Раздел 7. Промывочные жидкости для строительства скважин (стр. 13 )

S - концентрация соли, фунт/баррель;

Далее рассчитывается средняя плотность нерастворенных частиц:

Тв. ф.

SG = ———————————

3,5 · [Ф(тв. ф.) – Ф(соли)]

Рис. 7.18. Объемное содержание соли в буровом растворе

где SG - средняя плотность нерастворенных частиц;

Тв. ф. - общее содержание нерастворенных частиц;

Ф(тв. ф.) - объемный процент твердой фазы (ретортный);

Ф(соли) - объемный процент соли, рассчитанный выше.

После определения средней плотности нерастворенных частиц рассчитывают фракцию барита в нерастворенной твердой фазе:

FB=2,62 -

где FB - фракция барита в нерастворенной твердой фазе;

SG - средняя плотность нерастворенной твердой фазы.

Когда известна фракция барита в нерастворенной твердой фазе, концентрация барита в буровом растворе рассчитывается по формуле:

Барит, кг/куб. м = Тв. ф. × FB

где Тв. ф. - общее количество нерастворимых твердых частиц;

FB - фракция барита в нерастворенной твердой фазе.

Затем, когда содержание барита в буровом растворе известно, рассчитывают концентрацию твердых частиц с малой плотностью:

LSGS, кг/м3 = Тв. ф. – Барит

где Тв. ф. - общее количество нерастворимых твердых частиц, кг/м3;

Барит - концентрация барита, кг/м3.

Окончательно содержание выбуренных твердых частиц рассчитывается по формуле:

DS, кг/м3 = LSGS - МВТ

где LSGS - общее количество твердых частиц с малой плотностью, кг/м3;

МВТ - количество бентонита, определенного испытанием с метиле-

новой синью, кг/м3.

7.4.9. Определение водородного показателя (рН)

Определение (рН) колориметрическим способом

Сущность работы с индикаторной бумаги заключается в сравнении цвета индикаторной бумаги, смоченной раствором, с эталоном и определении рН.

Порядок работы:

- берут полоску (25 мм) индикаторной бумаги и осторожно кладут ее на поверхность бурового раствора;

- после того, как бумажная полоска впитает фильтрат и изменит свой цвет, сравнивают его с цветовой шкалой, изображенной на боковой стороне того определителя, из которого взята полоска и определяют соответствующее значение рН.

Можно использовать для определения фильтрат бурового раствора. Однако следует учитывать, что рН бурового раствора может отличаться от рН фильтрата.

Электрометрический метод определения водородного показателя

Водородный показатель можно определять при помощи прибора рН-метра. Работа рН-метра основана на преобразовании электродвижущей силы (э. д.с.) электронной системы в постоянный ток, пропорциональный измеряемой величине.

Порядок работы:

- рН-метр является чувствительным прибором, поэтому требуется большая аккуратность при работе с ним;

- включают прибор и откалибровывают его по буферному раствору (с учетом температурного фактора);

- промывают головку зонда проточной водой или прополаскивают в

чистой воде, затем осторожно вытирают сухой тканью;

- испытуемый раствор наливают в химический стакан и погружают в него зонд;

- регистрируют величину рН после того, как показания прибора стабилизируются.

После замера зонд необходимо тщательно вымыть, поместить в дистиллированную воду и выключить прибор.

Калибровка прибора:

рН-метр должен калиброваться с помощью буферных растворов перед каждым его применением. Для этой цели имеются буферные растворы с определенным значением рН. При калибровке необходимо использовать не менее двух видов раствора. Для получения наилучших результатов прибор должен калиброваться с таким буферным раствором, значение рН которого близко к значению рН исследуемой пробы. Перед проведением измерения электрод должен находиться в буферном растворе в течение 5 минут.

Порядок работы:

- тщательно прополаскивают зонд дистиллированной водой;

- в буферный раствор приготовленный согласно инструкции, с рН = 7,0 опускают зонд. Прибор должен показывать рН = 7,0±0,3 без подрегулировки;

- повторить то же самое, используя буферные растворы с рН меньше и больше 7,0;

- если прибор выдерживает проверку при переходе от одного буферного раствора к другому, то можно считать, что он находится в хороших рабочих условиях.

7.4.10 Определение кинематической вязкости

Для определения кинематической вязкости жидкости предназначен капиллярный вискозиметр типа ВПЖ. Кинематическая вязкость - это мера сопротивления жидкости течению под влиянием гравитационных сил.

Вискозиметр ВПЖ (Оствальда) представляет собой U - образную трубку. В одно колено этой трубки впаян капилляр, переходящий в расширения (верхнее и нижнее). Выше и ниже расширения (нижнего) на колене нанесены метки, позволяющие фиксировать объем протекающей через капилляр жидкости. Верхнее расширение предохраняет от выброса жидкости из колена в процессе работы с прибором. В нижней части другого колена имеется расширение, сделанное с целью сократить изменение нижнего уровня жидкости в U-образной трубке. В верхнем конце широкого колена находится отвод стеклянной трубки, соединенный резиновым шлангом с резиновым баллоном.

Порядок работы:

- жидкость с помощью резинового баллона, присоединенного к отводу, осторожно нагнетают в нижнее расширение немного выше верхней риски (или заливают через широкое колено);

- при измерении широкое колено должно быть закрыто резиновой пробкой. Нужно следить, чтобы в капилляре и расширении не образовалось пузырьков воздуха;

- после того как жидкость поднялась в расширение (верхнее), прекращают нагнетание и вынимают пробку из колена;

- при истечении жидкости из капилляра включают секундомер в тот момент, когда мениск пройдет верхнюю риску, и останавливают в момент совмещения точки мениска с нижней риской.

Кинематическую вязкость при данной температуре рассчитывают по формуле:

n = С × t,

где С - постоянная вискозиметра, мм2/с2;

t - время истечения жидкости от верхней до нижней риски, с.

7.4.11 Определение удельного электрического сопротивления

Измеритель удельного сопротивления фирмы “Бароид” - это электрический измерительный прибор на транзисторах для измерения удельного сопротивления жидкостей, жидкого цементного теста или полутвердых веществ с удельным сопротивлением в диапазоне от 0,01 до 10 Ом×м.

Прибор снабжен шкалой прямого отсчета. Для пробы предназначена прозрачная ячейка из люсита. Термометр для измерения температуры вмонтирован в тело ячейки и является её составной частью.

Порядок работы:

- заполняют ячейку жидкостью при помощи резиновой груши. Чтобы удалить все пузырьки воздуха и смочить поверхность ячейки влить и вылить жидкость два-три раза. Ячейка должна быть заполнена максимально;

- присоединяют ячейку к измерителю удельного сопротивления;

- нажав черную кнопку, подрегулировать отклонение стрелки прибора до верхнего деления шкалы;

- держа черную кнопку нажатой, нажимают красную кнопку;

- прибор показывает удельное сопротивление жидкости. При исследовании бурового раствора может оказаться необходимым перед снятием показаний выждать 3-5 минут после заполнения ячейки раствором, чтобы ячейка и раствор достигли состояния температурного равновесия;

- регистрируют измеренное удельное сопротивление и температуру ячейки;

- извлекают ячейку и моют дистиллированной водой.

7.4.12 Определение стабильности эмульсий

Испытатель эмульсий используется для определения стабильности и типа эмульсий.

Прибор снабжен вмонтированной в корпус шкалой отсчета. Для пробы предназначен зонд с электродами.

Порядок работы:

- испытатель эмульсий фирмы “Бароид” может работать от внутренних батарей либо от внешней 12 В сети постоянного тока. После выбора источника питания устанавливают соответственно переключатель питания (положение пост. ток - D. C);

- устанавливают переключатель множителя прибора в положение ХI, а ручку регулировки напряжения - на ноль;

- погружают зонд в хорошо перемешанную пробу так, чтобы электроды были покрыты раствором;

- медленно поднимают напряжение, поворачивая по часовой стрелке ручку регулировки и следя за флажковым индикатором под шкалой прибора;

- когда появится движение красного флажка, показывающее протекание тока между электродами, определяют по шкале прибора значение напряжения пробоя. Если пробоя не происходит, устанавливают переключатель диапазона в положение Х2 или Х4 и повторяют указанные выше операции;

- после каждого использования тщательно моют зонд, проявляя осторожность, чтобы не изменить зазор между электродами;

7.4.13 Определение относительной плотности порошкообразных материалов

Для порошкообразных материалов плотность определяется с помощью волюметра Ле-Шателье. Этот прибор представляет собой мерную колбу емкостью 100-150 см3 с длинным узким горлом. В нижней части горла имеется расширение, ниже и выше которого нанесены деления, позволяющие отмерять объем с точностью до 0,1 см3.

Перед определением плотности материал необходимо высушить. Плотность определяется в обезвоженной углеводородной жидкости - бензине, керосине, бензоле и т. п. Для определения плотности материалов, химически инертных по отношению к воде, можно использовать дистиллированную воду.

Порядок работы:

- волюметр заполняют жидкостью до нижней нулевой черты и помещают в термостат с температурой 20 0С;

- оставшиеся на горле колбы капельки жидкости снимают свернутой в трубочку фильтровальной бумагой;

- навеску материала в количестве 90-100 г высыпают в прибор небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости, вытесняемой материалом, не поднимется в горле колбы до деления, соответствующего 20 см3 или до другого деления вблизи этой отметки;

- для удаления пузырьков воздуха прибор необходимо несколько раз энергично повернуть вокруг своей оси и затем уточнить отсчет;

- при определении нужно следить за тем, чтобы материал не застрял в горле сосуда или не остался на стенках;

- оставшуюся часть материала взвешивают.

Относительная плотность рассчитывается по формуле:

rо20 = (Р1 - Р2) / V × rв,

где Р1 - масса материала, взятого до опыта, г;

Р2 - масса оставшегося материала, г;