RUS_ISO_10414_1_2001 Растворы на водной основе. Промышленность нефтяная и газовая. Полевые испытания буровых растворов. Часть Растворы на водной основе

• Название: Промышленность нефтяная и газовая. Полевые испытания буровых растворов. Часть Растворы на водной основе
• Дата: 19.12.2021
• Размер: 0.63 Mb.
• Имя файла: RUS_ISO_10414_1_2001 Растворы на водной основе.pdf
• Тип: Документы; #309950
• страница: 8 из 10

Объем
выпадения
, мл
с[KCl], фунт/баррель
Обозначения
1
Не используйте данную методику при концентрациях менее 10 г/л (3,5 фунт/баррель).
2
См. таблицу А.3 далее.
Рисунок А.1. Пример графика калибровочной кривой для хлористого калия (не использовать
для калибровки)

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
53
Таблица А.3. Объемы фильтратов, используемые при различных концентрациях KCl
Дипазон концентрации KCl
кг/м
3
(фунт/баррель)
K
+
в фильтрате
мг/л
Используемый
обьем фильтрата
мл
10 - 50 3,5 - 17,5 5250 – 26250 7,0 50 - 100 17,5 - 35 26250 - 52500 3,5 100 - 200 35 - 70 52500 - 105000 2,0
Больше 200 больше 70 больше 105000 1,0
А.6.4.5 Добавляют 2 - 3 капли раствора перхлората натрия в пробирку. Если осадок все еще образуется, количество калия не было полностью измерено. См. таблицу А.3 и используйте следующий в сторону уменьшения объем фильтрата. Повторите пункты А.6.4.1 – А.6.4.4.
А.6.4.6 Определяют концентрацию хлористого калия путем сравнения измеренного выпавшего объема со стандартной калибровочной кривой, подготовленной в А.6.3. Включают в отчет концентрацию калия с(К
+
) в килограммах на кубический метр (или в фунтах на баррель) KCl.
Концентрация калия может быть также зарегистрирована в миллиграммах на литр ионов калия.
Если концентрация хлористого калия в фильтрате с(KCl) согласно стандартной калибровочной кривой превышает 50 кг/м
3
(или (18 фунтов/баррель), точность результатов снижается. Для получения более точных результатов используют следующий в сторону уменьшения объем фильтрата согласно таблице А.3, и повторяют пункты А.6.4.1 – А.6.4.4.
А.6.5 Расчет
с[KCl], килограммов на кубический метр = (7/V
t
)
× (значение на оси х стандартной кривой , миллиграммов на литр)
(А.10)
с[KCl], фунтов на баррель = (7/V
t
)
× (значение на оси х стандартной кривой, фунтов на баррель)
(А.11)
с[K
+
] = 525
× (с[KCl], килограммов на кубический метр)
(А.12)
с[K
+
]
+
= 1500
× (с[KCl], фунтов на баррель)
(А.13) где
с[KCl] - концентрация хлористого калия;
V
t
- использованный объем фильтрата, в миллилитрах;
с[K
+
] - концентрация ионов калия, в миллиграммах на литр.
А.7 Калий (концентрация ниже 5000 мг/л)
А.7.1 Основные принципы

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
54
Данная методика используется для измерения содержания ионов в фильтратах буровой жидкости на уровнях менее 5000 мг/л. Ионы калия осаждаются в виде соли тетрафенилбората при добавлении избытка стандартного раствора тетрафенилбората натрия (STPB).
Непрореагировавший STPB затем определяется титрованием четвертичной аммониевой солью
(QAS), гексадецилтриметил бромидом аммония, используя бромофеноловый синий в качестве индикатора. Конечная точка определяется при изменении цвета от пурпурно-синего на светло голубой. Концентрация ионов калия с[К
+
] в образце рассчитывается путем вычитания количества непрореагировавшего STPB из количества первоначально добавленного в образец STPB.
А.7.2 Реактивы и аппаратура
А.7.2.1 Стандартный тетрафенилборат натрия (STPB) (CAS № 143-66-8) раствор: 8,754 г в 800 мл деионизированной воды. Добавляют 10 г – 12 г гидроокиси алюминия, перемешивают в течение
10 минут и фильтруют. Добавляют 2 мл 20% раствора NaOH в фильтрат и разбавляют до 1 л деионизированной водой.
А.7.2.2 Четвертичная аммониевая соль (QAS) (CAS № 57-09-0) раствор, 1,165 г гексадецилтриметил бромида аммония/500 мл деионизированной воды.
А.7.2.3 Каустическая сода (CAS № 1310-73-2) раствор, фракция по массе 20% в деионизированной воде.
А.7.2.4
Бромофеноловый
синий (CAS № 115-39-9) индикатор, 0,04 г тетрабромофенолсульфонфталеин/3 мл 0,1 моль/л NaOH. Разбавляют до 100 мл деионизированной водой.
А.7.2.5 Деионизированная или дистиллированная вода.
А.7.2.6 Градуированные пипетки (TD), градуировано 2 мл на деления по 0,01 мл, 5 мл и 10 мл.
А.7.2.7 Градуированные мензурки, емкостью 25 мл (TD) и 100 мл (TC
А.7.2.8 Химические стаканы, емкость 250 мл.
А.7.2.9 Воронка.
А.7.2.10 Фильтровальная бумага.
А.7.3 Методика
А.7.3.1 Помещают необходимое количество фильтрата в градуированную мензурку 100 мл, используя таблицу А.4 для определения размера образца. Применяйте пипетку для измерения количества фильтрата.

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
55
Таблица А.4. Объем фильтрата, используемый при различных концентрациях KCl
Дипазон c[KCl]
кг/м
3
(фунт/баррель)
C[K
+
] в
фильтрате
мг/л
Используемый
объем фильтрата
мл
0,5 – 3,0 0,175 - 1,05 262,5 – 1575 10,0 3,0 – 6,0 1,05 – 2,1 1575 - 3150 5,0 6,0 – 20,0 2,1 – 7,0 3150 - 10500 2,0
А.7.3.2 Добавляют 4 мл раствора NaOH (фракция по массе 20%; измеряется пипеткой 5 мл), 25 мл раствора STPB (измеряется градуированной мензуркой на 25 мл), и достаточное количество деионизированной воды для доведения уровня раствора до отметки 100 мл.
А.7.3.3 Смешивают и оставляют отстояться в течение 10 минут.
А.7.3.4 Фильтруют в градуированную мензурку обьемом 100 мл. Если фильтрат мутный, повторяют фильтрование.
А.7.3.5 Переносят 25 мл вышеупомянутого фильтрата (измеряя градуированной мензуркой на 25 мл) в химический стакан на 250 мл.
А.7.3.6 Добавляют 10 капель – 15 капель бромофенолового синего индикатора.
А.7.3.7 Титруют раствором QAS до изменения цвета от пурпурно-синего на светло голубой.
Важно проверять концентрацию раствора QAS по раствору STPB через интервалы в 1 месяц. Для определения эквивалента QAS разбавляют 2 мл раствора STPB в сосуде для титрования 50 мл деионизированной воды. Добавляют 1 мл 20% раствора NaOH и 10 капель – 20 капель бромофенолового синего индикатора. Титруют раствором QAS до изменения цвета от пурпурно- синего на светло голубой.
Отношение QAS к STPB = (V
QAS
)/2 (А.14) где V
QAS
- объем QAS, в миллиметрах.
Если отношение другое, чем 4,0
± 0,5, рассчитывают фактор коррекции, который следует использовать при расчете c[K
+
], миллиграммов на литр.
Фактор коррекции (CF) = 8/ V
QAS
(А.15)
А.7.4 Расчет
с[K
+
] в фильтрате, в миллиграммах на литр =
1000
× (25 - V
QAS
) фильтрат буровой жидкости, мл (А.16)
Если необходим фактор коррекции:

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
56
с[K
+
] в фильтрате, в миллиграммах на литр = 1000
(25 – (CF)V
QAS
) фильтрат буровой жидкости, мл
(А.17)
с[KCl] в фильтрате, в килограммах на кубический метр =
с[K
+
] в фильтрате, мг/л
525
(А.18)
с[KCl] в фильтрате, в фунтах на баррель =
с[K
+
] в фильтрате, мг/л
1500
(А.19)

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
57
Приложение В
(информативное)
Измерение прочности на сдвиг с помощью трубки широметра
В.1 Основные принципы
В.1.1 Опыт показывает, что некоторые буровые жидкости имеют тенденцию приобретать чрезмерно высокую прочность на сдвиг при статических условиях, особенно при высоких температурах. Чрезмерная прочность на сдвиг приводит к высоким давлениям в насосах, необходимым для «начала циркуляции», и может, следовательно, вызвать ее прекращение.
Высокая прочность на сдвиг может также создать трудности при каротаже, перфорации и других
«забойных» операциях.
В.1.2 Приводимая ниже методика может быть использована для определения существования такой тенденции и оценки степени, в которой буровые жидкости могут приобретать слишком высокую прочность на сдвиг. Измерения прочности на сдвиг обычно проводятся на нагреваемых и выдерживаемых в статических условиях образцах буровой жидкости. Температура старения выбирается, следовательно, близкой к существующей согласно оценкам в нижней части скважины.
В связи с этим необходимы камеры или резервуары для старения, удовлетворяющие определенным требованим по давлению и температуре.
В.2 Аппаратура
В.2.1 Широметрическая трубка из нержавеющей стали
Длина
89 мм (3,5 дюйма)
Наружный диаметр
36 мм (1,4 дюйма)
Толщина стенки 0,2 мм (0,008 дюйма)
ПРИМЕЧАНИЕ. Было установлено, что небольшой наружный конус в донной части сдвиговой трубки улучшает воспроизводимость результатов испытаний.
В.2.2 Платформа для гирь.
В.2.3 Набор гирь, с шагом 1 грамм.
В.2.4 Линейка, градуированная в миллиметрах (дюймах).
В.3 Методика
В.3.1 Широметрическая трубка и платформа осторожно помещаются и балансируются на поверхности состаренного образца, охлажденного до комнатной температуры. Может быть необходимо сдвинуть гири на платформе для обеспечения начального проникания трубки в буровую жидкость по вертикали. Если на термосостаренном образце образовалась корка, эту корку следует осторожно разбить перед установкий широметрической трубки на место испытаний.

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
58
В.3.2 Осторожно кладут достаточно гирь на платформу, чтобы началось движение сдвиговой трубки вниз. Если не положено слишком много веса, трубка остановит свое движение вниз в точке, где сдвиговая прочность состаренной буровой жидкости на поверхности трубки будет достаточной для поддержки положенной массы. Желательно, чтобы погрузилась по крайней мере половина длины трубки.
В.3.3 Регистрируют полную массу в граммах, включающую платформу и гири. Измеряют часть трубки, погрузившуюся в жидкость, в сантиметрах. Длина погружения трубки может быть наиболее точно измерена путем замера длины непогрузившейся части, когда трубка находится в положении максимального погружения. Небольшая линейка, удерживаемая на поверхности буровой жидкости рядом с трубкой, облегчает такие измерения. Разница между полной длиной трубки и длиной ее непогрузившейся части будет равна глубине погружения.
В.4 Расчет
Прочность на сдвиг (
γ), Па
(В.1)
Прочность на сдвиг (
γ), фунтов/100 фут
2
= 2,083
× (γ, в Па)
(В.2) где
m
st
- масса широметрической трубки, в граммах;
m
tot
- полная масса сдвига, в граммах (сумма платформы и гирь);
l - длина погруженной части широметрической трубки, в сантиметрах;
ρ
- плотность буровой жидкости, в граммах на кубический сантиметр.

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
59
Приложение С
(информативное)
Сопротивление
С.1 Основные принципы
Контроль сопротивления буровой жидкости и фильтрата буровой жидкости может представлять интерес для оценки характеристик формирования по каротажным диаграммам.
С.1 Аппаратура
С.2.1 Измеритель удельных сопротивлений прямых показаний, или аналогичный.
Следуйте инструкциям изготовителя по источникам тока, калибровке, измерениям и расчету.
С.2.2 Калиброванная камера для измерения сопротивления.
С.2.3 Термометр, на диапазон от 0
°С - 105°С (32°F - 220°F).
С.2.4 Щетка для мытья бутылок, подходящая для размера и типа камеры для измерения сопротивления.
С.2.5 Лабораторный моющий раствор, подходящий для чистки металлических или пластмассовых поверхностей.
С.3 Методика
С.3.1 Заполняют чистую, сухую камеру для измерения сопротивления свежеперемешанной буровой жидкостью или фильтратом буровой жидкости. В образце не должен оставаться воздух или газ.
С.3.2 Соединяют камеру с измерителем.
С.3.3 Измеряют сопротивление в ом метрах (прямое считывание) или сопротивление в омах (непрямое считывание). В инструкции на измеритель или изготовителя должен быть указан тип показаний.
С.3.4 Измеряют температуру образца с точностью до 0,5
°С (1°F).
С.3.5 Очищают камеру. Чистят ее щеткой и моющим средством при необходимости. Промывают дистиллированной водой и просушивают.
С.4 Расчет
С.4.1 Включают в отчет сопротивление буровой жидкости (
ρ
m
) или фильтрата буровой жидкости
(
ρ
mf
) в ом метрах, с точностью до 0,01 Ом
⋅ м.
С.4.2 Включают в отчет температуру образца в градусах Цельсия (Фаренгейта).
С.4.3 Если показания в омах, то преобразуют их в ом метры следующим образом:
ρ
, Ом
⋅ м = (
ρ
, Ом)
× (константа камеры, м
2
/м).
(С.1)

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
60
Приложение D
(информативное)
Удаление воздуха или газа перед испытаниями
D.1 Основные принципы
Большинство буровых жидкостей не требуют применения специального оборудования для удаления воздуха или газа перед испытаниями. Обычно все, что для этого требуется, - это мягкое перемешивание с нескольким каплями подходящего противовспенивателя. В большинстве случаев достаточно помешивание шпателем или переливание из сосуда в сосуд. Когда встречаются буровые жидкости, в которых остается воздух или газ после описанных выше операций, можно использовать следующую методику деаэрации буровой жидкости.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если плотность буровой жидкости является единственным необходимым свойством, можно использовать весы для взвешивания буровой жидкости под давлением раздела 5.
D.2 Аппаратура
D.2.1 Прибор, пригодный для вакуумирования.
D.2.2 Промышленный противовспениватель для буровых жидкостей.
D.3 Методика
D.3.1 Заполняют наполовину чистый, сухой резервуар содержащей растворенный воздух буровой жидкостью.
D.3.2 Добавляют несколько капель противовспенивателя на поверхность буровой жидкости.
D.3.3 Устанавливают мешалку и колпачек; накрывают крышкой с уплотнением.
D.3.4 Закрепляют вакуумную линию между насосом и прибором для поддержания вакуума приблизительно 83 кПа (620 мм ртутного столба).
D.3.5 Увеличивают вакуум до 10 кПа – 16 кПа (75 – 120 мм ртутного столба) и выполняют операции согласно инструкции изготовителя.
D.3.6 После деаэрации буровой жидкости частично ослабляют вакуум до приблизительно 50 кПа –
65 кПа (375 – 490 мм ртутного столба) и наблюдают, появляются или нет воздушные пузыри в буровой жидкости.
D.3.7 Если деаэрация недостаточна, повторяют операции пунктов D.3.4 - D.3.6 до удаления воздуха.
D.3.8 При наличии мензурки на конце Полностью снимают вакуум и передают буровую жидкость на испытания.

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
61
Приложение Е
(информативное)
Кольцевой образец для испытания коррозии бурильной трубы
Е.1 Основные принципы
Е.1.1 Помещение на бурильную колонну колец для испытаний коррозии является одним из наиболее широко применяемых методов оценки склонности к коррозии оборудования для буровой жидкости на бурильных колоннах и другом оборудовании из стали. Извлечение и исследование этих колец после периода нахождения в скважине может дать много информации относительно коррозионного воздействия буровых жидкостей, а также типа возникающей коррозии. Изучение отложений и раковин на экспонируемых кольцах может дать ключевые сведения о причинах коррозии, позволяя, таким образом, принять защитные меры.
Е.1.2 Метод колец специально разработан для определения типа коррозии, характеризуемой потерями металла, как в отдельных раковинах, так и в целом. Испытательные кольца не предназначены для получения информации относительно водородного охрупчивания, трещинообразования при коррозии под нагрузкой, или других типов формирования разрушений, помимо влияния на эти процессы образования раковин.
Е.2 Реактивы и аппаратура
Е.2.1 Соляная кислота, ингибированная (CAS № 7647-01-0): фракция по массе 15% в дистиллированной воде.
Е.2.2 Ацетон, безводный (CAS № 67-64-1).
Е.2.3 Метанол (CAS № 67-56-1).
Е.2.4 Петролейный эфир (CAS № 8002-05-9).
Е.2.5 Деионизированная или дистиллированная вода.
Е.2.6 Раствор детергента.
Е.2.7 Кольцо.
a)
Конструкция кольца:
Индикатор коррозии кольцевого типа на бурильной колонне, или кольцо для испытаний на коррозию, должны быть механически обработаны таким образом, чтобы соответствовать буртику замковой муфты в конце трубы, и должны иметь такой же диаметр, как замковая муфта, чтобы свести к минимуму турбулентность. b)
Состав кольца:
Для исключения гальванической коррозии кольцо должно быть изготовлено из стали, идентичной стали замкового соединения, на котором оно установлено. Такое требование

ISO 10414-1:2001(R)
© ISO 2001 – Все права сохраняются
62
практически нецелесообразно и рекомендуется использовать сталь, аналогичную по химическому составу, например AISI 4130. Тип использованной стали следует указать в формуляре отчета. Кольца обычно вырезаются из труб, которые не были закалены и отпущены. Сходство составов стали 4130 и стали замкового соединения должно быть достаточным для минимизации гальванических эффектов и получения полезных данных. c)
Маркировка кольца:
На кольцах должна быть нанесена маркировка по трафарету с серийным номером для постоянной идентификации. d)
Подготовка кольца:
Кольца необходимо очистить жесткой щеткой из щетины и промыть раствором моющего средства, прополоскать чистой водой и безводным ацетоном или метанолом. Оставляют кольца просохнуть, взвешивают с точностью до миллиграмма, и регистрируют массу в отчетном формуляре. Для предотвращения коррозии кольца хранят в сухом контейнере, например в сушильном шкафу. Кольца для исследования коррозии транспортируют на место в герметичных пакетах или упаковках для сведения к минимуму коррозии под действием атмосферы.