ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008). Межгосударственный стандарт. Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях. Растворы на водной основе
10 Адсорбция метиленового синего
10.1 Принцип
10.1.1 Адсорбция метиленового синего бурового раствора - это показатель количества активных глин (бентонита и/или выбуренной породы) определенный по метиленовому синему. Адсорбция метиленового синего дает оценку общей катионообменной емкости твердой фазы в буровом растворе. Адсорбция метиленового синего и катионообменная емкость необязательно равны, первая обычно несколько меньше, чем реальная катионообменная емкость.
10.1.2 Раствор метиленового синего добавляют к буровому раствору (предварительно обработанному перекисью водорода и окисленному) до насыщения, обозначенного образованием окрашенного "ореола" вокруг капли суспензии, помещенной на фильтровальную бумагу. Вариации процедуры для буровых растворов можно использовать на выбуренном шламе или коммерческом бентоните для оценки количества каждого типа твердых частиц в растворе (см. [4] или [5]).
10.1.3 Часто буровые растворы помимо активных глин содержат компоненты, адсорбирующие метиленовый синий. Для устранения влияния органических материалов, таких как лигносульфонаты, лигниты, целлюлозные полимеры, полиакрилаты и др., используют предварительную обработку перекисью водорода.
10.2 Реактивы и оборудование
10.2.1 Раствор метиленового синего, метиленовый синий (хч) (CAS No. 61-73-4) 3,20 г/л дистиллированной воды (1 мл = 0,01 мэкв).
Влажность метиленового синего должна определяться при каждом приготовлении раствора. Высушить 1,000 г метиленового синего до постоянной массы при температуре 93 °C +/- 3 °C (200 °F +/- 5 °F). Произвести соответствующую поправку массы порошка метиленового, взятого для приготовления раствора, ms, выраженную в граммах, по формуле (26):
, (26)
где mds - масса высушенной пробы, г.
10.2.2 Перекись водорода (CAS N 7722-88-5), H2O2, 3%-ный раствор.
Примечание - H2O2 является сильным окислителем. Следует избегать контакта с кожей.
10.2.3 Серная кислота (CAS N 7664-93-9) (хч), H2SO4, разбавленная, приблизительно 2,5 моль/л (5 н).
ОПАСНО - H2SO4 является едкой и токсичной кислотой.
10.2.4 Шприц, 2,5 мл (TD) или 3 мл (TD).
10.2.5 Коническая колба, 250 мл.
10.2.6 Бюретка, 10 мл (TD); микропипетка, 0,5 мл (TD); или градуированная пипетка, 1 мл (TD). (Пипетка градуированная по ГОСТ 29227-91 вместимостью 1 см3)
10.2.7 Градуированный цилиндр, 50 мл (TD). (Мерный цилиндр по ГОСТ 1770-74 вместимостью 50 см3)
10.2.8 Стеклянная или пластиковая палочка.
10.2.9 Плитка для нагревания.
10.2.10 Фильтровальная бумага, Whatman No. 1 <1> или эквивалент.
--------------------------------
<1> Whatman No. 1 является примером доступных коммерческих продуктов. Эта информация приведена для удобства пользователей данной части ISO 10414 и не является утверждением этого продукта ISO.
10.3 Порядок измерения
10.3.1 Добавить 2,0 мл бурового раствора (или объем бурового раствора, требующий от 2 мл до 10 мл раствора метиленового синего) в 10 мл воды в коническую колбу. Следует использовать шприц объемом более 2 мл, обычно 2,5 мл или 3 мл. При использовании шприца увеличенного размера выпускать воздух из шприца не обязательно. Для того чтобы обеспечить добавление шприцем точно 2,0 мл бурового раствора, необходимо использовать следующую процедуру.
a) Удалить воздух или газ, вовлеченные в буровой раствор (информацию об удалении воздуха или газа см. в приложении D). Перемешать буровой раствор для разрушения гелевой структуры и быстро набрать раствор в шприц. Затем, при погруженном в буровой раствор кончике шприца, медленно опорожнить шприц.
b) Снова набирать буровой раствор шприцем до тех пор, пока конец поршня не сместится на последнее деление шкалы шприца (например, на деление 3 мл для шприца объемом 3 мл).
c) Добавить в воду 2,0 мл бурового раствора, пока конец поршня не сместится точно на 2 мл от последнего деления шкалы шприца. В 3 мл шприце это отметка 1 мл.
10.3.2 Добавить 15 мл 3% перекиси водорода и 0,5 мл серной кислоты. Прокипятить в течение 10 мин, не допуская выкипания раствора. Разбавить водой до объема 50 мл.
10.3.3 Добавлять в колбу по 0,5 мл раствора метиленового синего. Если из предыдущих испытаний известно приблизительное количество раствора метиленового синего, необходимое для достижения конечной точки, то в начале титрования можно добавлять раствор метиленового синего увеличенными порциями (от 1 мл до 2 мл). После каждого добавления раствора метиленового синего взбалтывать содержимое колбы в течение 30 с. Пока твердые частицы находятся во взвешенном состоянии, отобрать одну каплю суспензии с помощью палочки для перемешивания и перенести ее на фильтровальную бумагу. Первая конечная точка титрования достигнута, когда возникает окрашивание в виде синего или бирюзового кольца, окружающего окрашенные твердые частицы, как показано на рисунке 1, обозначение 4.
1 - выход за пределы конечной точки;
2 - влага;
3 - окрашенные твердые частицы бурового раствора (присутствует связанный краситель);
4 - несвязанный краситель, видимый непосредственно после добавления 6 мл и адсорбированный через 2 мин, что указывает на то, что конечная точка не достигнута
5 - окрашенные твердые частицы бурового раствора;
6 - несвязанный, неадсорбированный краситель;
7 - влага;
8 - конечная точка;
9 - появление пятна после адсорбции в течение дополнительных 2 мин;
--------------------------------
<a> Объем добавленного раствора метиленовой сини, в мл
Рисунок 1 - Проверка конечной точки титрования
метиленовым синим
10.3.4 После обнаружения первой конечной точки взбалтывать содержимое колбы в течение 2 мин и перенести еще одну каплю на фильтровальную бумагу. Если снова наблюдается синее кольцо, то достигнута окончательная конечная точка, как показано на рисунке 1, обозначение 8. Если синее кольцо не появляется, как показано на рисунке 1, обозначения 4 и 9, продолжать процедуру по 10.3.3 до тех пор, пока вторая капля, взятая через 2 мин, не покажет синий оттенок, как показано на рисунке 1. Неадсорбированный краситель, обнаруженный непосредственно после добавления 6 мл раствора метиленового синего, адсорбируется через 2 мин и указывает на то, что конечная точка не достигнута.
10.4 Расчет
Внести в отчет адсорбцию метиленового синего, cMBT, бурового раствора, рассчитанную по формуле
, (27)
где Vmb - объем раствора метиленового синего, мл;
Vdf - объем образца бурового раствора, мл.
Кроме того, адсорбция метиленового синего может быть записана как бентонитовый эквивалент (на основе бентонита с катионообменной емкостью 70 мл-экв/100 г), EBE,A, в кг/м3 или EBE,B, фунт/баррель:
; (28)
. (29)
Примечание - Бентонитовый эквивалент, кг/м3 (фунт/баррель), полученный по формулам (28) и (29), не равняется объему коммерческого бентонита в буровом растворе. Это обусловлено тем, что помимо коммерческого бентонита в состав твердых частиц бурового раствора также входят химически активные глины. См. [4] и [5] для получения дополнительной информации о подсчете объема коммерческого бентонита и выбуренных твердых частиц в буровом растворе.
Подписаться на обновления