ГОСТ 33213-2014. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ В ПРОМЫСЛОВЫХ УСЛОВИЯХ - часть 2

 

  Главная      Учебники - Разные     ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008). МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ В ПРОМЫСЛОВЫХ УСЛОВИЯХ

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   1  2  3   ..

 

 

ГОСТ 33213-2014. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ В ПРОМЫСЛОВЫХ УСЛОВИЯХ - часть 2

 

 

Y

 - динамическое напряжение сдвига, фунт/100 фут ;

 - прочность на сдвиг, Па;

 - прочность на сдвиг, фунт/100 фут ;

Г

 - градиент бурового раствора, кПа/м;

Г

 - градиент бурового раствора, фунт/дюйм ·фут;

 - эффективная вязкость, мПа/с;

 - пластическая вязкость, мПа/с;

 - пластическая вязкость, фунт/100 фут ;

 - температура;

 - плотность, г/мл, при сравнении с дистиллированной водой; (г/см )

 - плотность, кг/м ;

 - плотность, фунт/галлон;

 - плотность, фунт/м ;

 - плотность утяжеляющего материала, г/мл (г/см );

 - плотность бурового раствора, г/мл (г/см );

 - плотность фильтрата, г/мл (г/см );

  -  плотность  твердых  частиц  малой  плотности,  г/мл  (принимается

равной 2,6, если неизвестна) (г/см );

 - плотность нефти, г/мл (используется значение 0,8, если неизвестно)

(г/см );

 - плотность воды при температуре испытания, г/мл (г/см );

 - объемная доля утяжелителя, %;

 - объемная доля твердых частиц малой плотности, %;

 - объемная доля углеводородной фазы, %;

 - объемная доля твердых частиц после перегонки в реторте, %;

 - объемная доля взвешенных твердых частиц, %;

 - объемная доля воды, %.

3.2 Сокращения

В настоящем стандарте используются следующие сокращения:
АА - Атомно-абсорбционная спектроскопия;
ASC - Американское химическое общество;
API - Американский нефтяной институт;
ASTM - Американское общество по испытанию материалов;

BE - бентонитовый эквивалент;

CAS - химическая реферативная служба;
DFG - градиент бурового раствора;

DS - выбуренные твердые частицы;

EDTA - этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА);
НТНР - высокая температура/высокое давление;
LGS - твердые частицы низкой плотности;
meq - миллиэквиваленты;
ОСМА  -  Ассоциация  производителей  химических  реагентов  для

нефтедобывающей  промышленности  (первоначально  компаний  Ближнего
Востока);

МВТ - испытание по адсорбции метиленового синего;
РРА - прибор для определения закупоривающей способности;
РРТ - испытание для определения закупоривающей способности;
PTFE - политетрафторэтилен;

PV - пластическая вязкость, в общепринятой нефтяной терминологии;

QAS - четвертичная аммониевая соль;
ТС - для замера;

TD - для переноса;

USC - Американская система мер и весов.

4 Плотность бурового раствора (удельный
вес бурового раствора)

4.1 Принцип

В 

настоящем 

стандарте 

определение 

плотности 

проводится

гравиметрическим  методом,  который  заключается  в  измерении  массы
определенного  объема  жидкости.  Плотность  бурового  раствора  выражается
г/мл (граммах  на  кубический  сантиметр)  или  килограммах  на  кубический
метр (фунтах на галлон или фунтах на кубический фут).

4.2 Оборудование

4.2.1 Прибор для измерения плотности с точностью до 0,01 г/мл (г/см ) или

10 кг/м  (0,1 фунт/галлон или 0,5 фунт/фут ).

В  качестве  прибора  для  определения  плотности  бурового  раствора

обычно  используются  специальные  рычажные  весы.  Рычажные  весы  для
определения плотности бурового раствора сконструированы так, что чаша для
бурового 

раствора 

на 

одном 

конце 

рычага 

уравновешивается

зафиксированным  на  другом  конце  противовесом  и  перемещаемым  по
градуированной  шкале  рычага  подвижным  грузом.  Для  подтверждения
точности горизонтального положения рычага на нем установлен пузырьковый
уровень.  Для  увеличения  диапазона  измерений  при  необходимости  могут
использоваться дополнительные устройства.

Следует  регулярно  выполнять  калибровку  прибора  с  использованием

пресной  воды.  Пресная  вода  должна  давать  показание  1,00  г/мл (г/см )  или

1000 кг/м  (8,33 фунт/галлон или 62,3 фунт/фут ) при 21°С (70°F). Если это не
так,  отрегулировать  установочный  винт  или  количество  свинцовой  дроби  в
гильзе на конце градуированного рычага, если это необходимо.

4.2.2  Термометр  с  диапазоном  измерения  от  0°С  до  105°С  (от  32°F  до

220°F).

4.3 Порядок выполнения работ

4.3.1  Основание  прибора  следует  разместить  на  гладкой  ровной

поверхности.

4.3.2 Измерить и внести в отчет температуру бурового раствора.

4.3.3  Заполнить  чистый  сухой  стакан  буровым  раствором,  который

необходимо  проанализировать;  закрыть  стакан  с  буровым  раствором
крышкой и повернуть крышку до ее плотной посадки. Проверить, выходит ли
часть раствора через отверстие в крышке, чтобы удалить захваченный воздух
или газ (информацию об удалении воздуха или газа см. в приложении D).

4.3.4  Плотно  прижать  крышку  к  стакану  с  буровым  раствором  (при

закрытом  отверстии  на  крышке),  вымыть  или  протереть  наружную
поверхность стакана, чтобы он был чистый и сухой.

4.3.5  Установить  рычаг  на  опору  основания  и  уравновесить  его

перемещением  подвижного  груза  по  градуированной  шкале.  Равновесие
устанавливается, когда пузырек уровня находится на центральной отметке.

4.3.6 Снять показания плотности бурового раствора со стороны стрелки на

подвижном  грузе  по  одной  из  четырех  градуированных  шкал.  Показания

плотности  могут  считываться  непосредственно  в  единицах  г/мл (г/см ),

фунт/галлон  и  фунт/фут   или  в  качестве  градиента  бурового  раствора  в

фунт/дюйм /1000 футов.

4.4 Расчет

4.4.1 Внести в отчет плотность бурового раствора с точностью до 0,01 г/мл

(г/см ) или 10 кг/м , (0,1 фунт/галлон или 0,5 фунта/фут ).

4.4.2  Для  преобразования  показания  плотности,  ,  выраженного  в  г/мл

(г/см ), в другие единицы измерения, использовать формулы (1)-(3):

, кг/м , 

(1)

где 

 - плотность, кг/м ;

, фунт/галлон, 

(2)

где 

 - плотность, фунт/галлон;

, фунт/фут , 

(3)

где 

 - плотность, фунт/фут .

В  таблице  2  приведены  коэффициенты  для  преобразования  значений  из

одних единиц измерения в другие.

Формулы  (4)-(7)  используются  для  преобразования  плотности  в  градиент

бурового раствора, Г

, Па/м (фунт/дюйм ·фут):

(4)

(5)

(6)

 

(7)

где Г

 - градиент бурового раствора, Па/м;

Г

 - градиент бурового раствора в фунт/дюйм /фут.

В таблице 1 приведен перечень преобразований значений плотности.

Таблица 1 - Преобразование значений плотности

Граммы  на  куб.

сантиметр

(г/см )

Килограммы  на
кубический
метр

(кг/м )

Фунты на галлон
США
(фунт/галлон
США)

Фунты 

на

кубический  фут

(фунт/фут )

0,70

700

5,8

43,6

0,80

800

6,7

49,8

0,90

900

7,5

56,1

1,00

1000

8,345

62,3

1,10

1100

9,2

68,5

1,20

1200

10,0

74,7

1,30

1300

10,9

81,0

1,40

1400

11,7

87,2

1,50

1500

12,5

93,5

1,60

1600

13,4

99,7

1,70

1700

14,2

105,9

1,80

1800

15,0

112,1

1,90

1900

15,9

118,4

2,00

2000

16,7

124,6

2,10

2100

17,5

130,8

2,20

2200

18,4

137,1

2,30

2300

19,2

143,3

2,40

2400

20,0

149,5

2,50

2500

20,9

155,8

2,60

2600

21,7

162,0

2,70

2700

22,5

168,2

2,80

2800

23,4

174,4

2,90

2900

24,2

180,7

а - те же значения, что и относительная плотность.

b - точный переводной коэффициент.

Таблица 2 - Преобразование единиц измерения плотности

Измерено в

Умножить на ..., чтобы получить

г/см

кг/м

(фунт/гал)

(фунт/фут )

г/см

1

1000

8,33

62,3

кг/м

0,001

1

0,0083

16,026

(фунт/гал)

0,120

120

1

7,49

(фунт/фут )

0,0160

16,03

0,1335

1

5 Альтернативный способ определения
плотности бурового раствора

5.1 Принцип

Рычажные  весы  под  избыточным  давлением  обеспечивают  возможность

более  точного,  по  сравнению  с  обычными  рычажными  весами,  определения
плотности  бурового  раствора,  содержащего  захваченный  воздух  или  газ.
Рычажные весы под избыточным давлением аналогичны обычным рычажным
весам  и  отличаются  тем,  что  образец  бурового  раствора  под  давлением
помещается в стакан для проб фиксированного объема.

Цель  использования  образца  под  давлением  состоит  в  том,  чтобы

минимизировать  влияние  захваченного  воздуха  или  газа  на  измерение
плотности  бурового  раствора.  При  повышении  давления  в  стакане  для  проб
объем  захваченного  воздуха  или  газа  уменьшается  до  размеров,  которыми
можно  пренебречь,  таким  образом,  обеспечивается  измерение  плотности
бурового раствора в условиях, более близких к условиям в скважине.

5.2 Оборудование

5.2.1 Прибор для измерения плотности с точностью до 0,01 г/мл (г/см ) или

10 кг/м  (0,1 фунт/галлон или 0,5 фунт/фут ).

В  качестве  прибора  для  определения  плотности  бурового  раствора  под

давлением  обычно  используются  рычажные  весы  под  избыточным
давлением.  Рычажные  весы  для  определения  плотности  бурового  раствора
под  давлением  сконструированы  так,  что  стакан  для  бурового  раствора  с
закручивающейся  крышкой  на  одном  конце  рычага  уравновешивается
зафиксированным  на  другом  конце  противовесом  и  перемещаемым  по
градуированной  шкале  рычага  подвижным  грузом.  Для  подтверждения
точности горизонтального положения рычага на нем установлен пузырьковый
уровень.

Следует  регулярно  выполнять  калибровку  прибора  с  использованием

пресной  воды.  Пресная  вода  должна  давать  показание  1,0  г/мл (г/см )  или

1000 кг/м  (8,33 фунт/галлон или 62,3 фунт/фут ) при 21°С (70°F). Если это не
так,  отрегулировать  установочный  винт  или  количество  свинцовой  дроби  в
гильзе на конце градуированного рычага, если это необходимо.

5.2.2  Термометр  с  диапазоном  измерения  от  0°С  до  105°С  (от  32°F  до

220°F).

5.3 Порядок выполнения работ

5.3.1 Измерить и внести в отчет температуру бурового раствора.

5.3.2  Заполнить  стакан  для  проб  до  уровня  немного  [примерно  на  6,5  мм

(0,25 дюйма)] ниже верхнего края стакана.

5.3.3 Закрыть стакан крышкой с обратным клапаном в нижнем (открытом)

положении.  Прижать  крышку  до  соприкосновения  наружной  юбки  крышки  с
верхним краем стакана. Избыточный раствор будет вытеснен через обратный
клапан. После того как стакан накрыт крышкой, перевести клапан в закрытое
положение,  промыть  стакан  и  резьбы  водой  и  закрутить  резьбовую  крышку
стакана.

5.3.4  Действие  плунжера,  повышающего  давление,  аналогично  действию

шприца.  Для  заполнения  плунжера  погрузить  его  конец  в  раствор  с
положением  штока  поршня  полностью  внутри.  Заполнить  цилиндр  плунжера
раствором,  оттягивая  шток  поршня  вверх.  Этот  объем  следует  слить,  чтобы
жидкость, оставшаяся после последней промывки плунжерного механизма, не
разбавила  пробу,  и  снова  заполнить  исследуемым  раствором  цилиндр
плунжера.

5.3.5  Поместить  носовую  часть  плунжера  в  посадочное  кольцо  клапана

крышки. Повысить давление в стакане для проб, удерживая цилиндр плунжера
с силой, обеспечивающей нижнее (открытое) положение обратного клапана, и
одновременно  перемещая  шток  поршня  внутрь.  К  штоку  поршня  следует
прикладывать усилие, равное приблизительно 225 Н (50 фунт-силы) или более
высокое.

5.3.6 Обратный клапан на крышке приводится в действие давлением; когда

внутри  стакана  повышается  давление,  обратный  клапан  переключается  в
закрытое  положение.  Чтобы  закрыть  обратный  клапан,  надо  постепенно
поднимать  цилиндр  плунжера,  сохраняя  давление  на  шток  поршня.  После
закрытия  клапана  перед  отсоединением  плунжера  убрать  давление  на  шток
поршня.

5.3.7  Проба  раствора  под  давлением  теперь  готова  для  взвешивания.

Промыть  и  насухо  вытереть  наружную  поверхность  стакана.  Установить
прибор на опорной призме. Переместить передвижную гирю вправо или влево,
чтобы  уравновесить  рычаг.  Рычаг  уравновешен,  когда  пузырек  уровня
находится  в  центре  между  двумя  черными  метками.  Снять  показание
плотности  на  одной  из  четырех  градуированных  шкал  на  стороне  стрелки
передвижной 

гири. 

Показание 

плотности 

может 

быть 

получено

непосредственно  в  г/мл (г/см ),  фунт/галлон  и  фунт/фут   или  как  градиент

бурового раствора в фунт/дюйм ·1000 футов.

5.3.8  Чтобы  сбросить  давление  внутри  стакана  для  проб,  снова

подсоединить пустой плунжер и нажать цилиндром плунжера вниз.

5.3.9  Тщательно  очистить  стакан  и  промыть  водой.  Для  более  надежного

функционирования  в  буровых  растворах  на  водной  основе  клапан  следует
регулярно смазывать водостойкой смазкой.

5.4 Расчет

Внести в отчет значение плотности бурового раствора с точностью до 0,01

г/мл (г/см ) или 10 кг/м  (0,1 фунт/галлон или 0,5 фунт/фут ).

Для преобразования использовать уравнения, приведенные в 4.4.2.

6 Вязкость и прочность геля

6.1 Принцип

Показатели  вязкости  и  прочность  геля  связаны  со  свойствами  текучести

(реологией) буровых растворов. Для измерения вязкости и/или прочности геля
буровых растворов используются следующие приборы:

a) вискозиметр Марша - простейшее устройство для определения вязкости

в повседневной практике;

b)  вискозиметр  прямой  индикации  -  механическое  устройство  для

измерения вязкости при различных градиентах скорости сдвига.

Примечание - Информацию о реологии буровых растворов см. в [3].

6.2 Определение условной вязкости с использованием вискозиметра

Марша

6.2.1 Оборудование

6.2.1.1  Вискозиметр  Марша,  откалиброванный  на  вытекание  946  мл  (1

кварта)  пресной  воды  при  температуре  (21±3)°С  [(70±5)°F]  за  (26±0,5)  с,  с
мерной кружкой в качестве накопительной емкости.

6.2.1.1.1  Конусообразная  воронка  длиной  305  мм  (12  дюймов)  диаметром

152 мм (6,0 дюймов) и емкостью до сетки 1500 мл (1,6 кварты).

6.2.1.1.2  Выходное  отверстие (трубка)  длиной  50,8  мм  (2  дюйма)  и

внутренним диаметром 4,7 мм (0,188 дюйма = 3/16 дюйма).

6.2.1.1.3 Сетка с размером ячейки 1,6 мм (0,063 дюйма = 1/16 дюйма) (12

меш);  закрепленная  на  19  мм  (0,75  дюйма=1/16  дюйма)  ниже  верхнего  края
воронки.

6.2.1.2 Мерная кружка емкостью не менее 946 мл (1 кварта).

6.2.1.3 Секундомер.

6.2.1.4  Термометр  с  диапазоном  измерений  от  0°С  до  105°С  (от  32°F  до

220°F).

6.2.2 Порядок выполнения работ

6.2.2.1 Закрыть выходное отверстие воронки пальцем и залить через сито

свежую  пробу  бурового  раствора  в  чистую  вертикально  расположенную
воронку. Уровень раствора должен достигать нижней стороны сита.

6.2.2.2  Убрать  палец  и  включить  секундомер.  Измерить  время,  в  течение

которого  буровой  раствор  заполнит  мерную  кружку  до  отметки  946  мл  (1
кварта).

6.2.2.3 Измерить температуру раствора в градусах по Цельсию (градусах по

Фаренгейту).

6.2.2.4  Внести  в  отчет  время  (6.2.2.2)  с  точностью  до  секунды,  как

условную  вязкость,  измеренную  с  помощью  вискозиметра  Марша.  Внести  в
отчет  температуру  раствора  (6.2.2.3)  с  точностью  до  градуса  по  Цельсию
(градуса по Фаренгейту).

6.3  Определение  вязкости  и/или  прочности  геля  (статического

напряжения сдвига) с использованием вискозиметра прямой индикации

6.3.1 Оборудование

6.3.1.1 Вискозиметр прямой индикации

Вискозиметр  такого  типа  представляет  собой  ротационный  прибор  с

питанием  от  электродвигателя  или  ручного  привода.  Буровой  раствор
помещается  в  кольцевое  пространство  между  двумя  концентрическими
цилиндрами.  Наружный  цилиндр,  или  ротор,  вращается  с  постоянной
скоростью.  Вращение  ротора  в  растворе  создает  крутящий  момент  на
внутреннем цилиндре, или бобе. Торсионная пружина ограничивает движение
боба, и шкала, присоединенная к бобу, показывает его смещение. Постоянные
прибора  следует  установить  таким  образом,  чтобы  получать  значения
пластической  вязкости  и  динамического  напряжения  сдвига  при  скорости
вращения ротора 300 об/мин и 600 об/мин.

Вискозиметр прямой индикации должен иметь следующие характеристики:

a) ротор:

- внутренний диаметр 36,83 мм (1,450 дюйма);
- общая высота 87,0 мм (3,425 дюйма);
-  линия  отметки (риска): на высоте 58,4 мм (2,30 дюйма) от нижнего края

ротора,  с  двумя  рядами  отверстий  диаметром  3,18  мм  (0,125  дюйма)  на
расстоянии  120°  (2,09  радиан)  по  окружности  ротора  непосредственно  под
линией отметки;

b) боб закрытый, с плоским дном и конусообразным верхом:

- диаметр 34,49 мм (1,358 дюйма);
- высота цилиндра 38,0 мм (1,496 дюйма);

c) постоянная торсионной пружины:

- 386 дин·см/градус отклонения;

d) скорость вращения ротора:

- высокая скорость 600 об/мин;
- низкая скорость 300 об/мин.
Примечание  -  Различные  производители  предлагают  вискозиметры  с

разными скоростями ротора.

6.3.1.2 Секундомер.

6.3.1.3  Термометр  с  диапазоном  измерений  от  0°С  до  105°С  (от  32°F  до

220°F).

6.3.1.4  Подходящий  контейнер,  например  стакан,  поставляемый  с

вискозиметром.

6.3.2 Порядок выполнения работ

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   1  2  3   ..