Влияние температуры на концентрацию хлоридного раствора

По мере нагревания соляного раствора объем его увеличивается по причине расширения. Поэтому, если взять 1 м³ раствора при определенной температуре, то он будет иметь конкретную концентрацию. При нагревании он будет расширяться и займет более 1м³ пространства.

.Запомните, что концентрация – это измерение массы (веса)субстанции на единицу объема (пространства) в нашей отрасли выражается в кг/ м³

Возьмем контейнер емкостью 1литр и наполним его до краев 20% - раствором хлористого кальция при температуре 20⁰C и взвесим его, запишем вес (1,178 кг/Л). Нагреем контейнер до температуры 40⁰C. Как вы думаете, что произойдет с жидкостью в контейнере?

Она расширится и выльется из него. При меньшем объеме жидкости в контейнере при 40⁰C он будет весить меньше, поэтому давайте взвесим и зафиксируем результат(1,167кг/Л).

Так как не реально взвесить растворы в условиях, когда они подвержены температурным изменениям, разработанная формула позволит нам измерить изменения концентрации в соответствии с температурой

  = 0,539 (T₁ - T₂)

Где;  = Изменения концентрации(кг/м³)

T₁ = Начальная температура ⁰C

T₂ = Конечная температура⁰C

Пример: Смешаем 20% - ый раствор хлористого кальция при 20⁰C и закачаем его в скважину. Сейчас жидкость имеет температуру 30⁰C , поэтому необходимо пересчитать концентрацию жидкости.

Найдем концентрацию для 20% - го раствора хлористого кальция в таблицах данного пособия. (1178 кг/м³)

1. Подставим известные значения в данную формулу.

 = 0,539 (T₁ - T₂)

 = 0,539 (20 - 30)

 = 0,539 (-10)  = - 5,39

2. Первое полученное значение концентрации было 1178 кг/м3

Различие из-за темп . -5,39 кг/м³

Новое значение концентрации 1172,6 кг /м³

Кислоты, насыщенные минеральные буровые растворы и гидростатика Продолжение

Соляные растворы

Следующие три таблицы в данном руководстве предоставляют всю необходимую информацию по работе с соляными растворами. Растворы приведенные здесь: хлористый калий (KCl), хлористый кальций (CaCl₂) и хлористый натрий (NaCl). Значения всех этих таблиц приведены для растворов при 20⁰C

Единственное отличие в том, что вы будете использовать эти три таблицы по примеру таблицы хлористого кальция (CaCl₂). Количественная графа для данных субстанций разделена на две колонки, представляющие концентрацию хлористого кальция (CaCl₂) для создания раствора. Таблица дозировки хлористого кальция (CaCl₂) расположена ниже.

				СОЛ-Е РАСТВ-РЫ
	Растворы хлористого кальция (CaCl2)при 20°C
% CaCl2		удельный			коцетр.-я	гидростатич.	точка			Количество CaCl2 для использования в растворе кг/м³
По массе раствора		вес			раствора	градиент	замерзания
		20°C			кг/м³	кПа/м	°C
										77 - 80%	94 - 97%
1		1,007			1007	9,88	-1			12	11
2		1,015			1015	9,96	-1			26	22
3		1,023			1023	10,03	-2			40	32
4		1.032			1032	10,12	-2			53	43
5		1.040			1040	10,20	-3			67	55
6		1,049			1049	10,29	-3			81	66
7		1,057			1057	10.37	-3			95	78
8		1,066			1066	10,46	-4			109	90
9		1,075			1075	10,55	-5			125	102
34		1,326			1326	13,01	-15			584	479
36		1,349			1349	13,23	-4			628	515
38		1,372			1372	13,46	6			674	554
40		1,396			1396	13,69	13			723	593

Рассмотрим «шапки» каждого из этих столбцов и что они обозначают.

% CaCl2 К массе раствора	Удельный вес 20°C	Конц.-я раствора кг/м³	гидростатич. градиент кПа/м	точка замерзания°C	Количество CaCl2 для использования в растворе кг/м³
					77 - 80%	94 - 97%

% CaCl₂ к массе раствора относится к концентрации раствора т.e. 3% хлористого кальция. Это процент химического вещества в объеме раствора.

Кислоты, насыщенные минеральные буровые растворы и гидростатика Продолжение

Brines Соляные растворы (прод.-е)

% CaCl2 К массе раствора	Удельный вес 20°C	Конц.-я раствора кг/м³	гидростатич. градиент кПа/м	точка замерзания°C	Количество CaCl2 для использования в растворе кг/м³
					77 - 80%	94 - 97%

Удельный вес 20⁰C это удельный вес смешанного раствора.

% CaCl2 К массе раствора	Удельный вес 20°C	Конц.-я раствора кг/м³	гидростатич. градиент кПа/м	точка замерзания°C	Количество CaCl2 для использования в растворе кг/м³
					77 - 80%	94 - 97%

Концентрация раствора кг/м³ определяет концентрацию раствора.

% CaCl2 К массе раствора	Удельный вес 20°C	Конц.-я раствора кг/м³	гидростатич. градиент кПа/м	точка замерзания°C	Количество CaCl2 для использования в растворе кг/м³
					77 - 80%	94 - 97%

Гидростатический градиент кПа/м – гидростатическое давление, оказываемое раствором при каждом метре глубины.

% CaCl2 К массе раствора	Удельный вес 20°C	Конц.-я раствора кг/м³	гидростатич. градиент кПа/м	точка замерзания°C	Количество CaCl2 для использования в растворе кг/м³
					77 - 80%	94 - 97%

Точка замерзания⁰C – это точка, при которой раствор начинает замерзать.

% CaCl2 К массе раствора	Удельный вес 20°C	Конц.-я раствора кг/м³	гидростатич. градиент кПа/м	точка замерзания°C	Количество CaCl2 для использования в растворе кг/м³
					77 - 80%	94 - 97%

Количество CaCl₂ для использования кг/м³ это количество хлористого кальция (CaCl₂) использующегося для смешения. Для хлористого кальция (CaCl₂) существуют две колонки, расположенные здесь. Для применяемого вещества существует более одного вида концентрации. Используйте столбец, который лучше характеризует вещество, необходимое для раствора.

Кислоты, насыщенные минеральные буровые растворы и гидростатика Продолжение

-

Используя руководство ответьте на следующие вопросы.

Упражнение №1

Какова точка замерзания 12% - го раствора хлористого кальция?

Точка замерзания

Упражнение №2

Каков удельный вес 24% - го раствора хлористого натрия?

Удельный вес

Упражнение №3

Какова точка замерзания и концентрация 3% - го раствора хлористого калия?

Точка замерзания Конц.-я

Упражнение №4

Какова точка замерзания и сколько потребуется хлористого кальция для 12 м³ 5 % - го раствора хлористого ?

Точка замерзания Кг

Упражнение №5

Каков удельный вес и сколько потребуется хлористого натрия для 7 м³ 12 % - го раствора хлористого натрия?

Удельный вес Кг

Упражнение №6

Какова концентрация и сколько потребуется хлористого калия для 24 м³ 3 % - го раствора хлористого калия?

Конц.-я Кг

Упражнение №7

Каков удельный вес 3 % - го раствора хлористого натрия?

Конц.-я Кг

Упражнение №8

Какова точка замерзания и концентрация 10% - го раствора хлористого кальция?

Точка замерзания Конц.-я

Кислоты, насыщенные минеральные буровые растворы и гидростатика Продолжение

дд