ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008) Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях. Растворы на водной основе

     11 рН

11.1 Принцип

11.1.1 Измерение и регулирования рН бурового раствора (или фильтрата) на буровой очень важно для контроля раствора. От рН зависят взаимодействие глин, растворимость различных компонентов и загрязнителей, эффективность добавок, а также процессы кислотной и сульфидной коррозии.

11.1.2 Термин "рН" означает отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода Н+, активность в водных растворах (активность и концентрация равны только в разбавленных растворах): рН=-log [Н+]. Для чистой воды при температуре 24°С (75°F) активность ионов водорода [Н+] составляет 10 моль/л и рН=7. Такая система называется "нейтральной" так как активность гидроксильных ионов [ОН-] также равна 10 моль/л. В водных системах при температуре 24°С (75°F) ионное произведение [Н+][ОН-] равно 10 (постоянная величина). Следовательно, увеличение Н+ означает уменьшение [ОН-]. Изменение рН на одну единицу означает десятикратное изменение как [Н+], так и [ОН-]. Растворы с рН менее 7 называются "кислыми", а растворы с рН более 7 называются "основными" или "щелочными".

11.1.3 Рекомендуемый метод измерения рН бурового раствора предполагает использование рН-метра со стеклянным электродом. Данный метод является точным и дает достоверные значения рН, поскольку не подвержен воздействию помех, если используется система электродов высокого качества и правильно выбрана конструкция прибора. Доступные компактные измерители рН с автоматической температурной компенсацией предпочтительнее приборов, регулируемых вручную.

Колориметрический метод определения рН лакмусовой бумагой и тест-полосками используется для определения рН на буровой, но не является рекомендуемым методом. Такие методы надежны только для очень простых буровых растворов на водной основе. Шлам, растворенные соли и реагенты, жидкости темного цвета являются причиной серьезных ошибок в показаниях лакмусовой бумаги. Обычно точность считывания значений рН составляет около 0,5 рН единицы.

11.2 Реактивы и оборудование

11.2.1 Буферные растворы, откалибровать и отрегулировать наклон рН-метра перед определением параметров пробы при следующих значениях рН:

a) рН=4,0: водный раствор гидрофталата калия с концентрацией 0,05 моль/л; дает значение рН 4,01 при температуре 24°С (75°F);

b) рН=7,0: водный раствор дигидрата фосфата калия с концентрацией 0,02066 моль/л и двузамещенного фосфорнокислого натрия с концентрацией 0,02934 моль/л; дает значение рН 7,00 при температуре 24°С (75°F);

c) рН=10,0: водный раствор карбоната натрия с концентрацией 0,025 моль/л и бикарбоната натрия с концентрацией 0,025 моль/л; дает показатель рН=10,01 при температуре 24°С (75°F).

Буферные растворы могут быть получены у поставщиков в виде уже готовых растворов, сухих порошков или заданного состава. Буферные растворы следует хранить не более шести месяцев. Дату приготовления раствора следует указывать на флаконах, используемых в промысловых условиях. Следует плотно закупоривать флаконы при хранении.

11.2.2 Дистиллированная или деионизированная вода, в распылителе (или промывалке).

11.2.3 Мягкое жидкое моющее средство.

11.2.4 Гидроокись натрия (CAS No.1310-73-2) (хч), водный раствор 0,1 моль/л (приблизительно); для восстановления электрода.

ОПАСНО - NaOH является сильным едким щелочным химическим реагентом. Не допускать контакта с кожей.

11.2.5 Соляная кислота (CAS No.7674-01-0) (хч), водный раствор 0,1 моль/л (приблизительно); для восстановления электрода.

ОПАСНО - HCI является едкой и токсичной кислотой.

11.2.6 Гидродифторит аммония (CAS No.1341-49-7) (хч), водный 10% раствор (приблизительно); для восстановления электрода.

ОПАСНО - Не допускать контакта с кожей.

11.2.7 Милливольтный потенциометр, со шкалой единиц рН, для измерения разницы потенциалов между электродом со стеклянной мембраной и стандартным электродом сравнения.

Следует выбирать водостойкий, ударопрочный, коррозионно-стойкий портативный прибор. Технические характеристики прибора следующие:

a) диапазон рН: от 0 до 14;

b) тип электронных схем: полупроводниковые (предпочтительно);

c) источник энергии: аккумуляторные батареи (предпочтительно);

d) диапазон рабочих температур: от 0°С до 66°С (от 32°F до 150°F);

e) считывание показаний: цифровое (предпочтительно);

f) разрешение: 0,1 рН единицы;

g) точность: ±0,1 рН единицы;