Оценка водородного показателя и удельного электрического сопротивления БР.

В промысловых и лабораторных условиях для измерения водородного показателя применяют колориметрический и электрометрический способы.

Колориметрический способ определения pH основан на способности некоторых красителей менять цвет в зависимости от концентрации ионов водорода.

Полоску бумаги, пропитанной красителем, помещают на поверхность глинистого раствора и сравнивают ее цвет с эталонной шкалой.

При электрометрическом способе определения pH используют способность некоторых веществ менять потенциал в зависимости от концентрации ионов водорода. Для измерения pH глинистых растворов обычно применяют так называемый стеклянный электрод, изготовленный из специального сорта стекла и заполненный электролитом.

Стеклянный электрод и каломельный электрод сравнения, погруженные в глинистый раствор, образуют гальванический элемент. ЭДС этого элемента зависит от потенциала стеклянного электрода, а следовательно, и от концентрации водородных ионов. Ток, образуемый парой электродов, проходит через электронный усилитель и подается на милливольтметр, градуированный в единицах pH.

Перед замером pH глинистого раствора pH-метр стандартизируют по буферному раствору с известным значением pH. С помощью корректирующих переменных сопротивлений pH-метр регулируют так, чтобы показание милливольтметра точно соответствовало значению pH буферного раствора.

После стандартизации прибора электроды погружают в испытуемый раствор и читают значение его pH по показанию милливольтметра.

Содержание твердой фазы и абразивных частиц в глинистом растворе.

Содержание в глинистом растворе твердой фазы, характер этой твердой фазы имеют большое практическое значение для бурения. Практикой бурения и экспериментальными исследованиями установлено, что скорость проходки уменьшается при увеличении объемной концентрации твердой фазы в промывочной жидкости.

При увеличении объёмной концентрации твёрдой фазы до 14% скорость бурения уменьшается в пять раз, сильно уменьшается проходка на долото и возрастает число долот, необходимых для бурения скважины. Кроме того, увеличение концентрации твердой фазы в глинистом растворе является причиной повышения его вязкости, усиления износа буровых насосов, работающих при повышенном давлении, увеличения числа остановок насосов на ремонт, увеличения расходе запасных частей и т.д.

Исследования показали, что интенсивность падения скорости проходки при увеличении концентрации твердой фазы в промывочной жидкости зависит от характера твердой фазы. Наиболее сильное уменьшение скорости проходки вызывается увеличением концентрации глины. В меньшей степени отражается на скорости проходки увеличение концентрации выбуренной породы. Н еще меньшей степени уменьшается скорость проходки при увеличении концентрации утяжелителя.

Наиболее неблагоприятное влияние глины на скорость Проходки объясняется тем, что, образуя фильтрационную корку на забое, глина в большей степени препятствует выравниванию перепада давления через поверхность забоя. Утяжелитель, не способный к образованию малопроницаемой корки, не мешает выравниванию давления на забое, и при увеличении концентрации его в промывочной жидкости скорость проходки изменяется в меньшей степени.

Существенное понижение скорости проходки при увеличении концентрации твердой фазы в промывочной жидкости обусловливает необходимость ограничивать содержание твердого материала в глинистом растворе. При необходимости применять глинистый раствор повышенной плотности предпочтительнее приготовить систему, содержащую высококоллоидальную глину в количестве, минимально необходимом для удержания утяжелителя и образования малопроницаемой фильтрационной корки, и утяжелитель в количестве, требующемся для достижения веденной плотности. Такая промывочная жидкость может обеспечить более высокие скорости бурения по сравнению с глинистым раствором, в котором та же самая плотность получена простым увеличением содержания глины.

Концентрацию твердой фазы в глинистом растворе определяют выпариванием пробы известного объема и веса. По весу остатка находят содержание твердой фазы. Приняв приближенные значения плотности легкой фракции (глины) и тяжелой фракции (утяжелителя) расчётом находят приближенно количество легкой и тяжелой фракции твердой фазы. Если в глинистом, растворе присутствуют растворимые соли, то определяют их содержание в фильтрате весовым методом после выпаривания, затем выпаривают пробу глинистого растворе и находят содержание твердой фазы, включая соли. Путем вычитания концентрации солей в фильтрате из общей концентрации твердого вещества в глинистом растворе определяют содержание нерастворимого твердого вещества. По разности веса пробы глинистого раствора и веса остатка находят весовую концентрацию жидкой фазы в глинистом растворе.

В зарубежной практике бурения содержание воды, нефти и твердой фазы определяют путем выпаривания 10 мл глинистого раствора в специальной металлической реторте и прямого измерения объема сконденсированной воды и углеводородной жидкости. Приближенно концентрацию легкой и тяжелой твердой фазы находят расчётом с учетом известной плотности промывочной жидкости и средних значений плотности утяжелителя и глины.

Рассмотренные методы дают возможность установить общую концентрацию твердой фазы, однако наибольший интерес представляет содержание в глинистом растворе монтмориллонитовой глины, оказывающей наиболее неблагоприятное влияние на механическую скорость проходки, содержание монтмориллонитовой (бентонитовой) глины определяют методом, основанным на способности бентонита адсорбировать метиленовый голубой краситель. Обработав пробу глинистого раствора чтобы исключить адсорбцию красителя органическими химреагентами, к ней добавляют стандартный раствор метиленового голубого. По изменению цвета фильтрата определяют момент, когда глина перестаёт адсорбировать краситель. По объёму стандартного раствора метиленового голубого, поглощенного глиной, находят приближённо содержание способной к катионному обмену глины. При этом полагают, что в обмене участвовал только бентонит.

Содержание твёрдой фазы в бентоните играет особо важную роль в так называемых буровых растворах с малым содержанием твердой фазы, поскольку при повышении общей концентрации твёрдой фазы в концентрации глины, способной к гидратации и диспергированию, достоинства таких промывочных жидкостей в значительной степени теряются.

В глинистом растворе, прошедшем через скважину и наземную циркуляционную систему, находятся обломки выбуренной породы, которые не были удалены на него в устройствах, предназначенных для очистки раствора от нежелательной твёрдой фазы. Хотя эти обломки и имеют небольшие размеры, они представляют собой абразивный материал. Большая концентраций обломков приводит к интенсивному износу деталей бурового насоса и турбобура, и частому выходу из строя этих механизмов. Концентрацию абразивных частиц в глинистом растворе оценивают по содержанию «песка».

В соответствии с классификацией американского нефтяного института под "песком" понимаются любые частицы размером более 74 микрон. В отечественной практике бурения такого четкого определения границы фракции "песка" пока не установлено и за "песок" принимают все частицы осевшие из сильно разбавленной пробы глинистого раствора за установленное время.

Содержание "песка" определяют с помощью специального отстойника ОМ-2. Этот параметр косвенно характеризует абразивность глинистого раствора и эффективность системы очистки. Для улучшения условий работы насосов и турбобура содержание "песка" в глинистом растворе должно быть минимальный, во всяком случае, но более 1%.

Дата добавления: 2015-07-11