ГОСТ 33696-2015 (ISO 10416:2008). Межгосударственный стандарт. Растворы буровые. Лабораторные испытания
24 Материалы для приготовления буровых растворов. Высоковязкая полианионная целлюлоза (ПАЦ-В) (обычная)
24.1 Принцип
24.1.1 ПАЦ-В представляет собой водорастворимый полимер, получаемый только из химической реакции целлюлозы с карбоксиметиловыми (анионными) группами, и не должна содержать другие полисахариды, такие как крахмал, гуар или прочие полимеры, встречающиеся в природе, или их производные. Материал является сыпучим или гранулированным порошком.
24.1.2 ПАЦ-В широко применяется в буровых растворах на водной основе для различных применений, таких как контроль фильтрации, вязкости и ингибирования. Хотя полевое применение может изменяться, данная процедура рассматривает контроль фильтрации и вязкость.
24.1.3 Целью данной процедуры является представление простого и воспроизводимого метода для оценки свойств ПАЦ-В. Для данного материала еще не разработаны специфические параметры.
24.1.4 Буровой раствор на синтетической морской воде используется для определения вязкости и контроля фильтрации ПАЦ-В.
24.2 Определение влажности
24.2.1 Оборудование
24.2.1.1 Сушильный шкаф с регулируемой температурой до (105 +/- 3) °C [(220 +/- 5) °F].
24.2.1.2 Весы с точностью взвешивания +/- 0,01 г.
24.2.1.3 Чашка выпарная.
24.2.1.4 Шпатель.
24.2.1.5 Влагопоглотитель с осушителем из сульфата кальция или эквивалентного вещества.
24.2.2 Процедура
24.2.2.1 Взвешивают (10,00 +/- 0,01) г пробы ПАЦ-В в тарированной выпарной чашке.
24.2.2.2 Высушивают пробу в сушильном шкафу в течение 4 ч (см. 24.2.1.1). Охлаждают до комнатной температуры во влагопоглотителе.
24.2.2.3 Повторно взвешивают выпарную чашку, содержащую высушенную пробу. Записывают массу высушенной пробы md.
24.2.3 Расчет влажности ПАЦ-В
Вычисляют массовую долю влаги , %, по следующей формуле:
(30)
где m0 - масса первичной пробы, г;
md - масса высушенной пробы, г.
24.3 Процедуры с испытательной жидкостью, содержащей ПАЦ-В
24.3.1 Реактивы и оборудование
24.3.1.1 Основной раствор соли N 1: 555,6 г гексагидрата хлорида магния, 57,9 г безводного хлорида кальция и 2,1 г гексагидрата хлорида стронция, разбавленных дистиллированной или деионизированной водой до 1000 см3.
24.3.1.2 Основной раствор соли N 2: 69,5 г хлорида калия, 20,1 г бикарбоната натрия, 10,0 г бромида калия, 2,7 г борной кислоты и 0,3 г фторида натрия, разбавленных дистиллированной или деионизированной водой до 1000 см3.
24.3.1.3 Хлорид натрия, х.ч.
24.3.1.4 Сульфат натрия безводный, х.ч.
24.3.1.5 Стандартная оценочная базовая глина в соответствии с API или эквивалентная.
24.3.1.6 Хлорид калия.
24.3.1.7 Бикарбонат натрия.
24.3.1.8 Деионизированная или дистиллированная (по ГОСТ 6709) вода.
24.3.1.9 ПАЦ-В для испытания с известной влажностью (см. 24.2).
24.3.1.10 Термометр диапазоном измерения от 0 до 60 °C с точностью +/- 1 °C (диапазоном измерения от 32 до 150 °F с точностью +/- 2 °F).
24.3.1.11 Весы с точностью взвешивания +/- 0,01 г.
24.3.1.12 Мешалка со скоростью вращения (11500 +/- 300) об/мин с одинарным ребристым рабочим колесом диаметром 25,4 мм (1 дюйм).
Рабочее колесо должно заменяться, когда потеря массы составит 10%. Первоначальная масса лопасти составляет приблизительно 5,5 г. Каждый шпиндель с посаженным на него одинарным синусоидным рабочим колесом должен быть установлен на стороне осаждения.
24.3.1.13 Емкость для смешивания глубиной 180 мм (7 и 1/8 дюйма), d = 97 мм (3 и 3/4 дюйма) верхней части, 70 мм (2 и 3/4 дюйма) основания.
24.3.1.14 Шпатель.
24.3.1.15 Емкость стеклянная или пластмассовая с пробкой или крышкой для солевого раствора.
24.3.1.16 Вискозиметр прямого показания с приводом от двигателя по ГОСТ 33213.
24.3.1.17 Счетчики времени, два - механический или электрический, с точностью +/- 0,1 мин в течение времени испытания.
24.3.1.18 Фильтр-пресс в соответствии с ГОСТ 33213.
24.3.1.19 Цилиндры градуированные: один - (10 +/- 0,1) см3 и другой - (500 +/- 5) см3.
24.3.2 Измерение объема фильтрата испытательной жидкости
24.3.2.1 Готовят искусственную морскую воду, добавив 24,53 г хлорида натрия и 4,09 г безводного сульфата натрия в колбу объемом 1 дм3. Разводят дистиллированной или деионизированной водой до 800 см3. Переливают 20,0 см3 основного раствора N 1 и 10,0 см3 основного раствора N 2 в колбу и разводят водой до 1000 см3. Регулируют pH до 8,2 с помощью раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/л.
24.3.2.2 Добавляют (35,0 +/- 0,01) г хлорида калия (KCl) в 358 г раствора морской соли.
24.3.2.3 После перемешивания в течение (3 +/- 0,1) мин добавляют (1,0 +/- 0,01) г бикарбоната натрия.
24.3.2.4 После перемешивания в течение (3 +/- 0,1) мин добавляют (28,0 +/- 0,01) г стандартной оценочной базовой глины.
24.3.2.5 После перемешивания в течение (5 +/- 0,1) мин извлекают емкость из мешалки и очищают ее стенки шпателем от материала, прилипшего к стенкам. Убеждаются, что весь материал, прилипший к шпателю, перемещен в суспензию.
24.3.2.6 Снова помещают емкость в мешалку и продолжают перемешивание в течение дополнительных (5 +/- 0,1) мин.
24.3.2.7 Взвешивают (1,0 +/- 0,01) г ПАЦ-В (см. 24.3.1.9). Равномерно добавляют ПАЦ-В в суспензию в течение 60 с при перемешивании в мешалке. ПАЦ-В следует добавлять в воронку на расстоянии от шпинделя рабочего колеса для уменьшения распыления.
24.3.2.8 После перемешивания в течение (5 +/- 0,1) мин извлекают емкость из мешалки и очищают ее стенки шпателем от ПАЦ-В, прилипшего к стенкам. Убеждаются, что весь материал, прилипший к шпателю, перемещен в суспензию.
24.3.2.9 Снова помещают емкость в мешалку и продолжают перемешивание. При необходимости емкость может быть извлечена из мешалки и стенки очищены для удаления ПАЦ-В, прилипшей к стенкам, через 5 или 10 мин. Общее время перемешивания после добавления ПАЦ-В - (20 +/- 1) мин.
24.3.2.10 Выдерживают суспензию в течение (16 +/- 0,5) ч в запечатанной или закрытой емкости при температуре (25 +/- 1) °C [(77 +/- 3) °F]. Записывают температуру и продолжительность хранения.
24.3.2.11 После выдерживания перемешивают суспензию в мешалке в течение (5 +/- 0,1) мин.
24.3.2.12 Переливают суспензию ПАЦ-В в ячейку фильтра-пресса. Перед добавлением суспензии убеждаются, что каждая часть фильтрующего элемента является сухой и что ни одна из прокладок не повреждена или изношена. Температура суспензии должна быть (25 +/- 1) °C [(77 +/- 3 °F]. Наливают суспензию в ячейку до уровня ниже 13 мм (1/2 дюйма) от верха. Собирают сборку фильтра-пресса. Помещают фильтрующий элемент в рамку и закрывают перепускной клапан. Ставят емкость под сливной трубкой.
24.3.2.13 Устанавливают один счетчик времени на (7,5 +/- 0,1) мин., а второй счетчик времени на (30 +/- 0,1) мин. Запускают оба счетчика времени и устанавливают давление в ячейке (690 +/- 35) кПа [(100 +/- 5) фунт/кв. дюйм]. Давление должно подаваться с помощью сжатого воздуха, азота или гелия и должно быть подано в течение 15 с после запуска счетчиков времени.
24.3.2.14 При показании первого счетчика времени (7,5 +/- 0,1) мин. удаляют емкость и любую жидкость со сливной трубки и опустошают. Помещают сухой мерный цилиндр объемом 10 см3 под сливной трубкой и продолжают сбор фильтрата до показания второго счетчика времени с периодом 30 мин. Извлекают мерный цилиндр и записывают объем собранного фильтрата. Объем фильтрата представляет объем, собранный в течение интервала времени от 7,5 до 30 мин.
24.3.3 Расчет объема фильтрата испытательной жидкости с учетом поправок
Вычисляют объем фильтрата Vf, см3, по следующей формуле:
Vf = 2Vc, (31)
где Vc - объем фильтрата, собранный в интервале времени между 7,5 и 30 мин., см3.
Записывают вычисленное значение.
24.3.4 Измерение вязкости испытательной жидкости
24.3.4.1 Добавляют (42 +/- 0,01) г морской соли в (1000 +/- 2) см3 дистиллированной воды.
24.3.4.2 Добавляют (35,0 +/- 0,01) г хлорида калия (KCl) в 358 г раствора морской соли.
24.3.4.3 Взвешивают (3,0 +/- 0,01) г ПАЦ-В. Равномерно добавляют ПАЦ-В в суспензию в течение 60 с во время перемешивания в мешалке. ПАЦ-В следует добавлять в воронку на расстоянии от шпинделя рабочего колеса для уменьшения распыления.
24.3.4.4 После перемешивания в течение (5 +/- 0,1) мин. извлекают емкость из мешалки и очищают ее стенки шпателем от материала, прилипшего к стенкам. Убеждаются, что весь материал, прилипший к шпателю, перемещен в суспензию.
24.3.4.5 Снова помещают емкость в мешалку и продолжают перемешивание. При необходимости емкость может быть извлечена из мешалки и стенки очищены от ПАЦ-В, прилипшей к стенкам, через 5 или 10 мин. Общее время перемешивания после добавления ПАЦ-В должно равняться (20 +/- 1) мин.
24.3.4.6 Выдерживают суспензию в течение (16 +/- 0,5) ч в запечатанной или закрытой емкости при температуре (25 +/- 1) °C [(77 +/- 3) °F]. Записывают температуру и продолжительность хранения.
24.3.4.7 После выдержки перемешивают суспензию в мешалке в течение (5 +/- 0,1) мин.
24.3.4.8 Переливают суспензию в чашку вискозиметра, поставляемую с вискозиметром прямого чтения. Показания по шкале при скорости вращения ротора вискозиметра 600 об/мин должны регистрироваться при испытательной температуре суспензии (25 +/- 1) °C [(77 +/- 2) °F]. Записывают показания по шкале при скорости 600 об/мин.
24.3.5 Расчет кажущейся вязкости испытательной жидкости
Вычисляют кажущуюся вязкость по следующей формуле:
(32)
где - показание вязкости при 600 об/мин, мПа·с.
Записывают вычисленное значение.
