Глава VI Методы контроля состава и свойств буровых растворов

Для определения параметров буровых растворов в практике бурения используется ряд стандартных методов исследований.

В России методы контроля регламентированы РД 39-2-645-81 «Методика контроля параметров буровых растворов», в США Американским нефтяным институтом (API) разработаны и постоянно уточняются стандартные методики таких исследований. Они включены в нормы и правила API R.P. 10В и 39. Стандартные методики API в настоящее время получили широкое признание практически во всех странах, поэтому при дальнейшем изложении методов контроля состава и свойств буровых растворов будут учитываться особенности стандартных методик API, включая единицы измерений.

Стандартные методики API начинают получать признание и в России. ОАО «ИКФ» имеет Разрешение Гостехнадзора России на применение зарубежного лабораторного оборудования для замера параметров буровых растворов по стандартным методикам API.

Методы исследований состава и свойств буровых растворов можно разделить на две группы: физические и химические.

§ 1. Физические свойства бурового раствора.

6.1. Плотность бурового раствора

Оборудование

Плотность бурового раствора можно определить, используя любой прибор, позволяющий производить измерение с точностью до 0,01 г/см³. Такими приборами являются рычажные весы фирм «BAROID», «FANN» и др. По стандарту API плотность бурового раствора измеряют в фунтах/галлон, фунтах/фут³, г/см³.

Наилучшими эксплуатационными характеристиками обладают рычажные весы, которые обеспечивают достаточную точность измерений и надежны в работе в сложных полевых условиях независимо от колебаний температуры. Рычажные весы позволяют определять плотность в диапазоне 0,9–2,4г/см³.

Процедура

1. Заполните чашку весов исследуемым буровым раствором.

2. Закройте чашку крышкой и медленно и аккуратно заверните ее. Из отверстия в крышке должно вытечь немного раствора.

3. Закрыв это отверстие пальцем, обмойте или оботрите чашку снаружи.

4. Установите опору весов на призму и, двигая бегунок по градуированному коромыслу, добейтесь уравновешивания чашки и коромысла.

5. Слева от бегунка прочтите значение плотности бурового раствора.

6. Запишите результат с точностью до ближайшего деления в г/см³ или фунтах/галлон, фунтах/фут³.

7. После каждого измерения вылейте буровой раствор в посуду для сбора средней пробы и тщательно вымойте рычажные весы.

8. Для получения точного результата крайне важно, чтобы все детали были чистыми.

Калибровка

Весы для измерения плотности бурового раствора следует часто калибровать пресной водой. Пресная вода при температуре 21^ОС имеет плотность 1,00 г/см³ (8,33 фунта/галлон или 62,3 фунта/фут³). Для получения такого результата на пресной воде добавьте или убавьте свинцовую дробь из конца коромысла или отрегулируйте установленный там винт.

6.2. Условная вязкость

Условная вязкость – это время истечения бурового раствора из специальной воронки через трубку с калиброванными диаметром и длиной. Объемы заполнения воронки и истечения из нее стандартизованы.

Оборудование

Для измерения условной вязкости буровых растворов используется следующее стандартное оборудование:

1. Вискозиметр «Воронка Марша» (США) состоит из воронки объемом 1500мл со встроенной сеткой и мерной кружки на 1000мл с круговой отметкой 1 кварты (946мл). Время истечения 1 кварты (946мл) пресной воды при 20  0,5^ОС составляет 26  0,5 сек.

2. Вискозиметр ВБР-1 (Россия) – состоит из воронки объемом 700 мл и мерной кружки на 500 мл. К воронке прилагается съемная сетка для очистки раствора от крупного шлама. Постоянная вискозиметра (время истечения 500 мл пресной воды) при температуре 20  0,5^ОС составляет 15 сек.

Процедура

Процедура замера условной вязкости обеими воронками идентична.

1. Закройте нижнее отверстие воронки пальцем и через сетку влейте буровой раствор так, чтобы его уровень касался сетки.

2. Уберите палец с отверстия и засеките время вытекания 0,5 литра (одной кварты) раствора из воронки.

3. Время вытекания раствора в секундах есть не что иное как условная вязкость.

4. Отметьте температуру измеряемой пробы.