39. Седиментационная устойчивость глинистого раствора.

Для нормального течения процесса бурения и нормальной эксплуатации бурового раствора важно, чтобы раствор был седиментационно-устойчивым, то есть, чтобы, находясь в покое, раствор удерживал частицы твердой фазы во взвешенном состоянии равномерно распределенными по всему объему.

Оседание твердой фазы в покоящемся глинистом растворе приводят к изменению: астатического давления по стволу скважины и создает опасность возникновения газонефтеводопроявлений. В наиболее неблагоприятном случае оседающая твердая фаза может образовать осадок в призабойной части скважины, в рабочих и запасных емкостях наземной циркуляционной системы. Седиментационную устойчивость глинистых растворов оценивают по величине двух параметров: стабильности и суточного отстоя.

Стабильность определяют разностью плотностей нижней и верхней части пробы глинистого раствора, находящегося в покое в течение 24 ч. При измерении стабильности буровой раствор выдерживают в цилиндре ЦС-2, который снабжен боковым сливным отводом в средней части. Для измерения плотности пользуются ареометром АГЗПП.

Суточный отстой оценивают по объему жидкой фазы, отделившейся в верхней части пробы глинистого раствора, находившегося в покое в течение 24 ч. Для измерения суточного отстоя используют стеклянный градуированный цилиндр объемом 100 мл. Объем отстоявшейся жидкой фазы читают по делениям цилиндра и выражают в процентах.

40. Состав фильтрата глинистого раствора.

Химический состав фильтрата характеризует присутствие и количество некоторых растворимых неорганических соединений в глинистом растворе. Изменения в составе фильтрата позволяют установить причины изменения технологических свойств глинистого раствора, установить наличие и концентрацию соединений, вызывающих коагуляцию глинистого раствора или интенсивную коррозию бурильных труб и оборудования.

В практике работы с глинистыми растворами принято определять следующие важнейшие характеристики фильтрата:

- щелочность по фенолфталеину и метилоранжу,

- общую жесткость,

- содержание иона кальция,

- содержание хлор-иона,

- содержание сульфат-иона,

- содержание ионов натрия и калия.

Кроме того, непосредственно в глинистом растворе определяют щёлочность по фенолфталеину.

Щёлочность фильтрата даёт возможность определить концентрацию в глинистом растворе ионов , , ОН^-. Кроме того, значение щёлочности более точно, чем водородный показатель отражает изменения, происходящие в глинистом растворе, поскольку pH выражается в логарифмической шкале, и при существенном изменении концентрации ионов в глинистом растворе величина водородного показателя может оставаться практически постоянной.

Определяют два вида щелочности фильтрата: щелочность по фенолфталеину Рф и щелочность по метилоранжу - Мф.

Рф определяют путем титрования пробы фильтрата стандартным раствором H₂SO₄ в присутствии индикатора фенолфталеина.

Мф определяют в той же пробе фильтрата, добавив в нее индикатор - метилоранж и продолжая титровать раствором серной кислоты до изменения окраски фильтрата.

По величине Р_ф, Мф и их разности можно судить о концентрации в фильтрате глинистого раствора карбонат-ионов, бикарбонат-ионов и гидроксил-ионов.

Концентрация хлор-иона в фильтрате характеризует содержание в глинистом растворе хлоридов и, в первую очередь, хлористого натрия. Содержание определяют титрованием пробы фильтрата стандартным раствором азотнокислого серебра ( ) в присутствии индикатора - хромата калия ( ).

Определение содержания сульфат-иона необходимо для полного анализа фильтрата и для оценки концентрации сернокислого кальция, попадающего в глинистый раствор при разбуривании гипса и ангидрита.

Содержание иона определяют, осаждая сульфат-ион хлористым барием и титруя раствор трилоном Б, чтобы найти содержание оставшегося в растворе Ва++. Если известно количество бария, введенное для осаждения сульфат-иона, а количество его, оставшееся в растворе после осаждения, то нетрудно найти количество Ва++, израсходованного на осаждение иона S0₄, а следовательно, и концентрацию этого иона в фильтрате.

Общая жесткость фильтрата глинистого раствора характеризует присутствие в нем растворимых соединений кальция и магния. Общую жесткость определяют титрованием пробы фильтрата стандартным раствором трилона Б в присутствии индикатора хромогена черного.

Содержание ионов кальция в фильтрате позволяет оценить

присутствие в глинистом растворе растворимых соединений кальция. Кальций может попадать в глинистый раствор при бурении гипса и ангидрита, при разбуривании цемента. Важную роль играет содержание растворенных соединений кальция в известковых, гипсовых, хлоркальциевых глинистых растворах. для сохранения на

необходимом уровне технологических свойств таких глинистых

растворов содержание иона Са++ в фильтрате необходимо поддерживать в определенных пределах.

Концентрацию кальций-иона определяют титрованием пробы фильтрата стандартным раствором трилона Б в присутствии индикатора-мурексиде.

Поскольку при определении общей жесткости находят концентрацию суммы катионов Са++ и Mg++, по разности между общей жесткостью и концентрацией кальций-иона определяют содержание в фильтре те иона Mg++.

Содержание ионов Na⁺ и K⁺ в фильтрате глинистого раствора находят расчётным путем по разности суммы концентраций анионов ( , , , ) и суммы концентраций катионов (Са++ и Mg++).

Щелочность глинистого раствора по фенолфталеину Рф необходимо знать для того, чтобы определить содержание в глинистом растворе извести. Щелочность определяют титрованием пробы глинистого раствора стандартным раствором серной кислоты в присутствии фенолфталеина. Об окончании процесса титрования судят по изменению цвета пробы или по понижению водородного показателя до pH =8,3 по стеклянному электроду.

Содержание извести в глинистом растворе определяют расчётным путем по формуле:

,

где в - объемное содержание воды в глинистом растворе, выраженное в долях единицы; Р_т и Рф - щелочность глинистого раствора и фильтрата по фенолфталеину, выраженные в миллилитрах 0,O2N раствора H₂SО₄, израсходованного на титрование.

Кроме рассмотренных наиболее распространенных характеристик фильтрата глинистых растворов, в случае необходимости определяют содержание H₂S в глинистом растворе, содержание хроматов, используемых для повышения термостойкости растворов и в качестве ингибиторов коррозии, содержание карбоната меди или цинка, используемых для нейтрализации сероводорода. В гипсовых растворах определяют содержание нерастворенного сернокислого кальция.