейки для пробы. Существует два типа приемлемых ячеек: ячейки с резьбовыми заглушками и ячейки с заглушками, закрепляемыми стопорными винтами. Для данных ячеек существует пять различных номинальных параметров давления. Для безопасности является обязательным, чтобы лаборант точно знал максимальное рабочее давление испытательного оборудования и чтобы данное давление не превышалось. Если максимальное рабочее давлении неизвестно, следует проконсультироваться с изготовителем или использовать наименьший из возможных пределов. 27.2.2 Безопасная работа PPA требует, чтобы лаборант понимал и применял правильную сборку и работу оборудования. Несоответствующая сборка, неправильная работа или использование дефектных частей создает возможность утечки ячейки или отказа, который может привести к серьезным повреждениям или поломке оборудования. 27.2.3 Ячейка для пробы нагревается во время процедуры. Лаборанту следует знать о горячих поверхностях и избегать контакта с ними. В результате прикосновения к горячим частям оборудования во время нормального функционирования могут произойти ожоги. 27.2.4 Данные инструменты нагреваются за счет электрического тока. Как и в случае любого электрического устройства, если проводка повреждена или имеет дефекты, может возникнуть электрическое короткое замыкание, создающее риск пожара, травмы и повреждения оборудования. Данные инструменты следует использовать только при наличии заземления. 27.2.5 Для безопасной работы гидравлической системы установления избыточного давления следовать инструкциям по 27.2.5.1 - 27.2.5.3. 27.2.5.1 Убедиться, что гидравлическое давление стравлено и что манометр на насосе показывает ноль перед: a) отсоединением нагнетательного шланга от ячейки в случае быстродействующих сцепных соединений; b) извлечением ячейки из нагревательной рубашки; c) перемещением PPA; d) повторным заполнением гидравлического насоса; e) выполнением любого технического обслуживания, включая затягивание протекающих фитингов на гидравлическом насосе, фитингов гидравлической системы или сборки ячейки. 27.2.5.2 После повторного заполнения или ремонта гидравлической системы, очистить любые остатки разлитого масла. Разлитое на полу масло представляет опасность. Кроме того, скопление разлитого масла около PPA является пожароопасным. 27.2.5.3 При сборке ячейки убедиться, что стопорные винты заглушек должным образом отцентрированы и затянуты. 27.2.6 Для безопасного пневматического поддержания повышенного давления приемника противодавления следовать инструкциям по 27.2.6.1 - 27.2.6.4 27.2.6.1 Всегда использовать азот или углекислый газ для поддержания давления приемника. Для силикатных жидкостей использовать только азот. Никогда не использовать сжатый воздух, кислород или другой не рекомендуемый газ. Если используется азот, то азот должен поставляться в одобренном для азота газовом баллоне или система подачи азота должна быть встроена в лабораторию. Баллоны для азота следует хранить согласно требованиям безопасности. CО2 обычно поставляется в малых баллончиках с давлением до 6200 кПа (900 фунт/кв. дюйм). Прежде всего, такие баллончики используются для полевых испытаний.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Не использовать баллончики с закисью азота в качестве источников давления для фильтрации HTHP. Под действием температуры и давления закись азота может взорваться в присутствии смазки, нефтяных или каменноугольных материалов. Баллончики с закисью азота должны использоваться только для карбонатного анализа на газоанализаторе Гарретта. 27.2.6.2 Поддерживать регуляторы и датчики давления в хорошем состоянии. Никогда не использовать масло для регуляторов давления. 27.2.6.3 При утечках гидравлические или пневматические системы поддержания повышенного давления следует ремонтировать или заменять. Приборы, фитинги и шланги следует поддерживать в рабочем состоянии, утечки следует идентифицировать и исправлять. Периодически испытывать предохранительный клапан на гидравлическом насосе для проверки надлежащего функционирования при превышении давления. Никогда не заглушать или не перепускать данный предохранительный клапан. 27.2.6.4 При подаче давления на сборку противодавления, всегда сначала открывать нагнетающее давление, затем настраивать регулятор. Не пытаться управлять оборудованием при давлениях, свыше номинальных параметров оборудования или уставки предохранительного клапана. При стравливании противодавления закрыть нагнетающее давление, стравить давление из системы и затем отвинтить T-образный винт регулятора. 27.2.7 Для безопасного нагревания следовать инструкциям по 27.2.7.1 - 27.2.7.2. 27.2.7.1 Следует принять меры предосторожности, чтобы избежать ранения при работе с PPA, который становится достаточно горячим для причинения серьезных ожогов. Никогда не оставлять горячий или нагревающийся PPA без присмотра. 27.2.7.2 Практика извлечения и охлаждения ячейки водой является опасной и должна избегаться. Серьезные травмы могут быть получены вследствие действия пара, образованного при контакте горячей ячейки с водой, при прямом контакте с ячейкой или случайном падении ячейки. 27.2.8 Для безопасной электрической работы следовать инструкциям по 27.2.8.1 и 27.2.8.2. 27.2.8.1 Убедиться, что источник электрического тока имеет плавкие предохранители и заземление. Проверить, что шнур питания на нагревательной рубашке в хорошем состоянии и заземлен. 27.2.8.2 Электрические неисправности в проводке или нагревателях могут не всегда обнаруживаться при визуальном осмотре. Первым признаком проблемы часто является перегорание предохранителей, размыкание прерывателей, удлиненное время нагрева или неустойчивые характеристики термостата. Никогда не начинать электрический ремонт без первоначального разъединения прибора от источника тока. 27.2.9 Для обслуживания испытательной ячейки пользователь должен знать, что фильтровальная ячейка является сосудом высокого давления и считается источником потенциальной опасности. Меры безопасности, перечисленные в 27.2.9.1 - 27.2.9.4, должны выполняться для гарантирования безопасной работы. 27.2.9.1 Материал ячейки должен быть совместимым с испытательными пробами. 27.2.9.2 Не использовать ячейки, показывающие признаки серьезной точечной коррозии или растрескивания под напряжением. 27.2.9.3 Не использовать ячейки, крышки ячеек или удерживающие кольца, показывающие признаки деформации или повреждения. Тщательно осмотреть резьбу на наличие признаков повреждения. 27.2.9.4 Использовать только неповрежденные, стопорные винты из закаленной стали. жүктеу/скачать 1.27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|