СРЕДСТВА И МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОЛЛОИДНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ БУРОВОГО РАСТВОРА
В основу определения концентрации коллоидных частиц положен экспресс-метод, позволяющий установить количество бентонита в буровом растворе по величине адсорбции метиленовой сини (МС). В среднем 1 г коллоидных частиц бентонита (размером 2 мкм) адсорбирует 59 см3 МС 0,45%-ной концентрации. Эта величина принята стандартной при сравнительной оценке активности твердой фазы буровых растворов.
Для определения концентрации коллоидных частиц в буровом растворе необходимы следующие реактивы и посуда: вод — кый раствор МС (растворить 4,5 г МС или ЧДА в 300 мл теплой дистиллированной воды, охладить и разбавить до 1000 мл); 5 н. раствор химически чистой серной кислоты (при медленном перемешивании влить 14 мл концентрированной серной кислоты в 50 мл холодной дистиллированной воды и разбавить до 100 мл); 3%-ная перекись водорода; конические колбы вместимостью 250 мл; цилиндры на 25 и 50 мл; аптечный шприц на 2 мл с большим размером отверстия (или пипетка с обрезным носиком); стеклянная палочка; фильтровальная бумага средней плотности (белая лента).
Порядок проведения анализа:
отобрать шприцем или пипеткой 2 мл предварительно перемешанного бурового раствора и перенести его в чистую коническую колбу вместимостью 250 мл;
добавить 15 мл 3%-ного раствора перекиси водорода и 0,5мл 5 н. раствора H2S04, тщательно размешать и кипятить 4 мин в колбе с обратным холодильником (стеклянной воронкой); добавка перекиси водорода позволит исключить влияние на результат определения таких реагентов, как гуматы, КМЦ, акриловые добавки и лигносульфонаты, а добавка серной кислоты даст возможность четко отбить точку конца титрования;
после охлаждения измерить объем, разбавить его дистиллированной водой до 50 мл и титровать метиленовой синью;
после каждой добавки МС раствор тщательно перемешивать короткое время (встряхиванием), затем стеклянной палочкой ич колбы отобрать каплю и нанести ее на фильтровальную бумагу; при полном сорбировании МС глиной пробы раствора от капли будут оставаться темный круг с четко очерченной границей и прозрачная вода;
титрование ведется до тех пор, пока от капли на фильтровальной бумаге не появится голубой ореол от избытка свободной МС, после этого через 2 мин легкого встряхивания необходимо отобрать повторную каплю, если ореол не исчезнет, то следует считать, что достигнут предел поглощения и титрование закончено, если же ореол исчезает, надо продолжать титрование с добавкой по 0,5—1 мл МС.
Следует иметь в виду, что в начале титрования необходимо добавлять по 0,5—1 мл МС, иначе результат определения может быть искажен. Иногда, например в буровых растворах большой плотности или с малым содержанием твердой фазы, когда концентрация коллоидных частиц мала, добавка МС по 1 мл может быть большой, в этом случае конец титрования можно определить, только добавляя МС микробюреткой.
Объемная концентрация коллоидных частиц в буровом растворе (в %) определяется по следующей формуле где Vkc — объем МС, пошедший на титрование 2 мл исследуемого раствора, мл.
Объемная концентрация коллоидных частиц переводится в массовую концентрацию по формуле
Тк~ СкРгЛ)
где Тк — массовая концентрация коллоидных частиц в буровом растворе, %; ргл==2,6— плотность глины, г/см3.