4.2 Визначення якості глинопорошків

Якість глинопорошків – це комплекс показників якості глинопорошку, який дозволяє повністю оцінити його, як матеріал для приготування бурового розчину і врахувати його вплив на ефективність буріння.

До нього належать:

– мінімально допустима ефективна в’язкість дисперсії глинопорошку для стандартизованої швидкості зсуву, характерної для кільцевого простору свердловини;

– максимально допустиме статичне напруження зсуву за мінімальний час;

– максимально допустимий коефіцієнт тиксотропного структуроутворення (Кm)

, (4.1)

де θ₁₀, θ₁ – статичне напруженя зсуву відповідно через 1і10 хв;

– максимально допустимий показник фільтрації.

Для контролю якості глинопорошків від кожної партії відбирають середню пробу.

Партія глинопорошку є продукція одного сорту (однієї марки) і одного відвантажування, але не більше 130 т. Проби глинопорошку масою 3 кг відбирають із кожного вагону, не менше як із п’яти місць.

Середня проба глинопорошку складається із проб по 500г із:

а) вантажу – п’ять проб не менше як із п’яти місць;

б) п’яти контейнерів – одна проба;

в) 300 мішків – одна проба.

Відібрані проби ретельно змішують і скорочують до 500 г. Середню пробу ділять на дві частини, одну із яких досліджують, а другу опечатують і зберігають в лабораторії протягом 2-х місяців на випадок арбітражного аналізу.

Із середньої проби глинопорошку готують розчин в’язкістю 25 секунд. Для цього у фарфорову кружку об’ємом 1500 мл наливають 1000 мл води, яка нагріта до кипіння і розташовують її у водну баню із такою ж температурою. При перемішуванні у лабораторній мішалці із частотою обертання 1000 об/хв у воду засипають 100-140 г бентонітового глинопорошку або 200 г і більше при дослідженні інших глин. Проба перемішується впродовж 5 хвилин, а потім розчин охолоджують до 20С і визначають його в’язкість, перед заміром якої розчин знову перемішують впродовж 5 хвилин. У випадку, якщо в’язкість більше 25 с розчин розводиться водою. Якщо в’язкість менше 25с розчин готується спочатку із більшою кількістю глинопорошку. Далі виконують аналіз властивостей суспензії.

Визначення густини розчину.

Використовується пікнометр місткістю 50 мл. Спочатку зважується маса порожнього пікнометра, а потім із розчином. Густина розчину знаходиться за формулою

, (4.2)

де – маса порожнього пікнометра; – маса пікнометра із розчином; V – об’єм пікнометра.

Густину розраховують із точністю до 1 кг/м³ на підставі не менше двох значень, що співпали.

Визначення виходу розчину.

Вихід розчину в м³ із 1т глинопорошку є найважливішими показниками якості глинопорошку. Вихід розчину в м³/т розраховують виходячи із густини при умовній в’язкості 25 с.

, (4.3)

Визначення вмісту піску.

В стакан наливають 300 мл води нагрітої до кипіння, добавляють 10 мл 5%-ного розчину пірофосфату натрію і засипають туди при перемішуванні 10 г глини. Перемішування триває протягом 15 хвилин. Залишок на ситі промивають струменем води і переносять в попередньо зважену фарфорову чашку.

В чашці залишок розтирають гумовою пробкою та, декантуючи промивають до щезнення помутніння. Залишок висушують до постійної маси і визначають процентний вміст піску за виразом:

, (4.4)

де: а – маса залишку в чашці; – маса глини ( згідно методики 10г).

Визначення вологості глинопорошку.

Відважують глинопорошку 10г і висушують до постійної маси при температурі 1051 С.

Перше зважування проводять через дві години. Повторюють через кожні 30 хв. до отримання постійної маси. Перед зважуванням проби охолоджуються в ексикаторі із безводним хлористим кальцієм.

Вміст вологи знаходять у %

, (4.5)

де: – маса вологої глини ( 10г); – маса висушеної глини.

Силовий аналіз суспензії глини.

У фарфоровий стакан ємністю 400 мл наливають 100 мл води, і перемішуючи добавляють в нього 10 г глини. Перемішування триває впродовж 5 хвилин. Отриману суспензію виливають на сито із сіткою № 05, яке розташоване над ситом із сіткою № 0071 і промивають впродовж 3 хвилин. Далі залишки з обох сит змивають у фарфорові чашки і висушують його до постійної температури. Залишок визначається за формулою:

, (4.6)

де: – маса залишку, зібраного з двох сит; М – маса глини взятої для аналізу (10 г).

Визначення вмісту піску в палигорскітовому глинопорошку.

Відстійник ОМ-2 заповнюють водою, а потім додають 50 мл глинистої суспензії і перемішують протягом 1 хвилини. Після цього відстійник встановлюють вертикально і залишають у спокої на 1 хвилину. Замірявши об’єм осаду перемножують його на два і отримують процентний вміст піску.

Визначення відстою палигорскітової суспензії.

Для приготування суспензії 35 г палигорскітового порошку засипають у попередньо приготований розчин хлористого натрію, який містить 115 г Na Cl та 350 мл води. Суспензію перемішують мішалкою з частотою обертання 4700200об/хв протягом 30 хвилин. Для визначення відстою 100-200 см³ приготованої суспензії виливають у циліндр і залишають у спокої на 2 години.

Величину відстою визначають за формулою:

, (4.7)

де: – загальний об’єм суспензії; – об’єм осаду глинистої суспензії; ( ) – об’єм світлої частини суспензії.