ГОСТ 33697-2015 (ISO 10414-2:2011) Растворы буровые на углеводородной основе. Контроль параметров в промысловых условиях

     10 Химический анализ буровых растворов на углеводородной основе

10.1 Принцип

10.1.1 Анализ для определения щелочности бурового раствора представляет собой метод титрования, в котором измеряется объем титрованной кислоты, необходимый для реакции с щелочными (основными) материалами в пробе бурового раствора на углеводородной основе. Значение щелочности используется для вычисления концентрации не вступившей в реакцию избыточной извести в буровом растворе на углеводородной основе. Избыточные щелочные материалы, такие как известь, помогают стабилизировать эмульсию, а также нейтрализовать кислотообразующие газы - диоксид углерода и сульфид водорода.

10.1.2 Анализ бурового раствора на содержание хлоридов представляет собой метод титрования, в котором измеряется объем титрованного нитрата серебра, необходимый для реакции с ионами хлорида (и других галоидов) для образования нерастворимых солей хлорида серебра (или галоида серебра). Для процедуры испытания могут использоваться те же пробы, что и для анализа щелочности, при условии, что проба является кислой (pH ниже 7,0). Содержание хлоридов, определенное для бурового раствора на углеводородной основе, может быть отнесено к водной фазе до точки насыщения. Концентрация растворимой в воде соли связана с эффективностью бурового раствора на углеводородной основе при контроле глинистых сланцев за счет концепции "активности водной фазы". Значение минерализации водной фазы также необходимо для введения поправки в значение воды при ретортном анализе с целью получения правильных концентраций твердой фазы для бурового раствора на углеводородной основе.

10.1.3 Анализ содержания кальция в буровом растворе представляет собой метод титрования, в котором измеряется объем титрованного связывающего кальций агента (ЭДТА), необходимый для вступления в реакцию со всем кальцием (и другими растворимыми в воде щелочноземельными ионами), перешедшим из бурового раствора в водную фазу, когда смесь растворителей используется для удаления бурового раствора. Источником кальция, содержание которого измеряется в этом анализе, может быть хлорид кальция (CaCI) и известь [CaO или Ca(OH)], используемые при приготовлении бурового раствора, но часть кальция может попасть при бурении сквозь гипс или ангидрид (CaSO).

10.1.4 Кроме того, может быть измерено некоторое количество обычно нерастворимого кальция, полученного из карбоната кальция при бурении или из карбоната кальция, используемого как добавка к буровому раствору. Результаты определения содержания кальция могут совместно с анализом содержания хлорида и воды использоваться для вычисления минерализации CaCI и хлоридом натрия (NCI) водной фазы бурового раствора.

10.1.5 Анализ кальция исключает присутствие ионов магния (Mg). Если ожидается присутствие Mg, инженеру или оператору по буровым растворам необходимо использовать особые процедуры титрования и расчета ионов кальция и магния.

10.1.6 Процедуры расчета, основанные на этих химических анализах, приведены в разделе 12.

10.1.7 В эти процедуры включен необязательный этап фильтрации, который может удалить мешающий цвет пробы раствора. Например, когда буровой раствор содержит гематит. Фильтрация помогает определить конечные точки всех титрований, включая анализ кальция, даже если гематит в растворе отсутствует. Однако следует помнить, что фильтрация может снизить щелочность.

10.1.8 При отборе пробы необходимо соблюдать аккуратность, чтобы не нарушить его однородность. Оседание или разделение фаз в контейнере с пробой может привести к ошибочным результатам анализа, поэтому может потребоваться перемешивание пробы. Другие факторы, которые необходимо учитывать, включают срок годности раствора реагента для анализа, загрязнение материалами, оставшимися в пипетках, и загрязнение водой, взятой не из дистиллированных или деионизированных источников. Во избежание загрязнения пипетки должны использоваться только с раствором одного реагента. Емкости со всеми растворами реагентов должны быть плотно закупорены, если они не используются, и соответствующим образом утилизироваться, согласно инструкциям продавца по истечении срока годности.

10.1.9 Химикаты для титрования, используемые при определении щелочности, поглощают часть щелочности. Эту величину называют "щелочность, необходимая для основы" V. Данное значение V может быть определено при использовании 0,1 моль/дм гидроксида натрия для титрования конечной точки по фенолфталеину титровочной смеси без бурового раствора. После определения значение V может быть прибавлено к измеренному значению щелочности бурового раствора на углеводородной основе для получения более точного представления о щелочности/концентрации извести.

Примечание - Опыт показывает, что если значения V превышают 1 мл 0,1 моль/дм гидроксида натрия, PNP может содержать загрязнения или деградировать. В этом случае необходимо как можно быстрее использовать свежую бутыль PNP.

10.1.10 Допущение, что известь активна на 100%, может привести к путанице при сравнении результатов анализа щелочности со значением ожидаемой щелочности, основанным на добавленной извести. Полевая (добавляемая на месте) известь, как правило, активна менее чем на 100%. Для компенсации различий между расчетным и добавленным значениями извести необходимо определить активность источника щелочности (извести). В ГОСТ 9179 приведена процедура, которая может использоваться для количественного анализа извести.

10.2 Реагенты и аппаратура

10.2.1 Растворитель, состоящий из монопропилового эфирпропиленгликоля (PNP).

10.2.2 Сосуд для титрования, 400 мл мензурка с крышкой.

10.2.3 Фенолфталеин, индикаторный раствор 1 г/100 мл в растворе изопропанола в воде 1:1.

10.2.4 Серная кислота, раствор 0,05 моль/дм.

10.2.5 Хромат калия, индикаторный раствор 5 г/100 мл воды.

ВНИМАНИЕ! Данное вещество является канцерогеном и требует осторожного обращения.

10.2.6 Нитрат серебра, реагент c(AgNO)=47,91 г/дм [c(Cl)=0,01 г/мл или 0,282 моль/дм [0,282 н.], в бутылке из желтого или темного стекла.

10.2.7 Дистиллированная (по ГОСТ 6709) или деионизированная вода.

10.2.8 Одноразовый шприц вместимостью 5 мл.

10.2.9 Градуированный цилиндр вместимостью 25 мл.

10.2.10 Градуированные пипетки по две вместимостью 1 и 10 мл.

Примечание - Одну пару пипеток используют для серной кислоты, а другую - для нитрата серебра.

10.2.11 Груша для пипетки.

10.2.12 Магнитная мешалка с 4 см (1,5 дюйма) стержнем (с покрытием).

10.2.13 Буферный раствор для кальция c(NaOH)=1 моль/дм, изготовленный из свежего гидроксида натрия, х.ч., содержащего карбонат натрия с массовой долей менее 1%. Буферный раствор хранят в закрытой герметичной бутыли для минимизации абсорбции CO из воздуха.