RUS_ISO_10414_1_2001 Растворы на водной основе. Промышленность нефтяная и газовая. Полевые испытания буровых растворов. Часть Растворы на водной основе
 Скачать 0.63 Mb.
|
|
14.4 Расчет Полная жесткость по кальцию, в миллиграммах на литр = (28) где V EDTA - объем раствора EDTA, в миллилитрах; V S - объем образца, в миллилитрах. ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 37 Приложение А (информативное) Химический анализ буровых жидкостей на водной основе А.1 Кальций А.1.1 Основные принципы Когда EDTA (или его соли) добавляют в воду или фильтрат буровой жидкости, содержащий кальций и магний, он в первую очередь комбинируется с кальцием. Кальций может быть определен с помощью EDTA, если рН образца имеет достаточно высокое значение, так что магний выпадает в виде гидроксида, и используется индикатор, специфический для кальция. Некоторые индикаторы будут создавать изменения цвета, когда весь кальций образовал комплексы с EDTA при рН от 12 до 13. Конечная точка, затемненная органическими компонентами темного цвета, может быть прояснена путем окисления некоторыми реактивами, например гипохлоритом натрия. А.1.2 Реактивы и аппаратура А.1.2.1 Раствор EDTA (CAS № 6381-92-6), 0,01 моль/л, стандартизованный дисодиум этилендиаминтетраацетатдигидратом (disodium ethylenediaminetetraacetatedihydrate) (1 мл = 1000 мг/л СаСО 3 , 1 мл = 400 мг/л Са 2+ ). А.1.2.2 Буферный раствор для кальция, 1 моль/л каустической соды (NaOH) (CAS № 1310-73-2). А.1.2.3 Индикатор кальция, Calver® II 5) или гидрокси нафтол голубой (CAS № 63451-35-4). А.1.2.4 Уксусная кислота (CAS № 64-19-7), ледяная. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ. Не допускайте ее контакта с кожей. А.1.2.5 Сосуд для титрования, химический стакан на 150 мл. А.1.2.6 Градуированные пипетки (TD), на 1 мл и 10 мл. А.1.2.7 Градуированные пипетки (TD), 1 мл, 2 мл и 5 мл. А.1.2.8 Нагревательная плита (необходима, если фильтрат окрашен). А.1.2.9 Маскирующий агент, объемная смесь 1:1:2 триэтаноламина ((CAS № 102-71-6): тетраэтиленпентаамина ((CAS № 112-57-2): воды. А.1.2.10 Полоска бумаги для определения рН. А.1.2.11 Градуированная мензурка (ТС), 50 мл. 5) Calver ® представляет собой пример имеющегося в продаже подходящего продукта. Данная информация предоставляется для удобства пользователей данной части стандарта ISO 10414 и не является утверждением ISO этого продукта. ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 38 А.1.2.12 Гипохлорит натрия (CAS № 7861-52-9) в растворе, фракция 5,25% по массе в деионизированной воде. Многие марки промышленных отбеливателей для стирки содержат гипохлорит кальция или щавелевую кислоту и не должны применяться. Проверьте, что гипохлорит натрия свежий, он может портиться со временем. А.1.2.13 Деионизированная или дистиллированная вода Деионизированную воду и раствор гипохлорита натрия необходимо испытать на кальций, используя 50,0 мл деионизированной воды и 10 мл раствора гипохлорита натрия без испытательного образца. Если эта методика затем повторяется с испытательным образцом на 50 мл деионизированной воды и 10 мл раствора гипохлорита натрия согласно А.1.3, кальций в испытательном образце может быть определен путем вычитания кальция в деионизированной воде и растворе гипохлорита. А.1.3 Методика А.1.3.1 С помощью градуированной пипетки отмеряют 1 мл или более образца в химический стакан объемом 150 мл. Этот объем образца будет использоваться в расчете согласно А.1.4. Если фильтрат бесцветный, или только слегка окрашенный, пропускают этапы А.1.3.2 – А.1.3.5. А.1.3.2 С помощью градуированной пипетки добавляют 10 мл раствора гипохлорита натрия и перемешивают. А.1.3.3 С помощью градуированной пипетки добавляют 1 мл ледяной уксусной кислоты и перемешивают. А.1.3.4 Кипятят образец в течение 5 минут. Поддерживают объем образца, добавляя деионизированную воду, если это требуется в процессе кипячения. Кипятят сколько требуется для удаления излишнего хлора. Отсутствие хлора может быть проверено путем погружения полоски бумаги для определения рН в образец. Если бумага отбеливается до белого цвета, продолжают кипячение, пока это требуется. Прокипяченный в достаточной степени образец будет показывать рН равное 5,0. А.1.3.5 Охлаждают образец. А.1.3.6 Промывают химический стакан внутри деионизированной водой и разбавляют образец до объема приюлизительно 50 мл деионизированной водой. Добавляют 10 мл - 15 мл кальциевого буферного раствора, или достаточное количество каустической соды для создания рН 12 - 13. ПРИМЕЧАНИЕ. Присутствие в растворе железа может повлиять на определение конечной точки. Если имеются признаки этого, то в качестве подходящего маскирующего агента может быть использована смесь триэтиламин:тетраэтиленпентаамин:вода (в отношении 1:1:2 по объему). Добавляют 1 мл смеси после А.1.3.6.. А.1.3.7 Добавляют достаточное количество индикатора кальция (0,1 г – 0,2 г), что приводит при наличии кальция к образованию окраски от розовой до винно-красной. Излишнее количество индикатора затрудняет определение конечной точки. ПРИМЕЧАНИЕ. Добавление нескольких капель метилоранжа совместно с индикатором кальция может улучшить видимость конечной точки. ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 39 А.1.3.8 Перемешивая титруют стандартным EDTA до правильной конечной точки. Индикаторы кальция будут создавать изменение цвета от красного до голубого. Конечная точка оптимально описывается как точка, в которой добавление EDTA не приводит к дальнейшему изменению красного цвета на голубой. Объем титрования EDTA используется для расчета согласно А.1.4. А.1.4 Расчет Концентрация кальция, в миллиграммах на литр (А.1) где V EDTA - объем раствора EDTA, в миллилитрах; V S - объем образца, в миллилитрах. А.2 Магний А.2.1 Общие принципы Содержание магния в фильтрате буровой жидкости может быть рассчитано путем вычитания содержания ионов кальция из общей жесткости. Это дает содержание магния в терминах содержания кальция, которое преобразуется в содержание магния умножением на отношение атомных весов (24,3/40 = 0,6). А.2.2 Методика А.2.2.1 Определяют полную жесткость по кальцию (пункты 14.3 – 14.4). А.2.2.2 Определяют содержание кальция согласно А.1. А.2.3 Расчет Концентрация магния, в миллиграммах на литр = 0,6 × (Общая жесткость, мг/л – содержание кальция, мг/л) (А.2) А.3 Сернокислый кальций А.3.1 Общие принципы Содержание сернокислого кальция в буровой жидкости определяется методом EDTA согласно описанию в А.1, относящемуся к определению полного кальция в фильтрате буровой жидкости и во всей буровой жидкости. Полное содержание сернокислого кальция совместно с его нерастворенной частью в буровой жидкости может быть затем рассчитано. А.3.2 Реактивы и аппаратура А.3.2.1 Раствор EDTA (CAS № 6381-92-6), 0,01 моль/л, стандартизованный дисодиум этилендиаминтетраацетатдигидратом (disodium ethylenediaminetetraacetatedihydrate) (1 мл = 1000 мг/л СаСО 3 , 1 мл = 400 мг/л Са 2+ ). ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 40 А.3.2.2 Буферный раствор, 1 моль/л каустической соды (NaOH) (CAS № 1310-73-2). А.3.2.3 Индикатор кальция, Calver® II 6) или гидрокси нафтол голубой (CAS № 63451-35-4). А.3.2.4 Уксусная кислота (CAS № 64-19-7), ледяная. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ. Не допускайте ее контакта с кожей. А.3.2.5 Маскирующий агент, объемная смесь 1:1:2 триэтаноламина ((CAS № 102-71-6): тетраэтиленпентаамина ((CAS № 112-57-2): воды. А.3.2.6 Гипохлорит натрия (CAS № 7861-52-9) в растворе, фракция 5,25% по массе в деионизированной воде. Многие марки промышленных отбеливателей для стирки содержат гипохлорит кальция или щавелевую кислоту и не должны применяться. Проверьте, что гипохлорит натрия свежий, он может портиться со временем. А.3.2.7 Деионизированная или дистиллированная вода Деионизированную воду и раствор гипохлорита натрия необходимо испытать на кальций, используя 10 мл деионизированной воды и 10 мл раствора гипохлорита натрия без испытательного образца. Если эта методика затем повторяется с испытательным образцом на 10 мл деионизированной воды и 10 мл раствора гипохлорита натрия согласно А.3.3, кальций в испытательном образце может быть определен путем вычитания кальция в деионизированной воде и растворе гипохлорита. А.3.2.8 Сосуд для титрования, химический стакан на 150 мл. А.3.2.9 Градуированные пипетки (TD), на 1 мл и 10 мл. А.3.2.10 Градуированные пипетки (TD), 1 мл, 2 мл, 5 мл и 10 мл. А.3.2.11 Нагревательная плита (необходима, если фильтрат окрашен). А.3.2.12 Полоска бумаги для определения рН. А.3.2.13 Градуированная мензурка (ТС), 50 мл. А.3.2.14 Реторта для буровой жидкости, согласно описанию в разделе 8. А.3.3 Методика А.3.3.1 Добавляют 5 мл цельной буровой жидкости в 245 мл деионизированной воды. Перемешивают смесь в течение 15 минут и фильтруют через стандартный фильтровальный пресс согласно 7.2.2. Собирают только прозрачный фильтрат. В химический стакан объемом 150 мл 6) Calver ® представляет собой пример имеющегося в продаже подходящего продукта. Данная информация предоставляется для удобства пользователей данной части стандарта ISO 10414 и не является утверждением ISO этого продукта. ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 41 добавляют 10 мл прозрачного фильтрата с помощью волюметической пипетки на 10 мл и титруют до конечной точки EDTA согласно описанию в А.1, называя этот объем EDTA V t А.3.3.2 Титруют 1 мл первоначального фильтрата буровой жидкости (полученного согласно 7.2) до конечной точки EDTA. Называют этот объем EDTA V f А.3.3.3 Перегоняют в реторте буровую жидкость. Определяют объемную фракцию воды в буровой жидкости, F W , используя величину объемной фракции, выраженную в процентах, воды, полученную из определения жидкости и твердых веществ, и по следующему уравнению: (А.3) где F W - объемная фракция воды в буровой жидкости; V W - объемная фракция воды, выраженная в процентах, в буровой жидкости (см. раздел 8). А.3.4 Расчет А.3.4.1 Содержание сернокислого кальция в буровой жидкости в килограммах на кубический метр (или в фунтах на баррель) рассчитывают по следующему уравнению: Полное содержание сернокислого кальция, в килограммах на кубический метр = 6,79 V t (А.4) Полное содержание сернокислого кальция, в фунтах на баррель = 2,38 V t (А.5) где V t – объем титрования EDTA цельной буровой жидкости; см. А.3.3.1. А.3.4.2 (Избыточное) содержание нерастворенного сернокислого кальция в буровой жидкости в килограммах на кубический метр (или в фунтах на баррель) может быть рассчитано с помощью следующего уравнения: Избыточное содержание сернокислого кальция, в килограммах на кубический метр = 6,79 V t – 1,37 (V f ⋅ F W ) (А.6) Избыточное содержание сернокислого кальция, в фунтах на баррель = 2,38 V t – 0,48 (V f ⋅ F W ) (А.7) где F W - объемная фракция воды в буровой жидкости; ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 42 V t - объем EDTA цельной буровой жидкости, см. А.3.3.1; V f - объем EDTA фильтрата буровой жидкости, см. А.3.3.2. А.4 Сульфиды А.4.1 Основные принципы А.4.1.1 Данный метод предназначен для определения содержания сульфидов в буровой жидкости. Растворимые сульфиды включают H 2 S и сульфидные (S 2- ) и бисульфидные (HS - ) ионы. Фильтрат буровой жидкости подкисливается в газоанализатор Гарретта, преобразующем все сульфиды в H 2 S, который выделяется пропусканием пузырей инертного газа через образец. Gas train отделяет газ от жидкости. Поток газа проходит через трубку Драгера 7) , которая реагирует на H 2 S потемнением вдоль длины. Длина затемнения пропорциональна полному содержанию сульфидов в фильтрате буровой жидкости. Трубка Драгера для низкого диапазона приобретает вместо белого коричнево-черный цвет, а трубка Драгера для высокого диапазона становится черной вместо первоначально бледноголубого цвета. Никакие обычные загрязнения буровой жидкости не вызывают таких изменений цвета. А.4.1.2 Диски свинцовоацетатной бумаги могут быть установлены в газоанализаторе Гарретта для определения наличия или отсутствия сульфидов. Индикация наличия сульфидов производится по потемнению свинцовоацетатной бумаги, а трубка Драгера должна использоваться для количественного анализа. А.4.2 Реактивы и аппаратура А.4.2.1 Серная кислота (CAS № 7664-93-9): приблизительно 2,5 моль/л, марки ASC. А.4.2.2 Противовспениватель в бутылке в капельницей. А.4.2.3 Газ-носитель, инертный по отношению к сероводороду, кислотам и реактивам трубки Драгера. Предпочтителен азот, но приемлема и двуокись углерода. (Воздух или другие содержащие кислород газы не допускаются). А.4.2.4 Трубки Драгера для анализа H 2 S a) Низкий диапазон: маркировано H 2 S 100/а (№ СН-291-01); b) Высокий диапазон: маркировано H 2 S 0,2%/А (№ СН-281-01). А.4.2.5 Газоанализатор Гарретта, состоящий из прозрачных пластмассовых элементов, источника инертного газа и регулятора давления, расходомера с плавающим шариком и трубки Драгера. Технические условия на газоанализатор Гарретта: а) Корпус 7) Трубка Драгера представляет собой пример имеющегося в продаже подходящего продукта. Данная информация предоставляется для удобства пользователей данной части стандарта ISO 10414 и не является утверждением ISO этого продукта. ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 43 1) Камера 1: - Глубина 90 мм (3,54 дюйма) - Диаметр 38 мм (1,52 дюйма) 2) Камеры 2 и 3: - Глубина 90 мм (3,54 дюйма) - Диаметр 30 мм (1,18 дюйма) 3) Соединения между камерами: - Диаметр 2,0 мм (0,08 дюйма) 4) Материал - Прозрачный материал или стекло, инертные к кислотам, сульфидам, сероводороду. b) Дисперсионная трубка 1) Ствол - Диаметр 8,0 мм (0,315 дюйма) - Длина приблизительно 150 мм (5,9 дюйма) 2) Дисперсионный стеклоцемент (колоколообразный, мелкий): - Диаметр 30 мм (1,18 дюйма) 3) Материал - Теплостойкое стекло с низким коэффициентом теплового расширения. c) Расходомер, предпочтительно типа с плавающим шариком, способный измерять 300 мл/мин газа СО 2 d) Гибкие трубопроводы, инертного по отношению к сероводороду и газу-носителю типа. Предпочтительно из латексной резины или эквивалентные. e) Фитинги и жесткие трубопроводы, инертные к сероводороду и кислотам. f) Резиновая мембрана. А.4.2.6 Диск из свинцовоацетатной бумаги (см. А.4.3.16). ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 44 А.4.2.7 Шприц для подкожных вспрыскиваний, 10 мл и 2,5 мл (для кислоты), и 5 мл и 10 мл (для образца). А.4.2.8 Иглы для подкожных вспрыскиваний, 38 мм (1,5 дюйма) 21 размер. А.4.3 Методика А.4.3.1 Подготавливают чистый, сухой газоанализатор и ставят его на ровную поверхность сняв верхнюю часть ПРИМЕЧАНИЕ. Влага в газоанализаторе может привести к тому, что шарик расходомера будет плавать неустойчиво и ухудшать точность показаний трубки Драгера. А.4.3.2 Добавляют 20 мл деионизированной воды в камеру 1. А.4.3.3 Добавляют 5 капель противовспенивателя в камеру 1. А.4.3.4 См. в таблице А.1 требующиеся для ожидаемого диапазона сульфидов объем образца и тип трубки Драгера. Выберите подходящий тип трубки Драгера. Отбейте вершину на каждом конце трубки. А.4.3.5 Установите трубку Драгера указательной стрелкой вниз в просверленное отверстие для установки. Аналогично, установите трубку расходомера при верхнем положении слова ВЕРХ. Поставьте уплотнительное кольцо вокруг корпуса каждой трубки. А.4.3.6 Установите верхнюю часть на газоанализатор и равномерно затяните вручную все винты на уплотнительных кольцах. Таблица А.1. Определение трубки Драгера (или эквивалентной), объема образца, и фактора трубки, используемых в различных диапазонах сульфидов Диапазон сульфидов мг/л Объем образца мл Обозначение трубки Драгера (см. на корпусе трубки) Фактор трубки a (используемый в расчетах) 1,2 - 24 10,0 H 2 S 100/a 0,133 2,4 - 48 5,0 H 2 S 100/a 0,133 4,8 - 96 2,5 H 2 S 100/a 0,133 30 - 1050 10,0 H 2 S 0,2 %/A 1 330 60 - 2100 5,0 H 2 S 0,2 %/A 1 330 120 - 4200 2,5 H 2 S 0,2 %/A 1 330 a Если используются другие трубки, факторы трубки в таблице А.1 должны быть изменены в соответствии с техническими условиями изготовителя. А.4.3.7 При отвинченном регуляторе подсоединяют газ-носитель к дисперсионной трубке камеры 1, используя гибкие трубопроводы. Если используется картридж СО 2 , устанавливают и прокалывают картридж и подсоединяют его к дисперсионной трубке. ISO 10414-1:2001(R) © ISO 2001 – Все права сохраняются 45 А.4.3.8 Соединяют гибким трубопроводом выход камеры 3 с трубкой Драгера. Используют только трубопроводы из латексной резины или инертной пластмассы. Не зажимайте гибкие трубопроводы; незажатые трубопроводы производят сброс давления в случае чрезмерного давления. |