ГОСТ 33213-2014. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ В ПРОМЫСЛОВЫХ УСЛОВИЯХ - часть 4

 

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

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  2  3  4  5   ..

 

 

ГОСТ 33213-2014. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ В ПРОМЫСЛОВЫХ УСЛОВИЯХ - часть 4

 

 

8.2.1.1 Чашка для пробы, стандартный объем чашки 10 мл (см ) (точность

±0,05  мл (см )),  20  мл (см )  (точность  ±0,10  мл (см ))  или  50  мл (см )

(точность ±0,25 мл (см )).

Примечание  -  Производители  такого  оборудования  предлагают  также

другие размеры чашек для проб.

8.2.1.2  Конденсатор,  рассчитанный  на  охлаждение  паров  углеводородов  и

воды ниже температуры испарения до их выхода из конденсатора.

8.2.1.3  Нагревательный  элемент,  с  мощностью,  достаточной  для

нагревания  пробы  выше  температуры  испарения  жидких  компонентов
бурового раствора в течение 15 мин без выпаривания твердых частиц.

8.2.1.4  Регулятор  температуры  (опция),  обеспечивающий  поддержание

температуры реторты на уровне 500°С±40°С (930°F±70°F).

8.2.1.5 Накопитель жидкости (ТС), специально разработанный стеклянный

цилиндр  с  закругленным  дном  для  упрощения  очистки  и  воронкообразным
горлышком для сбора падающих капель, имеющий следующие характеристики:

Общий объем, мл:

10

20

50

Прецизионность (от 0 до 100%), мл:

±0,05

±0,05

±0,25

Цена  деления  шкалы  (от  0  до

100%), мл:

0,10

0,10

0,50

Калибровка: до содержания (ТС) при 20°С (68°F)
Шкала: миллилитры или объемное содержание (в процентах)
Материал:  Прозрачный,  нечувствительный  к  углеводородам,  воде  и

растворам солей при температуре до 32°С (90°F).

Объем 

накопителя 

следует 

контролировать (верифицировать)

гравиметрическими методами. Процедура и расчеты приведены в приложении
Н для накопителей жидкости объемом 10 мл, 20 мл и 50 мл.

8.2.3 Тонковолокнистая стальная вата, обезжиренная

В  данной  ситуации  не  следует  применять  "жидкую  стальную  вату"  или

стальную вату с покрытием.

8.2.4  Высокотемпературная  силиконовая  консистентная  смазка  для

использования в качестве уплотнителя и смазочного материала для резьбы.

8.2.5 Ерши для чистки трубок.

8.2.6  Лопатка  для  шпаклевки  или  шпатель,  имеющие  форму  и  размеры,

соответствующие ретортной чашке для проб.

8.2.7 Воронка Марша.

8.2.8 Антипенная добавка.

8.2.9 Штопор.

8.3 Порядок выполнения работ

8.3.1  Убедиться,  что  ретортная  чашка  для  проб,  конденсатный  канал  и

накопитель  жидкости  -  чистые,  сухие  и  остывшие  после  предыдущего
испытания.  Перед  каждым  испытанием  внутренняя  поверхность  чашки  для
проб  и  крышки  должна  быть  тщательно  очищена  лопаткой  или  шпателем.
Периодически следует слегка полировать внутреннюю поверхность чашки для
проб  стальной  ватой.  Конденсатный  канал  также  следует  очищать  ершом  и
просушивать  перед  каждым  испытанием.  Скопление  отложений  в
конденсаторе  может  уменьшить  конденсацию  и  привести  к  ошибочным
результатам испытания.

Примечание - Порядок выполнения работ может незначительно меняться в

соответствии с типом используемой реторты. Полное описание процедуры см.
в инструкциях изготовителя.

8.3.2 Взять представительную пробу бурового раствора на водной основе и

остудить ее примерно до 27°С (80°F). Процедить анализируемую пробу через
сетку  с  ячейкой  1,68  мм  (0,066  дюйма)  (12  меш)  на  воронке  Марша,  чтобы
отделить закупоривающие добавки, крупный шлам или осколки породы.

8.3.3 Если проба бурового раствора содержит газ или воздух, добавить две

или  три  капли  антипенной  добавки  на  300  мл  бурового  раствора  и  медленно
помешивать в течение 2-3 мин для высвобождения газов.

8.3.4  Нанести  небольшое  количество  силиконовой  смазки  на  резьбу  на

чашке для пробы и конденсаторе. Это предотвратит утечку пара через резьбу,
а  также  облегчит  разборку  оборудования  и  его  очистку  после  завершения
испытания.

8.3.5  Поместить  шарик  стальной  ваты  в  камеру  над  чашкой  для  пробы.

Использовать  количество  стальной  ваты,  достаточное,  чтобы  не  допустить
попадания твердых частиц в накопитель жидкости при кипении.

Примечание - Это определяется опытным путем.

8.3.6  Наполнить  чашку  для  пробы  реторты  дегазированным  буровым

раствором на водной основе, см. 8.3.3. Информацию об удалении воздуха или
газа см. в приложении D.

8.3.7  Аккуратно  закрыть  чашку  для  пробы  крышкой  и  позволить

избыточному  количеству  пробы  выйти  из  отверстия  в  крышке,  чтобы
обеспечить правильный объем пробы в чашке.

8.3.8 Плотно закрыть крышку и вытереть перелившийся раствор с чашки и

крышки.  Необходимо  убедиться,  что  после  этого  резьба  чашки  для  пробы
осталась покрытой силиконовой смазкой и отверстие в крышке не закупорено.

8.3.9 Вкрутить чашку реторты в камеру реторты с конденсатором.

8.3.10  Поместить  чистый  сухой  накопитель  жидкости  под  выходным

отверстием конденсатора.

8.8.11  Нагреть  реторту  и  следить  за  жидкостью,  стекающей  из

конденсатора.  Продолжить  нагревание  реторты  в  течение  10  мин  после
полного сбора конденсата.

8.3.12  Убрать  накопитель  жидкости  из-под  реторты.  Проверить  наличие

твердых частиц в собранной жидкости. Если твердые частицы обнаружены и
весь  буровой  раствор  выкипел  из  чашки  для  пробы,  то  испытание  должно
быть повторено по 8.3.6.

8.3.13 Зафиксировать объем воды и углеводорода в накопителе жидкости

после  ее  остывания  до  температуры  окружающей  среды.  Внести  в  отчет
объемы (или процентное соотношение) собранной воды и углеводорода.

8.3.14  Остудить  реторту,  убрать  стальную  вату  с  помощью  штопора  и

очистить чашку для пробы шпателем.

8.4 Расчет

8.4.1  Используя  измеренные  значения  объемов  углеводородной  фазы  и

воды и исходное значение общего объема пробы бурового раствора (10 мл, 20
мл  или  50  мл),  рассчитать  в  процентах  объемное  содержание  водной,
углеводородной и твердой фаз в буровом растворе.

a) Объемное содержание водной фазы:

Объемное  содержание  воды 

, выраженное как процентное отношение

к общему объему пробы, рассчитывается по формуле (12):

(12)

где  - объем воды, в мл;

V

 - объем образца бурового раствора, в мл.

b) Объемное содержание углеводородной фазы:

Объемная  доля  углеводорода, 

,  выраженная  в  процентах  от  общего

объема образца, рассчитывается по формуле (13):

(13)

где  - объем углеводорода, мл;

V

 - объем образца бурового раствора, мл.

с) объемная доля твердой фазы:

объемная  доля  твердой  фазы 

,  выраженная  в  процентах  от  общего

объема образца, рассчитывается по формуле (14):

 

(14)

Примечание  -  Процентное  содержание  (объемная  доля)  твердых  частиц

после перегонки в реторте в формуле (14) является разностью между общим
объемом  пробы  (10  мл,  20  мл  или  50  мл)  и  суммой  объемов  воды  и  нефти.
Данную разность составляют взвешенные частицы (утяжеляющий материал и
частицы  малой  плотности)  и  растворенные  материалы  (например,  соль).
Данное  процентное  содержание  (объемная  доля)  твердых  частиц  после
перегонки  в  реторте  состоит  только  из  взвешенных  частиц,  если  буровой
раствор  не  обрабатывается  и  является  буровым  раствором  на  основе
пресной воды.

8.4.2  Для  определения  процентного  содержания  (относительного  объема)

взвешенных  частиц  и  соотношения  с  относительными  объемами  твердой
фазы малой плотности и утяжеляющего материала требуются дополнительные
расчеты.  Для  выполнения  данных  расчетов  требуются  точные  значения
плотности  бурового  раствора  и  концентрации  хлоридов.  Процентное

содержание  взвешенных  частиц 

,  выраженное  в  процентах  от  общего

объема пробы, рассчитывается по формуле (15):

(15)

где с

 - концентрация хлоридов, мг/л;

 - процентное содержание (объемная доля) воды;

 - процентное содержание (объемная доля) твердой фазы.

8.4.3  Объемная  доля  частиц  низкой  плотности 

,  выраженная  в

процентах  от  общего  объема  образца,  в  системе  СИ  рассчитывается  по
формуле (16) и по формуле (17) для единиц USC:

(16)

(17)

где 

 - плотность бурового раствора, г/см ;

 - плотность бурового раствора, фунт/галлон;

 - плотность фильтрата, г/см , рассчитывается по формуле (18):

 

(18)

 - плотность утяжелителей, г/см ;

 - плотность твердых частиц низкой плотности, г/см  (если неизвестна,

используют значение 2,6 г/см );

  -  плотность  углеводородов,  г/см   (если  неизвестна,  используют

значение 0,8 г/см ).

8.4.4  Объемное  содержание  утяжелителя, 

, выраженное в процентах от

общего объема пробы, рассчитывается по формуле (19):

(19)

8.4.5 Концентрации твердой фазы низкой плотности c

,  утяжелителей с

  и  взвешенных  частиц c

,  кг/м ,  можно  рассчитать  по  формулам  (20),

(21) и (22):

(20)

(21)

(22)

где 

 - объемная доля твердых частиц низкой плотности, %;

 - объемная доля утяжеляющего материала, %.

Концентрации  частиц  низкой  плотности c

, утяжеляющего материала c

  и  взвешенных  твердых  частиц c

,  фунт/баррель,  могут  быть

вычислены по формулам (23), (24) и (25) соответственно:

(23)

(24)

(25)

где 

 - объемная доля твердых частиц низкой плотности, %;

 - объемная доля утяжеляющего материала, %.

9 Содержание песка

9.1 Принцип

Содержание  песка  в  буровом  растворе  выражается  процентным

содержанием  (объемным  содержанием)  частиц  с  диаметром  более  74  мкм.
Содержание песка измеряется набором с ситом для песка.

9.2 Оборудование

9.2.1 Сито с ячейками размером 74 мкм (200 меш), диаметром 63,5 мм (2,5

дюйма).

9.2.2 Воронка, соответствующая ситу.

9.2.3  Стеклянный  измерительный  цилиндр  с  отметкой  объема  бурового

раствора  и  со  шкалой  от  0%  до  20%  для  отсчета  процентного  содержания
песка.

9.3 Порядок выполнения работ

9.3.1  Наполнить  стеклянный  измерительный  цилиндр  буровым  раствором

до отметки "буровой раствор". Долить в цилиндр воду до следующей отметки.
Закрыть отверстие цилиндра и тщательно взболтать.

9.3.2 Вылить смесь на чистое влажное сито. Слить жидкость, прошедшую

через сито. Долить воду в цилиндр, взболтать и вылить на сито. Повторять до
тех  пор,  пока  цилиндр  не  очистится  полностью.  Промыть  песок,  оставшийся
на сите, чтобы удалить все остатки бурового раствора.

9.3.3  Поставить  перевернутую  воронку  на  сито.  Медленно  перевернуть

конструкцию  и  вставить  носик  воронки  в  отверстие  стеклянного
измерительного  цилиндра.  Смыть  песок  в  цилиндр  тонкой  струей  воды.
Подождать  до  оседания  песка.  По  шкале  на  цилиндре  считать  процентное
содержание песка в растворе.

9.3.4 Внести в отчет данные о содержании песка в процентном отношении

(объемная  доля).  Внести  в  отчет  место  отбора  пробы  бурового  раствора,
например  перед  виброситом,  в  приемной  емкости  бурового  раствора  и  т.д.
Более  крупные  твердые  частицы,  отличные  от  песка  (например,  материалы
для борьбы с поглощением) задерживаются на фильтре, и присутствие таких
частиц следует отметить в отчете.

10 Адсорбция метиленового синего

10.1 Принцип

10.1.1 Адсорбция метиленового синего бурового раствора - это показатель

количества  активных  глин  (бентонита  и/или  выбуренной  породы)
определенный по метиленовому синему. Адсорбция метиленового синего дает
оценку  общей  катионообменной  емкости  твердой  фазы  в  буровом  растворе.
Адсорбция  метиленового  синего  и  катионообменная  емкость  необязательно
равны,  первая  обычно  несколько  меньше,  чем  реальная  катионообменная
емкость.

10.1.2  Раствор  метиленового  синего  добавляют  к  буровому  раствору

(предварительно  обработанному  перекисью  водорода  и  окисленному)  до
насыщения,  обозначенного  образованием  окрашенного  "ореола"  вокруг  капли
суспензии, помещенной на фильтровальную бумагу. Вариации процедуры для
буровых  растворов  можно  использовать  на  выбуренном  шламе  или
коммерческом  бентоните  для  оценки  количества  каждого  типа  твердых
частиц в растворе (см. [4] или [5]).

10.1.3  Часто  буровые  растворы  помимо  активных  глин  содержат

компоненты,  адсорбирующие  метиленовый  синий.  Для  устранения  влияния
органических материалов, таких как лигносульфонаты, лигниты, целлюлозные
полимеры,  полиакрилаты  и  др.,  используют  предварительную  обработку
перекисью водорода.

10.2 Реактивы и оборудование

10.2.1  Раствор  метиленового  синего,  метиленовый  синий (хч)  (CAS  No.61-

73-4) 3,20 г/л дистиллированной воды (1 мл=0,01 мэкв).

Влажность  метиленового  синего  должна  определяться  при  каждом

приготовлении  раствора.  Высушить  1,000  г  метиленового  синего  до
постоянной  массы  при  температуре  93°С  ±  3°С  (200°F  ±  5°F).  Произвести
соответствующую  поправку  массы  порошка  метиленового,  взятого  для

приготовления раствора, m , выраженную в граммах, по формуле (26):

(26)

где  - масса высушенной пробы, г.

10.2.2 Перекись водорода (CAS N 7722-88-5), Н O , 3%-ный раствор.

Примечание  -  Н O   является  сильным  окислителем.  Следует  избегать

контакта с кожей.

10.2.3  Серная  кислота  (CAS  N  7664-93-9) (хч),  H SO ,  разбавленная,

приблизительно 2,5 моль/л (5 н).

ОПАСНО - H SO  является едкой и токсичной кислотой.

10.2.4 Шприц, 2,5 мл (TD) или 3 мл (TD).

10.2.5 Коническая колба, 250 мл.

10.2.6 Бюретка, 10 мл (TD); микропипетка, 0,5 мл (TD); или градуированная

пипетка,  1  мл  (TD). (Пипетка  градуированная  по 

ГОСТ  29227-91

вместимостью 1 см )

10.2.7  Градуированный  цилиндр,  50  мл  (TD). (Мерный  цилиндр  по 

ГОСТ

1770-74

 вместимостью 50 см )

10.2.8 Стеклянная или пластиковая палочка.

10.2.9 Плитка для нагревания.

10.2.10 Фильтровальная бумага, Whatman No.1  или эквивалент.

________________

  Whatman  No.1  является  примером  доступных  коммерческих  продуктов.

Эта  информация  приведена  для  удобства  пользователей  данной  части  ISO
10414 и не является утверждением этого продукта ISO.

10.3 Порядок измерения

10.3.1  Добавить  2,0  мл  бурового  раствора  (или  объем  бурового  раствора,

требующий  от  2  мл  до  10  мл  раствора  метиленового  синего)  в  10  мл  воды  в
коническую колбу. Следует использовать шприц объемом более 2 мл, обычно
2,5 мл или 3 мл. При использовании шприца увеличенного размера выпускать
воздух  из  шприца  не  обязательно.  Для  того  чтобы  обеспечить  добавление
шприцем  точно  2,0  мл  бурового  раствора,  необходимо  использовать
следующую процедуру.

a)  Удалить  воздух  или  газ,  вовлеченные  в  буровой  раствор  (информацию

об  удалении  воздуха  или  газа  см.  в  приложении  D).  Перемешать  буровой
раствор  для  разрушения  гелевой  структуры  и  быстро  набрать  раствор  в
шприц. Затем, при погруженном в буровой раствор кончике шприца, медленно
опорожнить шприц.

b)  Снова  набирать  буровой  раствор  шприцем  до  тех  пор,  пока  конец

поршня  не  сместится  на  последнее  деление  шкалы  шприца  (например,  на
деление 3 мл для шприца объемом 3 мл).

c)  Добавить  в  воду  2,0  мл  бурового  раствора,  пока  конец  поршня  не

сместится точно на 2 мл от последнего деления шкалы шприца. В 3 мл шприце
это отметка 1 мл.

10.3.2  Добавить  15  мл  3%  перекиси  водорода  и  0,5  мл  серной  кислоты.

Прокипятить  в  течение  10  мин,  не  допуская  выкипания  раствора.  Разбавить
водой до объема 50 мл.

10.3.3 Добавлять в колбу по 0,5 мл раствора метиленового синего. Если из

предыдущих  испытаний  известно  приблизительное  количество  раствора
метиленового  синего,  необходимое  для  достижения  конечной  точки,  то  в
начале  титрования  можно  добавлять  раствор  метиленового  синего
увеличенными  порциями  (от  1  мл  до  2  мл).  После  каждого  добавления
раствора  метиленового  синего  взбалтывать  содержимое  колбы  в  течение  30
с. Пока твердые частицы находятся во взвешенном состоянии, отобрать одну
каплю  суспензии  с  помощью  палочки  для  перемешивания  и  перенести  ее  на
фильтровальную бумагу. Первая конечная точка титрования достигнута, когда
возникает  окрашивание  в  виде  синего  или  бирюзового  кольца,  окружающего
окрашенные твердые частицы, как показано на рисунке 1, обозначение 4.

10.3.4 После обнаружения первой конечной точки взбалтывать содержимое

колбы  в  течение  2  мин  и  перенести  еще  одну  каплю  на  фильтровальную
бумагу. Если снова наблюдается синее кольцо, то достигнута окончательная
конечная точка, как показано на рисунке 1, обозначение 8. Если синее кольцо
не  появляется,  как  показано  на  рисунке  1,  обозначения  4  и  9,  продолжать
процедуру  по  10.3.3  до  тех  пор,  пока  вторая  капля,  взятая  через  2  мин,  не
покажет  синий  оттенок,  как  показано  на  рисунке  1.  Неадсорбированный
краситель, обнаруженный непосредственно после добавления 6 мл раствора
метиленового  синего,  адсорбируется  через  2  мин  и  указывает  на  то,  что
конечная точка не достигнута.

Рисунок 1 - Проверка конечной точки титрования
метиленовым синим

1 - выход за пределы конечной точки;

2 - влага;

3  -  окрашенные  твердые  частицы  бурового  раствора  (присутствует

связанный краситель);

4 - несвязанный краситель, видимый непосредственно после добавления 6

мл и адсорбированный через 2 мин, что указывает на то, что конечная точка
не достигнута

5 - окрашенные твердые частицы бурового раствора;

6 - несвязанный, неадсорбированный краситель;

7 - влага;

8 - конечная точка;

9 - появление пятна после адсорбции в течение дополнительных 2 мин;

 Объем добавленного раствора метиленовой сини, в мл

Рисунок 1 - Проверка конечной точки титрования метиленовым синим

10.4 Расчет

Внести  в  отчет  адсорбцию  метиленового  синего, с

,  бурового

раствора, рассчитанную по формуле

(27)

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  2  3  4  5   ..