Предлагаемое применение

Обычные буровые растворы

Буровые растворы на пресной воде, обработанные каустической содой или разжижителями, содержащими каустическую соду, часто имеют нежела­тельно высокие СНС и вязкость, а также неустойчивую водоотдачу, неадек­ватную нормальными добавками гидрогеля. Имеющийся у нас опыт показы­вает, что такие состояния очень часто можно oбъяснить родом щелочности, имеющейся в буровом растворе. Вообще похоже на то, что различные формы щелочности можно соотносить с характеристиками бурового раствора сле­дующим образом:

Только ОН щелочность раствор стабилен и в хорошем состоянии.

Щелочность ОН и СОз раствор стабилен и в хорошем состоянии.

Только щелочность СОз раствор нестабилен и его трудно контролировать. Щелочность СОз и НСОз раствор не стабилен и его трудно контролировать. Только НСОз щелочность раствор не стабилен и его трудно контролировать.

Исходя из вышесказанного, всегда желательно регулировать програм­му обработки таким образом, чтобы восстанавливать бикарбонатную щелоч­ность до карбонатной, а карбонатную удалять или преобразовывать в гидроксидную.

Изменить тип щелочности можно, поскольку бикарбонат не может су­ществовать в присутствии гидроксида, так как восстанавливается до карбо­ната. Карбонат можно удалить добавлением кальция, образующего нераство­римый карбонат кальция. Для восстановления бикарбонатной щелочности до карбонатной обычно используют два распространенных материала: га­шеную известь и каустическую соду. Выбор того или иного материала зави­сит от имеющегося в буровом растворе кальция и основывается на следую­щих реакциях, если в каждом случае имеются указанные исходные материа­лы.

Если есть кальций:

1. Са(НСОз)₂. + Ca(OH)₂⁼ 2СаСОз + 2Н₂О

2. Са(НСОз) ₂ + 2NaOH = СаСО3 + Nа₂СОз + 2Н₂О

Если кальция нет:

3. NaHCO3 + Ca(OH) ₂ ⁼ СаСОз + NaOH + Н₂О

4. NаНСОз + NaOH = Na₂CО3 + Н₂O

5. Nа₂СОз + Ca(OH) ₂ = СаСОз + 2NaOH

Обработку № 1 следует применять тогда, когда грамм-эквиваленты на литр имеющегося в буровом растворе кальция paвны или меньше грамм-эквивалентов на литр бикарбоната, или когда не ожидается дальнейшего за­грязнения кальцием в иных формах, кроме бикарбоната кальция [Са(НСОз)2]. Эта обработка вызывает восстановление бикарбонатной щелочности до кар­бонатной, которая выпадает в осадок в виде карбоната кальция (СаСОз).

Обработку № 2 следует применять в тех случаях, когда содержание кальция в буровом растворе в грамм-эквивалентах на литр выше, чем бикарбонатная щелочность в грамм-эквивалентах на литр. В результате образова­ния кальцинированной соды (Nа2СОз) на каждый грамм-эквивалент на литр имеющегося бикарбоната можно удалить 2 грамм-эквивалента на литр каль­ция. Раствор, в котором содержится 20 грамм-эквивалентов на литр бикарбоната, будет свободен от кальция, если обработкой каустической содой вос­становить бикарбонат до карбоната.

Обработка № 3 используется в том случае, когда кальция в буровом растворе нет, и является средством преобразования бикарбоната натрия, ко­торый широко не применяется и обычно является загрязняющей примесью, в полезную форму каустической соды. Если система бурового раствора обра­батывается смесью каустической соды с квебрахо? и значительно увеличива­ется загрязнение его бикарбонатом натрия, то желательно уменьшить или даже прекратить добавление каустической соды и заменить ее известью Ca(OH)₂

Обработка № 4 восстанавливает бикарбонат натрия до каустической соды и используется только в тех случаях, когда есть необходимосгь в пред­варительной обработке кальцинированной содой, в поддержании концентра­ции кальцинированной соды на уровне, необходимом при проходке гипса или ангидрита, в добавлении в воду затворения, в регенерации каустической со­ды из бикарбоната натрия или карбоната натрия, что объясняется ниже в описании обработки 5.

Обработка № 5 также восстанавливает карбонат натрия до каустиче­ской соды и используется для поддержания гидроксидной щелочности, не увеличивая при этом количества образующейся карбонатной щелочности.

Эту обработку можно проводить вместе с обработкой № 4, чтобы получить минимальную карбонатную щелочность и поддержать требуемую гидроксидную.

6.12. Методика определения содержания извести.

1. Отмерьте 1 мл бурового раствора в чашку и доведите объем до при­близительно 50 мл дистиллированной водой. Для этого лучше всего использовать шприц.

2. Добавьте 2-3 капли индикаторного раствора фенолфталеина.

3. При непрерывном помешивании начните добавлять из пипетки 0,02N (N/50) серной кислоты до тех пор, пока окраска бурового раствора не исчезнет. Число миллилитров 0,02 N кислоты называется Р щелочностью бурового раствора (Рm).

4. По вышеизложенной методике определите Pf.

5. Рассчитайте содержание извести следующим образом:

0,26 х (Pm - FwPf) = эквиваленту гидроксида кальция в фунтах/баррель

Fw = объемный коэффициент воды в буровом растворе (по результатам оп­ределения содержания жидкой и твердой фаз)

объемный процент воды

Fw = ————————————

Если плотность раствора составляет 1,44 г/см³ или меньше, то приблизитель­ное содержание извести в кг/м³ можно рассчитать по формуле:

известь, кг/м³ = (Pm - Pf) x 0,714

6,13. Концентрация хлорида

Методика

1. Влейте в чашку точно 1мл или кратно больше пробы фипьтрата рас­твора и добавкой дистиллированной воды доведите объем до 50 мл.

2. Добавьте несколько капель фенолфталеинового индикатора. При по­явлении розовой окраски, добавьте cepной кислоты до полного ис­чезновения окраски.

3. Добавьте 4-5 капель индикаторного раствора хромата калия для то­го, чтобы раствор стал ярко-желтым.

4. При непрерывном помешивании добавляйте по капле стандартный раствор нитрата серебра. Конечная точка титрования будет достиг­нута тогда, когда цвет пробы раствора изменится с желтого на оранжевый или кирпично-красный.

Расчеты:

При использовании 0,0282 N АgNO ₃

нитрат серебра, мл

Содержание Сl в мг/л = —————————— х 1000

проба, мл

При использовании 0,0280 N АgNO ₃

нитрат серебра, мл

Содержание Сl в мг/л = —————————— х 10000

проба, мл

Сl, мг/л х 1,65 = NaCl, мг/л

Сl, мг/л х 2,10 = KCl, мг/л

6.14. Общая жесткость

Методика измерения

1. Влейте в чашку или мензурку точно 1 мл или кратно больше пробы фильтрата раствора и добавкой дистиллированной воды доведите объем приблизительно до 50 мл.

2. Добавьте 4 капли буферного раствора и 2 капли раствора Манвер. При наличии кальция или магния раствор станет красным. Вместо раствора Манвера можно добавить несколько крупинок индикатора Эрихром черный Т.

3. При непрерывном помешивании добавляйте титравер (1мл = 1г СаСОз) до изменения окраски с красной на синюю.

Расчеты:

титравер, мл х 1000

———————— = жесткость в мг/л в пересчете на СаСО₃

проба, мл

(Са⁺⁺ +Mg⁺⁺) мг/л = 0,4 х жесткость в мг/л в пересчете на Са⁺⁺

6..15. Жесткость по кальцию

Методика измерения

1. Влейте в чашку или мензурку 1 мл пробы фильтрата и разбавьте не­большим количеством дистиллированной воды.

2. Добавьте две капли 8 N гидроксида калия

3. Добавьте несколько гранул индикатора Саlver II и взболтайте смесь так, чтобы она хорошо перемешалась. Вместо Calver II можно добавить несколько крупинок сухого индикатора Мурексида.

4. Титруйте титравером до изменения окраски с красной на синюю.

Расчеты:

титравер,мл х 1000

—————-—-------— =СаСОз мг/л

проба, мл

титравер, мл х 400

------------------------- = Ca⁺⁺мr/л

проба, мл