钻井液测试程序(国标)(3)

2019-06-02 16:14

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12.14 铬黑T指示液(5g/L):称取0.5g铬黑T,溶于40ml三乙醇胺,用水稀释至100ml。 12.15 达旦黄指示液(1g/L):称取0.1g达旦黄溶于水,稀释至100ml。 12.16 酚酞指示液(5g/L):称取0.5g酚酞溶于95%的乙醇,用水稀释至100ml。 12.17 甲基橙指示液(5g/ L):称取0.1甲基橙溶于水,稀释至100ml。 12.18 铬酸钾溶液(50g/L):称取5g铬酸钾溶于水,稀释至100ml。 12.19 钙指示剂:称取1g钙试剂与100g氯化钠研细混合均匀。

注:①本方法所用试剂的纯度,除特别指明外,均为分析纯。

②本方法所用的水为蒸馏水,除指明外所用溶液均为水溶液。

③本方法所用试液按GB601《化学试剂 滴定分析(容量分析)用标准溶液的制备》的规定配制。

13 标准溶液标定

13.1 0.1mol/L盐酸标准溶液:称取在270~300℃干燥后碳酸钠0.11~0.13g(精确至0.0001g),

置于锥形瓶中,加入20~30ml,溶解后加入1~2滴甲基橙指示液(1g/L)。用盐酸标准溶液滴定至橙色为终点,平行做2~3份,按下式计算盐酸标准溶液的浓度: C(HCl)=(m/V)×18.87

式中:C(HCl)——盐酸标准溶液的浓度,mol/L; m——称取基准碳酸钠的质量,g;

V——滴定中消耗盐酸标准溶液的体积,ml; 18.87——系数,见附录E(参考件)E1。 13.2 0.1mol/L硝酸银标准溶液:称取在500℃干燥后的氯化钠0.12~0.14g(精确至0.0001g),

置于锥形瓶中,加水500ml使之溶解,加铬酸钾溶液(50g/L),在充分摇动下,用硝酸银标准溶液滴定至开始有砖红色沉淀出现即为终点。平行做2~3份,按下式计算硝酸银标准溶液的浓度:

C(AgNO3)=(m/V)×17.11

式中:C(AgNO3)——硝酸银标准溶液的浓度,mol/L; m——称取基准氯化钠的质量,g;

V——滴定中消耗硝酸银标准溶液的体积,mL; 17.11——系数,见附录E(参考件)E2。 13.3 0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液:称取在110℃ 干燥后的无水碳酸钙0.20~0.25g

(精确至0.0001g),置于烧杯中,少量水润湿后,慢慢加入1:1盐酸5ml,使之完全溶解(必要时可加热),少量水稀释,全部转入250ml容量瓶中,用水稀释至刻度。用移液管移取上述钙离子溶液于锥形瓶中,加入5ml氨—氯化氨缓冲溶液(PH≈10)和2~3滴铬黑指示液(5g/l),用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至紫红色变为蓝色即为终点,平行做2~3份,按下式计算乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度: c(EDTA)=(m/V)×0.9991

式中:c(EDTA)——乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度,mol/L; m——称取无水碳酸钙的质量,g;

V——滴定中消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积,mL; 0.9991——系数,见附录E(参考件)E3。

13.4 0.03mol/L四苯硼化钠标准溶液和0.03mol/L十六烷基三甲基溴化铵标准溶液:称取在

120℃干燥后的氯化钾0.21~0.23g(精确至0.0001g),溶于水后全部转入100ml容量瓶中,稀释至刻度,此钾离子溶液代替试液A,按14.2钾离子的测定步骤进行之。

另取20ml蒸馏水代替试液A,按14.2法测定出四苯硼化钠标准溶液的体积(V′)与十六烷基三甲基溴化铵标准溶液的体积(V″)之比 (A = V′/ V″),按下式计算标准溶

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液的浓度:

c[Na(C6H5)4B] = m×0.6707/(V1-AV2) c[C16H33(CH3)3NBr] = A·c[Na(C6H5)4B]

式中:

c[Na(C6H5)4B]——四苯硼化钠标准溶液,mol/L; m ——称取基准氯化钾的质量,g;

V1 ——滴定中加入四苯硼化钠标准溶液的体积,ml;

V2 ——滴定中消耗十六烷基三甲基溴化铵标准溶液的体积,ml;

A ——1.00ml十六烷基三甲基溴化铵标准溶液相当于四苯硼化 钠标准溶

液的毫升数;

0.6707 ——系数,见附录E(参考件)E4。

c[C16H33(CH3)3NBr]——十六烷基三甲基溴化铵标准溶液的浓度,mol/L。

14 试验方法 14.1 滤液脱色 .用移液管准确移取钻井液5ml,加入6mol/L硝酸溶液1ml和活性炭0.5~1g,搅拌后静止10min,若脱色效果不好,可再煮沸3~5min。

将已冷却的溶液用快速滤纸过滤,用水洗涤3~4次后将活性炭倾入滤纸,再用水淋洗之,收集滤液,全部转入100ml容量瓶中并稀释至刻度(此为试液A)。

无色钻井液滤液可直接取5ml稀释至100ml备用(亦即试液A)。 直接取钻井液滤液5ml稀释至100ml备用(此为试液B)。

14.2 钾离子的测定 14.2.1 用移液管移取20ml试液A于100ml容量瓶中,加入20%(m/m)的氢氧化钠溶液1ml,36%

(m/m)的甲醛溶液1ml,10%(m/m)的乙二胺四乙酸二钠溶液2ml,再用移液管移取0.03mol/L四苯硼化钠标准溶液50ml,用水稀释至刻度,摇匀后静置10min。

用干燥的漏斗、烧杯、慢速定性滤纸,过滤上述溶液,并弃去开始得到的5~10ml滤液后得到的滤液为滤液C,用移液管移取25ml滤液C于锥形瓶中,加入达旦黄指示液(1g/L)5滴,用0.03mol/L十六烷基三甲基溴化铵标准溶液滴定至肉色变为粉红色为终点。记录消耗十六烷基三甲基溴化铵标准溶液的体积。 14.2.2 计算

ρ(K+) = [ (c1V1/4-c2V2) /V0 ]×3.910×106 式中:

ρ(K+) ——滤液中钾离子的含量,mg/L;

c1 ——四苯硼化钠标准溶液的浓度,mol/L; V1 ——加入四苯硼化钠标准溶液的体积,ml;

c2 ——十六烷基三甲基溴化铵标准溶液的浓度,mol/L; V2 ——消耗十六烷基三甲基溴化铵标准溶液的体积,ml; V0 ——所取滤液C的体积,ml;

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3.910×10——系数,见附录E(参考件)E5。

14.3 钙离子的测定 14.3.1 用移液管移取20ml试液A于锥形瓶中,加入1:2三乙醇胺溶液2ml,摇匀,再用2mol/L

氢氧化钠溶液调节至PH值为12~14,加入约30mg钙指示剂(12.19),用0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至由紫红色变为纯蓝色为终点,记录消耗乙二胺四乙酸二

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钠标准溶液的体积。

14.3.2 计算

ρ(Ca 2+) = [cV /V0 ]×8.016×105

式中:

ρ(Ca2+) ——滤液中钙离子的含量,mg/L;

c ——乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度,mol/L; V ——消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积,ml; V0 ——所取滤液A的体积,ml;

8.016×105 ——系数,见附录E(参考件)E6。

14.4 镁离子的测定 14.4.1 用移液管移取20ml试液A于锥形瓶中,加入1:2三乙醇胺溶液2ml,摇匀,再用氨—氯化铵缓冲溶液(PH≈10),加入铬黑T指示液(5g/L)6滴,用0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至由紫红色变为纯蓝色为终点,记录消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积。 14.4.2 计算

ρ(Mg 2+) = [c(V1—V) /V0 ]×4.860×105 式中:

ρ(Mg 2+) ——滤液中镁离子的含量,mg/L;

c ——乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度,mol/L;

V 1 ——14.4.1中消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积,ml;

V ——14.3.1消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积,ml; V0 ——所取滤液A的体积,ml;

4.860×105 ——系数,见附录E(参考件)E7。

14.5 氯离子的测定 14.5.1 用移液管移取20ml试液A于锥形瓶中,加入蒸馏水10ml和酚酞指示液(5g/L)1滴

(用0.1mol/L氢氧化钠或0.1mol/L硝酸溶液调节至粉红色刚刚消失),加入铬酸钾溶液(50 g/L)10滴(约0.5ml),用0.1mol/L硝酸银标准溶液滴定至刚刚有砖红色沉淀出现为终点,记录消耗硝酸银标准溶液的体积。

14.5.2 计算

ρ(Cl-) = (cV /V0 )×7.090×105 式中:

ρ(Cl-) ——滤液中氯离子的含量,mg/L; c ——硝酸银标准溶液的浓度,mol/L;

V ——消耗硝酸银标准溶液的体积,ml; V0 ——所取滤液A的体积,ml;

7.090×105 ——系数,见附录E(参考件)E8。

14.6 硫酸根离子的测定 14.6.1 用移液管移取20ml试液A于锥形瓶中,加入1:2三乙醇胺溶液2ml,摇匀,再用移液

管移取氯化钡—氯化镁混合液(12.12)10ml,加入氨—氯化铵缓冲溶液(PH≈10)5ml,铬黑T指示液(5g/L)6滴,用0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至由紫红色变为纯蓝色为终点,记录消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积。

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14.6.2 用移液管移取氯化钡—氯化镁混合液(12.12)10ml于锥形瓶中,加入蒸馏水20ml,

1:2三乙醇胺溶液2ml和氨—氯化铵缓冲溶液(PH≈10)5ml,铬黑T指示液(5g/L)6滴,用0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至由紫红色变为纯蓝色为终点,记录消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积。

14.6.3 计算

ρ(SO4 2-) = [c(V3 - V2+ V1) /V0 ]×1.921×106 式中:

ρ((SO4 2-) ——滤液中硫酸根离子的含量,mg/L;

c ——乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度,mol/L;

V 1 ——14.4.1中消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积,ml;

V 2 ——14.6.1中消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积,ml; V 2 ——14.6.2中消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积,ml; V0 ——所取滤液A的体积,ml;

1.921×106 ——系数,见附录E(参考件)E9。

14.7 碳酸根离子的测定 14.7.1 用移液管移取20ml试液B于锥形中,加入酚酞指示液(5g/L)2~3滴,用0.1mol/L

盐酸标准溶液滴定至红色刚刚消失,记录消耗盐酸标准溶液的体积(V1)。

14.7.2 在上述溶液中,再加入甲基橙指示液(1g/L)2~3滴,继续用0.1mol/L盐酸标准溶

液滴定至溶液显橙色即为终点,记录消耗盐酸标准溶液的体积(V2)。 14.7.3 计算

a. 当V1 > V2时

ρ(CO32-) = (cV2 /V0 )×1.200×106

ρ(OH-) = [c(V1 - V2) /V0 ]×3.402×105

b. 当V1 < V2时

ρ(CO32-) = (cV1 /V0 )×1.200×106

ρ(HCO3-) = [c(V2 - V1) /V0 ]×1.220×106

c. 当V1 =V2时

ρ(CO32-) = [c(V1 +V2) /V0 ]×6.001×105 d. 当V1 =0,V2≠0时

ρ(HCO3-) = (cV2 /V0 )×1.220×106 e. 当V1 ≠0,V2=0时

ρ(OH-) = (cV1 /V0 )×3.402×105 式中:

ρ(CO32-)——滤液中碳酸根离子的含量,mg/L;

-ρ(OH) ——滤液中氢氧根离子的含量,mg/L; ρ(HCO3-)——滤液中碳酸氢根离子的含量,mg/L; c ——盐酸标准溶液的浓度,mol/L;

V1 ——酚酞变色时,即14.7.1消耗盐酸标准溶液的体积,ml; V2 ——从酚酞变色到甲基橙变色,即14.7.2消耗盐酸标准溶液 的体积,

ml;

V0 ——所取试液B的体积,ml;

1.200×106——系数,见附录E(参考件)E10; 3.402×105——系数,见附录E(参考件)E10; 6.001×105——系数,见附录E(参考件)E10;

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1.220×106——系数,见附录E(参考件)E10。

14.7.4 试液应为未经硝酸脱色处理过的滤液制成,若滤液有色,则用酸度计代替指示剂,测

定过程如下:

a. 用移液管移取未经脱色之滤液5ml于100ml容量瓶中,稀释至刻度(此为试液B); b. 用移液管移取20ml试液B于50ml烧杯中,用酸度计准确测定试液的PH值;

c. 用0.1mol/L盐酸标准溶液,滴定至溶液的PH值为8.30,记录消耗盐酸标准溶液的体积(V1);

d. 继续用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至PH值为4.30,记录消耗盐酸标准溶液的体积(V2),注意:V总 = V1 + V2; e. 按14.7.3的关系式计算含量。

14.8 钠离子的测定 14.8.1 用差减法计算。所测阴离子的物质的量浓度与阳离子的物质的量浓度之差,即为钠离

子的物质的量浓度。

14.8.2 计算

ρ(Na2+) = (Σc阴-Σc阳)×22.99

Σc阴 = ρ(Cl-)/35.45+2ρ(SO42-)/96.06 + 2ρ(CO32-)/60.01 + ρ(OH-)/17.01 +ρ(HCO3-)/61.01

Σc阳 = 2ρ(Ca2+)/40.08 + 2ρ(Mg2+)/24.30 + ρ(K+)/39.10 式中:ρ(Na2+)——滤液中的钠离子的含量, 22.99——钠离子的摩尔质量,

14.9 滤液碱度的计算 用14.7.1和14.7.2测定出V1的和V2,按下式计算: 滤液酚酞碱度(Pf)

Pf =( cV1/ V2)×103 滤液甲基橙碱度(Mf)

Mf = [c(V1+ V2)/ V0]×103 式中: c——盐酸标准溶液的浓度,mol/L;

V1——酚酞变色时消耗盐酸标准溶液的体积,ml;

V2——从酚酞变色到甲基橙变色消耗标准溶液的体积,ml; V0——所取试液B体积,ml;

103 ——系数,见附录E(参考件)E11。

14.10 钻井用水 14.10.1 实验方法与滤液相同,但取样量改为50ml。

14.10.2 计算方法:由于未经稀释,应将计算公式中的5/100[见附录E(参考件)E5~E11]

去掉。

14.11 注意事项 各项滤液离子,可根据需要选择测定。

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