Показатель фильтрации (водоотдача)

Для определения показателя фильтрации и коркообразующих свойств бурового раствора используют фильтр-пресс. Буровой раствор фильтруется в камере фильтр-пресса при заданной температуре и давлении за определенный промежуток времени. Для получения сравнительных данных об объеме жидкости, ушедшей в породу, измеряют толщину фильтрационной корки (в миллиметрах), отложившейся на фильтровальной бумаге. Опытным инженером также оценивается ее плотность, рыхлость, ломкость, липкость, скольжение тел на ее поверхности. Эти косвенные характеристики корки дают дополнительную информацию о состоянии раствора и характере шлама, находящегося в нем.

В полевых условиях может определяться показатель фильтрации при температуре до 100^ОС и давлении 7атм (100psi) на фильтр-прессе АНИ и при температуре выше 100^ОС и перепаде давления 35атм (500 psi) на HTHP фильтр прессе.

Процедура замера на фильтр-прессе АНИ

A. Соберите детали чистого и сухого фильтр-пресса, используя стандартную для прибора фильтровальную бумагу. Порядок сбора указан в его паспорте.

Б. Залейте буровой раствор в контейнер так, чтобы он приблизительно на 1/2 дюйма не доходил до верха (заполняйте контейнер доверху в том случае, когда в растворе необходимо сохранить газ) и установите его на опору рамы фильтр-пресса. Верхнюю крышку установить на контейнер, зажать винтом рамы до упора, клапан подачи газа – в рабочее положение (в камеру).

В. Установите мерный цилиндр для приема фильтрата и с помощью редуктора подайте давление 7атм (100±5psi), включив при этом таймер или секундомер.

Г. Через 30 минут давление стравливают (клапан подачи газа в положении стравливания), в мерном цилиндре отмечают объем фильтрата (в миллилитрах), который и является показателем фильтрации. Разобрав фильтр-пресс (в обратном порядке) и вылив раствор из контейнера, осторожно снимите фильтровальную бумагу с фильтрационной коркой и под слабой струей воды смойте избыток бурового раствора. Толщину фильтрационной корки измеряют с точность до 1/2мм. Также полезно записать и комментарии о состоянии фильтрационной корки.

Д. После использования тщательно вымойте и вытрите насухо части прибора.

Примечание:

По спецификации АНИ площадь фильтрования в камере должна составлять 7, 1дюйм². Однако есть фильтр-прессы, площадь фильтрования в которых в два раза меньше. Для того, чтобы полученный на таком фильтр-прессе результат согласовывался с требованиями АНИ, его нужно удвоить.

Процедура замера показателя фильтрации на HTHP фильтр прессе

Показатель фильтрации при температуре выше 100^ОС измеряется следующим образом:

А. Перед началом опыта подключите нагревательную рубашку прибора к сети соответствующего напряжения. Установите термометр в гнездо рубашки. Нагрейте рубашку до требуемой температуры. Отрегулируйте термостат так, чтобы температура была на 5-6^ОС выше заданной и была постоянной во времени.

Б. В дно камеры, которое будет верхом, закручивается до упора клапан, камера переворачивается и в нее заливается раствор до уровня 1, 5см ниже края (при температуре испытаний до 149^ОС) и 3, 8см (при температуре выше 149^ОС) ниже уровня внутреннего среза. На опору среза аккуратно устанавливается бумажный фильтр. В отверстие камеры устанавливается ее нижнее дно с резиновым уплотнением и ввернутым в него нижним клапаном. Нижнее дно фиксируется по окружности винтами, которые должны попасть в выемки по кольцу нижнего дна. Нижний клапан поворачивается до упора ключом.

В. Камера переворачивается и устанавливается в нагревательную рубашку. Во время установки надо проявлять осторожность, чтобы избежать ожога. В гнездо камеры вставьте второй термометр.

Г. Установите блок создания давления на верхний клапан и закрепите его. Внизу установите приемник фильтрата и также закрепите его. При закрытых клапанах подайте давление в 100psi в оба устройства, работающие под давлением. Откройте верхний клапан и, продолжая нагревать раствор, подайте в камеру с раствором давление равное 100psi.

Д. При испытаниях, когда температура ниже 149^ОС, нужно придерживаться следующего порядка проведения работ. Когда температура пробы достигнет заданной, увеличьте давление в верхнем устройстве, работающем под давлением до 600psi, и откройте нижний клапан, чтобы началась фильтрация, одновременно включив таймер или секундомер. Поддерживая постоянную температуру с колебаниями ± 3^ОС, соберите фильтрат за 30минут. При желании, можете измерить мгновенную фильтрацию за 2секунды. В процессе измерения противодавление может повышаться выше 100psi, во избежание этого периодически осторожно сливайте часть фильтрата в мерный цилиндр. Запишите его общий объем.

Е. Объем фильтрата должен быть приведен к площади фильтрования, равной 7, 1дюйм². Если площадь фильтрования равна 3, 5дюйм², объем фильтрата следует умножить на 2.

Ж. По окончании опыта закройте оба клапана. Закройте редукторы высокого давления, выкрутив винты до свободного хода. Стравите давление на верхней и нижней линии высокого давления до нуля, открыв выпускные краны барашками с насечкой.

Предупреждение:

В фильтрационной камере все еще остается давление около 500psi. Удерживая в вертикальном положении камеру, осторожно вытащите, охладите до комнатной температуры, а затем стравите давление. С целью принятия мер по сохранению фильтровальной бумаги, переверните камеру, открутите крепежные винты по окружности и вытащите нижнее дно. Осторожно достаньте фильтрационную корку и промойте слабой струей воды от избытка раствора, определите ее толщину с точностью до одного миллиметра и запишите результат.

Содержание песка в буровом растворе

Оборудование

Прибор для измерения содержания песка включает в себя сетку размером ячеек 200меш (74мкм), воронку и стеклянную мерную пробирку, проградуированную в процентах.

Процедура

1. Влейте в пробирку раствор до отметки “Mud to here”, а затем добавьте воды до отметки “Water to here”. Закройте горлышко пробирки пальцем и хорошо встряхните ее.

2. Вылейте смесь через сетку и смойте с нее все остатки чистой водой. Чтобы облегчить смывание, постукивайте по ребру сетки пальцем. Если на сетке остается что-нибудь, не проходящее через нее, не нужно раздавливать этот остаток и силой продавливать через сетку, т.к. это даст неправильный результат и может привести к разрыву сетки. Смойте песок, оставшийся на сетке, струей воды, чтобы смыть с него буровой раствор.

3. Установите воронку поверх сетки, затем медленно ее переверните и, вставив носик воронки в пробирку, смойте песок с сетки тонкой струей воды. Подождите, пока осядет песок.

4. Запишите объем песка в пробирке в процентах.

5. Тщательно промойте сетку и пробирку.

6.7. Содержание жидкой и твердой фаз

Оборудование

Для определения содержания жидкой и твердой фаз в буровом растворе используется реторта. Тщательно отмеренный объем пробы помещают в реторту и нагревают до тех пор, пока жидкая фаза не испарится. Пары пропускают через конденсатор и собирают в измерительном цилиндре. Объем жидкости, как воды, так и нефти, можно определить в процентах. Объемный процент содержания твердой фазы, как суспендированной, так и растворенной, находят путем вычитания процентного содержания жидкой фазы из 100% объема. По этим данным рассчитывают плотность твердой фазы.

Процедура

1. Влейте однородную пробу бурового раствора в калиброванную реторту, накройте ее обтекающей крышкой, лишний объем удалите тряпкой.

2. Заполните свободный объем в камере испарения реторты тонкой стальной ватой. Смажьте резьбу термосмазкой.

3. Соберите реторту и установите под конденсатором мерный цилиндр для сбора жидкой фазы. Сборку установите в нагреватель реторты и закройте крышку.

4. Включите нагреватель реторты. Продолжайте нагревание до тех пор, пока из конденсатора не перестанет капать жидкость.

5. Измерьте объем полученной воды и нефти и рассчитайте их процентное содержание, а также процентное содержание твердой фазы.

Примечание:

В зависимости от типа применяемого прибора эта процедура может иметь некоторые отличия.

6. Охладите прибор и шпателем удалите из него всю твердую фазу. Нефтяной осадок можно удалить растворителем.

На основе объемного содержания фаз в растворе можно определить усредненную плотность твердой фазы:

Относительное содержание барита и глины

во взвешенной твердой фазе в пресных утяжеленных растворах

М_р-ра - М_воды - М_нефти

r_т.ф.(в кг/м³) = ---------------------------------,

V _т.ф.

где М(кг) = плотность (кг/м³) х %об. х 0, 01

V(м³) = %об. х 0, 01

Примечание:

В реторте будет вся твердая фаза, как суспендированная, так и растворенная.

Для высокоминерализованных растворов потребуется поправка на количество содержащейся в них соли.

6.8. Определение вспениваемости и содержания воздуха

или газа) в глинистом растворе

Содержание воздуха (или газа) в растворе находят по формуле:

Г=

где - истинная плотность исходного раствора, г/см³

- плотность вспененного раствора, г/см³

Истинную плотность раствора определяют после тщательного медленного перемешивания пробы того же глинистого раствора до полного удаления воздуха (или газа). Если весь воздух (газ) удалить не удалось, добавляют 0, 2-0, 5% пеногасителя ИКДЕФОМ-S и снова медленно перемешивают до полного удаления воздуха (или газа).

Для определения вспениваемости в бутылку вместимостью 0, 5л наливают 250мл того же глинистого раствора, интенсивно встряхивают в течение 5 минут, замеряют плотность вспененного раствора и по формуле рассчитывают его вспениваемость. Затем, постепенно увеличивая количество, вводят пеногаситель (порциями), встряхивают и определяют плотность и вспениваемость раствора. Сравнивая результаты, определяют наиболее эффективную обработку и оптимальную концентрацию пеногасителя. Практика показывает, что независимо от типа реагента-пеногасителя и пенообразователя, наилучший эффект пеногашения достигается при рН раствора 7, 8-8, 2. Это необходимо учитывать и поддерживать рН на данном уровне периодическими добавками 0, 1-0, 2% NaOH.

Концентрацию водородных ионов рН в буровом растворе или в его фильтрате определяют с помощью индикаторной бумаги или по рН-метру.

Вспениваемость раствора, определённая по этому методу, не должна превышать 2-3%.