Дополнительные инструкции по проведению исследования
1. Конец стеклянной трубки, вставленной в пробку, должен находиться на одном уровне с низом пробки. Если конец стеклянной трубки опустится ниже пробки, вокруг него будет конденсироваться раствор щёлочи, который попадет в трубку и, в конечном итоге, в борную кислоту. Это приведет к значительным погрешностям.
2. В качестве индикаторного раствора должен использоваться только метиловый красный. При изменении уровня рН с высокого на низкий этот индикаторный раствор меняет цвет с бледно-желтого на розовый или розовато-красный. При введении борной кислоты цвет индикаторного раствора должен стать розовым, а не желтым. Если раствор не становится розовым, необходимо добавить свежий раствор борной кислоты. Если это невозможно, добавлять 0,02N серную кислоту по каплям, пока раствор не станет розовым; данный раствор следует использовать для сбора в него дистиллята. Добавление серной кислоты необходимо для того, чтобы при титровании измерялся только тот объем кислоты, который необходим для титрования аммиака. Любое добавление кислоты для компенсации влияния борной кислоты в расчет не принимается.
3. При вспенивании или закипании бурового раствора следует добавлять пеногаситель. Необходимо определить потребность в пеногасителе для заданного объема пробы бурового раствора.
4. При перегонке раствора необходимо выдерживать температурный режим таким образом, чтобы не происходили выбросы кипящего раствора (в противном случае исследование будет считаться невыполненным). Раствор следует довести до легкого кипения, так чтобы вода (или дистиллят) конденсировалась бы в верхней части стеклянной трубки. Таким образом, в колбу-приемник будут поступать не выбросы кипящего бурового раствора, а дистиллят, скапливающийся в трубке и стекающий в раствор борной кислоты. Вместе с тем, температура раствора должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить стабильное кипение и предотвратить охлаждение колбы с буровым раствором, ибо в этом случае в нее может попасть борная кислота.
5. Конец стеклянной трубки должен быть погружен в раствор борной кислоты. Лучше всего вместо простой стеклянной трубки использовать пипетку Пастера, т.к. она имеет меньший диаметр выходного отверстия, что предотвращает возможный уход аммиака.
6. После конечного титрования следует начать обратное титрование до восстановления исходного цвета раствора борной кислоты. Как только цвет раствора станет светло-розовым, дальнейшее титрование до темно-розового или красноватого цвета следует прекратить.
Раздел 8. Химические анализы для исследования коррозионных свойств буровых растворов
А) ОКСИД ЦИНКА (ZnO) И КАРБОНАТ ЦИНКА (ZnCO3•Zn(OH)2)
Цель
Оксид цинка и карбонат цинка могут добавляться в буровые растворы в качестве поглотителей сероводорода. Для определения содержания свободных ZnO или ZnCO3 используется следующий метод:
Оборудование и реагенты
1. Ледяная уксусная кислота.
2. 10%-й раствор фторида аммония.
3. Концентрированный раствор гидроксида аммония.
4. Маскирующий агент.
5. Деионизированная вода.
6. 4%-й раствор формальдегида.
7. Индикаторный раствор Calmagite.
8. Стандартный раствор версената.
9. Лабораторный стакан емкостью 150 мл.
10. Градуированные стаканы емкостью 10 мл, 25 мл, 100 мл.
11. Мешалка с регулятором мощности или магнитная мешалка.
12. Шприцы: 10 мл и 20 мл.
13. Пластиковая воронка диаметром 4 дюйма.
14. Гофрированная фильтровальная бумага (S & S No. 588, размер 18,5 cм).
15. Индикаторная бумага для измерения рН.
16. Градуированные пипетки: 10 мл и 20 мл.
Процедура
1. Перемешать пробу бурового раствора, шприцем отмерить 10 мл.
2. Налить 10 мл бурового раствора в химический стакан (мензурку) емкостью 150 мл.
3. Разбавить пробу до 40 мл деионизированной водой.
4. Ввести 10 мл ледяной уксусной кислоты (ВНИМАНИЕ! Работать в вытяжном шкафу!)
5. Перемешивать в течение 10 минут в миксере или мешалке. Если миксера или мешалки нет, перемешивать вручную специальной палочкой. Тщательное перемешивание необходимо для ускорения реакции.
6. Осторожно добавить 15 мл гидроксида аммония.
7. Измерить рН. Если рН выше 9, перейти к выполнению следующего пункта. Если рН ниже 9, добавлять гидроксид аммония порциями по 5 мл до тех пор, пока рН не превысит 9, затем перейти к выполнению следующего пункта.
8. Ввести 3 мл маскирующего агента.
9. Ввести 10 мл фторида аммония.
ПРИМЕЧАНИЕ: Фторид аммония – ядовитое вещество, отмеривать пипеткой при помощи рта запрещается! Не смешивать фторид аммония с раствором любой кислоты!
10. Перелить полученный раствор в градуированный стакан емкостью 100 мл, разбавить деионизированной водой до отметки 100 мл.
11. Тщательно перемешать, фильтровать в чистую и сухую мензурку.
12. Отмерить 20 мл фильтрата, перелить в чистую мензурку.
13. Разбавить деионизированной водой до прибл. 40 мл.
14. Ввести 6 капель индикаторного раствора Calmagite. Если раствор приобретет синий цвет, перейти к выполнению Пункта 15. Если раствор покраснеет, титровать медленно стандартным раствором версената до конечной точки, когда раствор приобретет синий цвет. Записывать объем версената не требуется.
15. Ввести 5 мл гидроксида аммония.
16. Измерить рН, он должен быть от 10 до 11. Если уровень рН ниже 10, добавлять гидроксид аммония по 5 мл до рН 10.
17. Добавить 5 мл раствора формальдегида.
18. Выдержать как минимум 2 мин. Если в растворе присутствует цинк, цвет раствора поменяется с синего до красновинного.
19. Титровать раствором версената до тех пор, пока красновинный цвет раствора не поменяется на синий.
Расчеты:
Содержание ZnO (в фунтах/баррель) = 
Содержание ZnCO3 (в фунтах/баррель) = 
В) ПРОДУКТЫ КОРРОЗИИ ИЗ СУЛЬФИДА ЖЕЛЕЗА (КАЧЕСТВЕННЫЙ МЕТОД)
Цель
Для определения содержания сульфида железа на стальных частях скважинного оборудования используются специальные реагенты. Несмотря на то, что наличие сульфида железа часто является признаком наличия в скважине H2S, оно ни в коей мере не служит доказательством присутствия газа сероводорода.
Оборудование и реагенты
Раствор для определения сульфида железа, состоящий из 15% HCl, 1% арсенита натрия и 0,05% моющего средства в качестве смачивающего агента.
Процедура
На стальную деталь скважинного оборудования или продукты корозии, образовавшиеся на нем, нанести несколько капель кислотного раствора. Признаком наличия сульфида железа служит выпадение ярко-желтого осадка сульфида мышьяка. Осадок выглядит как своеобразный «омлет в миниатюре». Так как кислота растворяет некоторое количество железа, в результате реакции может получиться желто-оранжевый раствор. Не следует путать полученный раствор с желтым осадком, образованным сульфидом железа. Выход пузырьков из раствора указывает на возможное наличие карбоната из-за углекислого газа.
ОСТОРОЖНО! Исследование проводить только на стальных деталях скважинного оборудования! Из-за выделения ядовитых паров запрещается применять данный метод на алюминиевых или металлизированных поверхностях.
ПРИМЕЧАНИЕ: Информация взята из справочника “Corrosion of Oil and Gas Well Equipment,” изданного Национальной ассоциацией инженеров по коррозии (National Association of Corrosion Engineers) Международного и Американского нефтяного института (300 Corrigan Tower Building,
Dallas, TX, 1958, стр. 85).
С) СЕРОВОДОРОД (H2S)
Цель
Ядовитый газ сероводород (H2S) может проникать в буровой раствор, вызывая коррозию скважинного оборудования. Этот газ смертелен для живых организмов. Для определения содержания сероводорода в промилле (миллионных частях) существуют два метода. Первый метод – это экспресс-анализ, требующий минимум оборудования, однако он не совсем точен. Экспресс-анализ применяется лишь для определения наличия или отсутствия H2S. Второй метод (с использованием газоанализатора Гарретта) позволяет определить содержание сероводорода в буровом растворе в промилле (ppm) путем анализа фильтрата.