- •4 Тема: «Функциональные свойства буровых растворов и методы их определения»
- •4.1 Плотность буровых промывочных жидкостей
- •4.1.1. Определение плотности раствора ареометром абр-1
- •4.1.2 Определение плотности раствора рычажными весами
- •4.1.3 Определение плотности раствора пикнометром
- •4.2 Структурно-механические свойства
- •4.2.1 Определение статического напряжения сдвига на приборе снс–2
- •4.2.2 Определение снс на ротационном вискозиметре всн-3
- •Внутренний диаметр гильзы, мм ...............….…………………......…44
- •4.2.3 Определение снс на вискозиметре fann
- •4.3 Реологические свойства промывочных жидкостей [4]
- •4.3.1 Простые реологические модели
- •4.3.2 Сложные реологические модели
- •4.3.3 Реология буровых растворов
- •4.3.4 Определение динамического напряжения сдвига (днс), пластической и эффективной вязкости
- •4.3.4.1 Определение пл, 0, эф на ротационном вискозиметре всн-3
- •4.3.4.2 Определение пл, 0, эф на 8- и 12-скоростном вискозиметре fann
- •4.3.5 Определение условной вязкости вискозиметром вбр-1
- •4.3.6 Определение условной вязкости с помощью воронки Марша
- •4.4 Фильтрационные и коркообразующие свойства
- •4.4.1 Определение показателя фильтрации промывочных жидкостей на приборе вм-6
- •4.4.2 Определение показателя фильтрации промывочных жидкостей на приборе Фильтр-пресс флр-1
- •4.4.3 Определение показателя фильтрации на фильтр - прессе api
- •4.4.4 Определение фильтрации при повышенных температурах и давлениях
- •4.4.5 Определение толщины и проницаемости фильтрационной корки
- •4.4.6 Определение проницаемости фильтрационной корки
- •4.5 Электрохимические свойства
- •4.5.1 Определение водородного показателя электрометрическим методом
- •4.5.2 Определение удельного электрического сопротивления
- •4.6 Триботехнические свойства бпж
- •4.6.1 Определение коэффициента трения в системе бурильные трубы - промывочная жидкость - стенка ствола скважины
- •4.6.2 Измерение коэффициента трения пары «бурильные трубы – фильтрационная корка»
- •4.6.3 Определение cмазочных свойств бпж на приборе фирмы «Бароид»
- •4.7 Ингибирующая способность
- •4.7.1 Определение ингибирующих свойств бурового раствора по показателю увлажняющей способности
- •4.7.2 Определение диспергирующей способности
- •4.7.3 Определение коэффициента набухания глин и глинопорошков на приборе Жигача-Ярова
4.4.1 Определение показателя фильтрации промывочных жидкостей на приборе вм-6
Прибор ВМ-6 (рисунок 4.15, а) состоит из плунжера 1, груза-шкалы 2, цилиндра 3 с ввернутой в него втулкой 4, иглы 5, фильтрационного стакана 6, основания 7, пробки 8, резиновой прокладки 9 и бумажного фильтра 10.
В комплект прибора входят бачок для масла емкостью 0,5 л, обеззоленная фильтровальная бумага или готовые фильтры диаметром 70 мм.
Максимальная водоотдача, которую можно измерить непосредственно на приборах ВМ-6, составляет 40 см3 за 30 мин. Для того чтобы можно было измерить больший показатель, к прибору прилагаются бланки с двойной логарифмической сеткой. Зависимость водоотдачи от времени на такой сетке выражается прямой линией (рисунок 4.29, б).
а
|
б |
Рисунок 4.29 – Схема прибора ВМ-6 (а) и бланк с двойной логарифмической сеткой (б)
Техническая характеристика ВМ-6:
- Предел измерения показателя фильтрации за 30 мин при диаметре
фильтра 75 мм, см3............................................................................... 40
- Цена деления шкалы, см3...………....................................................... 1
- Погрешность измерения, см3 ...........................................……........±0,5
- Давление фильтрации, МПа.......................................……............... 0,1
- Фактический диаметр фильтра, мм .................................................. 53
- Объем пробы промывочной жидкости, см3................................….100
Порядок работы:
- смачивают кружок фильтровальной бумаги диаметром 75 мм водой, кладут его на дно поддона, сверху кладут резиновую прокладку и накручивают стакан;
- отверстие в поддоне закрывают пробкой;
- заливают исследуемый буровой раствор в стакан объемом 120 см3, не доливая до края на 3-4 мм;
- навинчивают напорный цилиндр с закрытым игольчатым клапаном на стакан, сверху наливают машинное масло;
- вставляют плунжер в цилиндр (для создания давления 0,1 МПа), и, приоткрыв спускную иглу, легким вращением подводят нулевое деление на шкале к отсчетной риске на втулке цилиндра;
- закрывают спускной игольчатый клапан, открывают отверстие в поддоне, вынув пробку, и одновременно включив секундомер. При открытии отверстия может произойти резкое опускание плунжера на определенную величину («скачок»). Значение «скачка» необходимо вычесть из полученного по шкале значения показателя фильтрации;
- через 30 минут делают отсчет по шкале (глаз должен находиться на уровне отсчетной риски), открывают спускную иглу, выпускают масло и опустившийся плунжер вынимают из цилиндра;
- игольчатый клапан закрывают, цилиндр отворачивают, масло сливают;
- раствор выливают, отвинчивают стакан и достают фильтрационную корку.
Измеряют толщину фильтрационной корки.
Если пренебречь небольшой ошибкой при значениях времени, близких к нулю, то в условиях статической фильтрации промывочной жидкости через фильтровальную бумагу объем фильтрата пропорционален корню квадратному из времени фильтрации
Ф30 - Ф0 = (Фt – Ф0)[(30)0,5/(t)0,5] |
(4.49) |
где: Фt - величина показателя фильтрации по истечение t минут с момента начала фильтрации, см3;
Ф0 - величина ошибки при значениях времени, близких к нулю, см3;
Ф30 - величина показателя фильтрации за стандартное время замера, равное 30 мин, см3.
Ошибка при значениях времени, близких к нулю, возникает в результате способности мельчайших частиц твердой фазы промывочной жидкости проходить через фильтровальную бумагу, прежде чем произойдет закупоривание ее пор. При измерениях это проявляется в скачке показаний прибора ВМ-6 от нуля до определенного значения, которое называют мгновенной фильтрацией Фо, (см3). После этого через фильтровальную бумагу проникает только фильтрат.
Использование зависимости (4.49) в практических целях позволяет существенно ускорить процесс определения показателя фильтрации. Так, если принять t = 7,5 мин, то Ф30 = 2 ×Ф7,5. Таким образом, для приближенной оценки показателя фильтрации за стандартное время замера Ф30 достаточно взять отсчет по шкале прибора ВМ-6 через 7,5 мин с момента начала фильтрации и умножить его на два.
Для определения показателя фильтрации, значения которого выходят за пределы шкалы прибора ВМ-6, а также для прогнозирования величины показателя фильтрации по любому произвольному значению времени с момента начала фильтрации можно воспользоваться следующей формулой, вытекающей из формулы (4.32)
Ф30 = Фt×[5,477/(t)0,5] |
(4.50) |
При этом следует помнить, что условия образования фильтрационной корки при любом ускоренном способе определения показателя фильтрации по времени не соответствуют стандартным, в связи с чем ее количественная и качественная характеристики не являются показательными.