Файл: Шептала, Н. Е. Руководство по физико-химическому анализу глинистых растворов, глин, утяжелителей и реагентов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

г/см3;

z — процент воды;

и — процент нефти; 'уп— плотность

нефти

в г/см3; Yrji.p — плотность

глинистого

раствора в

г/см3.

 

 

Раствор

пресный

П р о в е р к а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

без нефти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЮО

 

—-— I- —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1гл.р

 

 

1?ТБ.ф

 

1

 

 

 

2.

Раствор

минерализованный без нефти

 

 

 

 

 

 

 

ЮО

 

 

-1-

 

_У_

 

 

 

 

 

 

 

'гл.р

 

 

 

Ѵс

 

 

 

 

 

 

 

1’тв.ф

 

 

 

 

 

3.

Пресный нефтеэ-мульсионный раствор

 

 

 

 

 

 

 

•гл.р

уГтв.ф

 

~~П1 ”1-----Ѵ„

 

 

 

4.

 

Минерализованный нефтеэмульсионный раствор

 

 

 

 

 

ЮО

 

ІѴв.ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• гл.р

 

Ѵс

 

Y H

 

 

П ри м е р.

раствора

 

(фактическая)

 

1,48

г/см3;

процент

твердой

фазы

1.

Плотность

 

 

47,67; -процент воды

52,33;

плотность твердой фазы 3,08 г/см3. Тогда

 

 

 

 

 

 

 

100

 

47,67

,

52,33

 

 

 

 

 

 

 

 

Ѵгл.р

=

3,08

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

15, 48+

52,33;

 

 

 

 

 

 

 

 

—------=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■гл.р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 =

67,818угл р ,

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ѵгл.р =

67ІТ8 =

 

' ’47

Г/СМЗ

(Расчетная) ’

 

 

2.

Плотность

раствора

 

(фактическая)

1,39

г/см3;

процент

твердой

фазы

9,37;

процент соли

18,67;

процент

воды

51,96; плотность

твердой

фазы

qOl,78 г/см3; плотность соли 2,12 г/см3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Полѵчнм

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29,37

18,67

51,96

 

 

 

 

 

 

 

‘гл.р

 

2,78

2,12

1

 

 

 

 

 

 

 

100

10,56 + 8,80 +

51,96;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

‘гл.р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 =

 

71,72ѵгл.рі

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

Ѵгл.р = = 1.39 г/см3 (расчетная).

3.Плотность раствора 1,75 г/см3; процент твердой фазы 59,77; процен

воды 36,50; процент нефти 3,73; плотность твердой фазы 3,5 г/см3.


Получим

100

59,77

36,50

3,73

”1’гл .р

3,5 +

1

+ 0 , 8 9 ’

100

170,07 + 36,50 + 4,19;

*гл.р

100 = 57.768угл р ;

Ѵгл.р = 1,73 г/см»

4. Плотность глинистого раствора 1,59 г/см3; процент твердой фазы 41,71; процент соли 16,77; процент воды 33,44; процент нефти 8,08; плотность твер­ дой фазы 3,53 г/см3.

Получим

100

41,71

16,77

33,44

8,08

1’гл•р

3,53

2,12

1

^ 0 , 8 9 ’

100

 

1,82 +

7,91 + 33,44

+ 9,08;

^гл.р

 

 

 

 

 

 

 

 

100 =

62,25-у,гл.р’

 

 

V,

100

1,61 г/см».

 

 

=

 

 

62,25

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГЛИНЫ И УТЯЖЕЛИТЕЛЯ В ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРАХ

Содержание глины и утяжелителя в глинистом растворе определяют по следующей формуле:

Ѵут(Ѵтв.ф — Тгл)

 

 

 

= W V - Y

+ 100* '

 

 

где %т.тв.ф — процент утяжелителя в твердой фазе

глинистого

раствора; уут — плотность

утяжелителя

(определяется

для

каждой партии утяжелителя)

 

в г/см3;

угл — плотность глины в

г/см3; уТв.ф — плотность твердой фазы в г/см3.

 

 

Процент,утяжелителя в глинистом растворе равен

 

/7

_

ГСут-тв.ф *

 

 

 

'Ѵ г.гл .р

 

100

'

 

 

 

где X — процент твердой фазы.

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

'

ТС

ут.гл.р,

.

 

 

где Г — процент глины в глинистом растворе.

 

 

П р и м е р. Плотность твердой

фазы 3,53

г/см3;

процент

твердой

фазы

41,71; плотность утяжелителя 3,96 г/см3; плотность глины 2,6 г/см3.

 

Подставляя данные, получаем

 

 

 

 

 

 

81


 

3,96-0,93-100

 

76,72 96;

 

3,53-1,36

 

76,72-41,71

"ут.гл.р

= 32,0096;

 

100

Г =

41,71 — 32 = 9,71%;

Под понятием «глина» условно принимается содержание не только глинистых частиц, но и выбуренной породы, плотность ко­ торой считается равной 2,6 г/см3.

В процессе обработки глинистого раствора в скважине реа­ гентами утяжеление, внесение глины, графита, расчет добавок производятся в процентах по весу к объему. Содержание ком­ понентов глинистого раствора согласно приведенным методикам определяется в весовых процентах.

Для определения содержания компонентов в объеме раст­ вора, т. е. для перехода от весовых процентов к процентам по

весу к объему необходимо производить

пересчет

путем умно­

жения весовых процентов на

плотность глинистого

раствора.

П р и м е р . Плотность глинистого

раствора

1,59 г/см3. В растворе содер­

жится (в весовых процентах): утяжелителя — 32; глины — 9,71;

воды — 58,29;

всего— 100. А в процентах по весу к объему:

утяжелителя

32Х 1,59=50,88;

глины 9,71X1,59=15,44; воды 58,29X1,59=92,69; всего 159.

 

 

Содержание в 1 м3 раствора в кг: утяжелителя 508,8, глины 154,4, воды

926,9, всего 1590.

 

весовому, умноженному на

Процент по весу к объему равен проценту

плотность раствора. Содержание глины в растворе составляет

32% весовых,

т. е. в 1 кг раствора 320 г глины. 1 кг раствора

плотностью

1,59 г/см3 зани­

мает объем

 

 

 

 

Следовательно, в 628,93 см3 раствора содержится 320 г глины, что состав­ ляет полученные раньше более простым путем 50,88% по весу и объему раствора.

При расчетах необходимо помнить:

1) сумма компонентов раствора в весовых процентах рав­ на 100;

2)-сумма компонентов раствора в процентах по весу и объе­ му равна плотности глинистого раствора, умноженному на 100;

3)для определения содержания количества глины и утяже­

лителя (в кг) в 1 м3 раствора весовые проценты умножаются на плотность раствора и на 10. '

НОМОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЦЕНТНОГО СОДЕРЖАНИЯ УТЯЖЕЛИТЕЛЯ И ГЛИНЫ

В ТВЕРДОЙ ф а з е г л и н и с т о г о р а с т в о р а

Номограмма (рис. 13) построена следующим образом. На

оси ординат отложена плотность твердой фазы, на оси

абс­

цисс — процентное содержание утяжелителя в твердой

фазе.

82


Ряд кривых, построенных в этой системе,

соответствует

со­

держанию утяжелителя определеной плотности

(от

3,9

до

4.5

г/см3) при плотности твердой фазы от

2,6 г/см3

(плотность

глины) до 4,5 г/см3 (плотность утяжелителя).

 

 

 

 

на

На прямой, проведенной параллельно оси абсцисс из точки

оси ординат, соответствующей плотности

твердой

фазы

4.5

г/см3, нанесено процентное содержание

глины

в

твердой

Содержание глины, %

Рис. 13. Номограмма для определения процентного со­ держания утяжелителя и глины в твердой фазе гли­ нистого раствора.

фазе. Ноль на этой прямой соответствует 100% утяжелителя. Для пользования номограммой необходимо предварительно определить плотности применяемого утяжелителя и твердой

фазы глинистого раствора.

П р и м е р .

Плотность утяжелителя 4,1 г/см3;

плотность

твердой

фазы

3.57 г/см3.

на оси ординат, соответствующей

плотности

твердой

фазы

Из точки

3.57 г/см3, проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой, построенной для утяжелителя плоностыо 4,1 г/см3. Из точки пересе­ чения опускаем перпендикуляры на ось абсцисс и прямую, соответствующую процентному содержанию глины, и находим, что содержание утяжелителя в твердой фазе равно 74,5%, а глины— 25,5%.

Для определения процентного содержания глины и утяже­ лителя в глинистом растворе необходимо результаты, получен­ ные на номограмме, умножить на процент твердой фазы и раз­ делить на 100.

83


В том случае, когда для плотности применяемого утяжели­ теля кривая на номограмме отсутствует, следует поступить так: прямую линию, соответствующую плотности твердой фазы, нужно продолжить до пересечения с кривыми максимума и ми­ нимума для данной плотности, найти между этими кривыми точку, соответствующую нужной плотности и опустив перпен­ дикуляры, определить процентное содержание глины и утя­ желителя.

П р и м е р . Плотность применяемого утяжелителя 4,15 г/см3, плотность твердой фазы 3,5 г/см3. Проводим 'прямую из точки 3,5 до пересечения с кри­ выми, соответствующими плотностям 4,2 г/см3 и 4,1 г/см3. Опустив перпенди­ куляры из точки, соответствующей плотности 4,15 г/см3 на ось абсцисс и па­ раллельную ей прямую — процент содержания глины, находим, что колнчестио утяжелителя в твердой фазе равно 68,75%, а глины — 31,25%.

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ На поверхности любой жидкости существует огромное дав­

ление, вызванное некомпенсированностыо молекулярных

сил

сцепления в поверхностном слое и стремящееся затянуть

все

молекулы

с поверхности внутрь жидкой фазы.

силы

Чтобы

растянуть жидкость в пленку, надо преодолеть

молекулярного сцепления. Следовательно, поверхностное натя­ жение можно представить как силу, действующую на единицу

длины. Величина поверхностного натяжения — важная

харак­

теристика поверхности раздела фаз. Поверхностное

натяже­

ние жидкости на границе с собственным паром и на

разделе

двух несмешивающихся жидкостей характеризует интенсивность сил молекулярного сцепления внутри данной жидкой фазы. Чем больше интенсивность, тем больше поверхностное натяжение жидкости и ее молекулярное давление (внутреннее давление воды 15 000 кгс/см2, бензола — 400 кгс/см2). Молекулярное дав­ ление нельзя непосредственно измерить, тогда как методы изме­ рения поверхностного натяжения жидкость — газ, жидкость — жидкость несложны и получили широкое распространение.

Поверхностное натяжение определяют: а) прибором Ребиндера; б) методом счета капель;

в) усовершенствованным прибором.

ОПИСАНИЕ МЕТОДАМ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ПРИБОРОМ РЕБИНДЕРА

Работа проводится на приборе, сконструированном П. А. Ре­ биндером (рис.. 14).

Сосуд 1 с исследуемой жидкостью, помещенной в термостат 2 с прозрачными стенками, при помощи боковой трубки 8 сое­

диняется с ртутным аспиратором

(или водоструйным насосом)

и манометрами — вертикальным 3

и наклонным 4. Наклонный

84