ГОСТ 33697—2015
Приложение С
(справочное)
Определение активности водной фазы эмульгированной воды эмульсии
с использованием электронного гигрометра
С.1 Принцип
С.1.1 В настоящем приложении описана процедура использования электронного гигрометра для измерения
относительной влажности в закрытом воздушном пространстве над буровым раствором на углеводородной основе и
для установления взаимосвязи влажности с активностью эмульгированной воды. Активность aw является мерой
химического потенциала или готовности к реакции химических соединений, растворенных в воде. Условия в сква
жине в гидротируемых глинах могут быть соотнесены с изменениями активности эмульгированной воды в буровых
растворах на углеводородной основе.
С.1.2 Избыток заряженных частиц поверхностей и ионов в глинистых сланцах снижает активность воды и
повышает ев насыщенность глинистыми сланцами. Вода мигрирует через полупроницаемую мембрану из области с
низкой минерализацией (высокой активности) в область с более высокой минерализацией (низкой активности).
Нефтяная пленка, окружающая капли эмульгированной воды в буровом растворе на углеводородной основе, об
разует полупроницаемую мембрану, сквозь которую вода может пройти благодаря осмосу.
С.1.3 Выход воды из бурового раствора на углеводородной основе можно предотвратить путем растворения
соли в эмульгированной воде. Соль понижает активность водной фазы, уменьшая ее поглощение глинистыми
сланцами. Переход воды в глинистые сланцы прекращается, когда активность эмульгированной воды снижается
до значения, равного или меньшего, чем у контактирующего сланца. Условия в скважине и текстура шлама
могут подсказать необходимое изменение активности.
С.1.4 Наиболее эффективной и повсеместно доступной солью, снижающей активность воды, является хло
рид кальция. Рассол, имеющий определенную активность, сохранит ее при эмульгировании в нефти. Активность
водной фазы бурового раствора на углеводородной основе будет изменяться с испарением или добавлением воды
или за счет включения путем растворения других водорастворимых солей.
П р и м е ч а н и е — Можно использовать метод борьбы с гидратацией глинистых сланцев, основанный на
частичном анализе ионов водной фазы бурового раствора на углеводородной основе. Однако этот метод под
вержен ошибкам, поскольку основан на существенном разбавлении водой, нескольких титрованиях и ретортном
анализе для каждого исследования. Кроме того, пока имеется недостаточно данных о смешанных системах солей
для установления точной взаимосвязи между анализом ионов и активностью водной фазы при наличии нескольких
солей. Использование электронного гигрометра, описанное в настоящем разделе, является способом определить
активность независимо от состава водной фазы.
С.2 Реагенты и аппаратура
С.2.1 Стандартные насыщенные растворы солей.
С.2.1.1 Стандартные насыщенные растворы солей указаны в таблице С.1.
Таблица С.1 — Стандартные насыщенные растворы солей
Соль
CAS N*
aw при 25 *С (77 ’F)
Концентрация
г/100 мп воды
Хлорид кальция
10043-52-4
0.295
100
Нитрат кальция
13477-34-4
0.505
200
Хлорид натрия
7647-14-5
0.753
200
Азотнокислый калий
7757-79-1
0.938
200
С-2.1.2 Раствор каждой соли готовят путем добавления количества соли в граммах, указанного в таблице
С.1. к 100 мл дистиллированной или деионизированной воды и перемешивания при температурах от 65 до 90 *С
(от 150 и 200 ’F) в течение 30 мин., после чего раствор охлаждают до температуры от 25 до 27 ’С (от 75 и 80 ’F).
После установления равновесия в жидкости должна быть видна твердая соль.
С.2.1.3 Если кристаллы соли не видны, необходимо добавить еще несколько кристаллов или крупинок той же
соли, чтобы вызвать выпадение осадка. Чаще всего это требуется с хлоридом кальция. Рекомендуется использовать
химически чистые соли. Однако, если необходимо, можно использовать NaCI или СаС12 полевого (природного)
качества.
44