Химический анализ буровых растворов

С целью определения наличия загрязняющих примесей и для облегче­ния контроля параметров бурового раствора воду затворения и фильтрат рас­твора исследуют химическим путем.

Оборудование

Для проведения химического анализа обычно требуется следующее ла­бораторное оборудование: пипетки, склянки для химреактивов, капельницы, чашки, мерные цилиндры, палочки для перемешивания и посуда для мытья.

6.10. Определение рН

Оборудование

рН бурового раствора можно определить двумя различными методами:

1. Индикаторная бумага. Индикаторная бумага для измерения рН об­работана таким образом, что в зависимости от концентрации ионов водорода в растворе меняет окраску. При высоких концентрациях хлорида индикаторная бумага теряет свою эффективность.

2. рН-метр. рН-метр - это электрометрический прибор, в котором концентрация ионов водорода измеряется устройством, состоящим из стеклянного электрода, электронного усилителя и шкалы, прока­либрованной в единицах рН. Ошибки в измерении, вызываемые высокой концентрацией ионов натрия, можно предотвратить использо­ванием специального электрода или применением специальных по­правочных коэффициентов.

Процедура Индикаторная бумага

1. Поместите полоску индикаторной бумаги на поверхность бурового раствора и подождите, пока не намокнет нижняя её часть и цвет ста­билизируется (обычно на это требуется около 1 минуты).

2. Сравните цвет верхней стороны полоски, который не контактировал с буровым раствором) с цветовым стандартом, поставляемым с на­бором индикаторной бумаги, и определите рН бурового раствора.

3. Запишите значение рН с точностью до 0,2-0,5 единицы (в зависимо­сти от диапазона используемой бумаги).

4. Если полученный цвет не возможно сравнить с эталонным, повтори­те исследование, используя полоску индикаторной бумаги из диапа­зона, ближайшего к измеряемой рН. Индикаторная бумага выпуска­ется в нескольких диапазонах рН. Хотя результат при использовании индикаторной бумаги не отличается большой точностью, для обыч­ной работы в условиях буровой его вполне достаточно. Если содер­жание хлорида превышает 10000 промилпe?, использование индика­торной бумаги не рекомендуется.

рН - метр

1. Согласно инструкции, прилагаемой к прибору, включите усилитель и произведите стандартизацию прибора соответствующим буфер­ным раствором.

2. Тщательно промойте электрод дистиллированной водой. Осторожно оботрите его и вставьте в буровой раствор.

Предупреждение:

Не допускайте касания электродом стенок контейнера!

3. Осторожно взболтайте раствор с опущенным в него электродом.

4. Измерьте рН в соответствии с инструкцией. После стабилизации по­казаний (требуется от 30 секунд до нескольких минут), запишите рН.

5. Укажите значение рН с точностью до 0,1

6. Тщательно промойте электрод и храните его в дистиллированной во­де.

6.11. Щелочность и содержание извест и

Процедура измерения щелочности фильтрата

1. Влейте в чашку 1 мл фильтрата.

2. Добавьте 2-3 капли индикаторного раствора фенолфталеина. Если фильтрат не окрасится, Pf= 0,

Если фильтрат станет красным -?

3. Добавляйте при непрерывном помешивании 0,02N (N/50) серной ки­слоты до тех пор, пока фильтрат не обесцветится. Число использо­ванных миллилитров 0,02N (N/50) серной кислоты называется "Р" щелочностью фильтрата (Pf).

4. К пробе, которая титровалась до конечной точки "Р", добавьте 2-3 капли индикаторного раствора метилоранжа При помешивании до­бавляйте по капле стандартную кислоту до изменения цвета с жел­того на розовый. Общий объем кислоты (в миллилитрах), использо­ванной до момента достижения конечной точки по метилоранжу (вкпючая и объем на титрование до конечной точки "Р"), запишите как "Мf".

5. Укажите щелочность фильтрата по метилоранжу "Mf" в виде общего количества 0.02N кислоты на миллилитр фильтрата, использованно­го на титрование до конечной точки по метилоранжу.

Примечание:

Щелочность "Mf" можно также проверить индикатором бромкрезоловым зеленым. При использовании этого индикатора проще опре­делить конечную точку. Вначале выполняют этапы 1-3, описанные выше, а затем следующие.

6. К пробе, у которой достигнута конечная точка "Р" добавляют 3-4 капли индикатора бромкрезолового зеленого. По капле добавляют 0,02N серную кислоту до изменения окраски с синей до цвета зеле­ного яблока.

7. Щелочность "М" (Mf) - это объем кислоты, необходимый для дости­жения

конечной точки по бромкрезоловому зеленому (рН 4-4,5). В эtot объем входит и

объем кислоты, использованной на титровании до конечной точки Pf.

Если образец окрашен и не позволяет визуально определись изменение цвета, конечные точки "Р" и "М" следует определять тогда, когда показания на стеклянном электроде рН -метра - 8,3 и 4,3 соот­ветственно.

Оценка содержания гидроксида. карбоната и бикарбоната

Пусть:

Р = мл 0,02N серной кислоты, требуемой для достижения конечной точки по фенолфталеину.

М = общее количество мл 0,02N серной кислоты, израсходованной на титро­вание до конечной точки по метилоранжу.

Тогда, если

Р = 0, щелочность является следствием присутствия только бикарбоната.

Р = М, щелочность является следствием присутствия только гидроксида.

2Р = М, щелочность является следствием присутствия только, карбоната.

2Р > М, щелочность является следствием прис>:ствия смеси карбоната и гидроксида.

2Р < М, щелочность является следствием присутствия смеси карбоната и би­карбоната.