钻井液滤液分析操作方法

钻井液滤液分析操作方法（一）亚甲基蓝容量测定1、在已加有10mL 水的锥形瓶中加入2.0mL 钻井液样品。

所用注射器的容量应大于2.0 mL ，通常为2.5mL 或3.0mL 。

使用较大的注射器则可不必除去进入注射器内的空气。

为保证准确加入2.0mL 样品，采取下列步骤：⑴ 通过搅拌或来回倾倒几次或加入几滴适当的消泡剂并缓慢搅拌清除混入钻井液样品中的空气或天然气。

搅拌钻井液以破坏其凝胶，并迅速将样品吸入注射器内。

保持注射器口浸没在钻井液中，缓慢地把注射器内的钻井液排出。

⑵ 再次将钻井液样品吸入注射器内，直至柱塞的顶端到达注射器上的最后刻度线为止（如3.0mL 注射器上的3.0mL 刻度线）。

2、加入3%过氧化氢溶液15mL 和2.5mol/L 硫酸0.5mL 。

缓慢煮沸10min ，但不要蒸干。

加水稀释至约50mL 。

3、以每次0.5mL 的量将亚甲基蓝溶液逐次加入到锥形瓶中。

每次加入亚甲基蓝溶液后，将锥形瓶摇动30s 。

在保持固相颗粒悬浮的情况下，用搅拌棒取一滴悬浮液滴在滤纸上。

当滤纸上的已被染色的固体颗粒周围出现如图2-62所示的蓝色或绿蓝色环时，即已达到最初的滴定终点。

4、当观察到固体颗粒斑点周围的蓝色环后，继续摇动锥形瓶2min ，并再取一滴悬浮液于滤纸上。

如果蓝色环仍很明显，则已达到滴定终点。

如果不出现蓝色环，则按上述操作方法，继续加入亚甲基蓝溶液，直至2min 后所取悬浮液滴显示蓝色环为止。

5、计算按下式计算并记录钻井液的亚甲基蓝容量（MBT ）：dfmbV V MBT式中：MBT ──亚甲基蓝容量；V mb ──滴定消耗亚甲基蓝溶液的体积，mL ； V df ──钻井液样品的体积，mL ；另外，亚甲基蓝容量还可以g/L 或 kg/m 3膨润土当量表示（BE ，膨润土的阳离子交换容量为 70mol/100g ），按下式计算：BE ＝14.25×MBT式中：BE ──膨润土当量，g/L 或kg/m 3。

图2-62亚甲基蓝滴定终点的点滴试验（二）pH值的测定（pH计法）1、安装好电极杆及电极夹，并按需要的位置紧固，然后装上电极。

支好仪器背部的支架。

在开电源开关前，把“范围”开关置于中间的位置。

短路插插入电极插座。

2、电极的检查⑴将“选择”开关置于“+mV”或“-mV”。

短路插插入电极插座。

⑵“范围”开关置于中间位置，开仪器电源开关，此时电源指示灯应亮，表针位置在未开机时的位置。

⑶将“范围”开关置“7～0”档，指示电表的示值应为0mV(±10mV)位置。

⑷将“选择”置“pH”档，调节“定位”，电表示值应能调至大于8pH。

当仪器经过以上方法检验，都能符合要求后，则可认为仪器的工作基本正常。

3、仪器的pH标定⑴干放的复合电极在使用前必须浸泡8小时以上（在蒸馏水中浸泡）。

用前使复合电极的参比电极加液小孔露出，甩去玻璃电极下端气泡，将仪器的电极插座上短路插座拔去插入复合电极。

⑵仪器在使用之前，即测未知溶液的pH值之前，先要标定，但并不是每次使用前都要标定，一般说，每天标定一次已能达到要求。

仪器的标定可按如下步骤进行：a. 取一份待测样品，并使其温度达到（24±3）℃。

b. 使缓冲溶液的温度也达到与待测样品相同的温度。

c. 用蒸馏水清洗电极，电极用滤纸擦干后，即可把电极放入一已知pH值的缓冲溶液中，调节“温度”调节器，使所指定的温度同溶液的温度。

d. 置“选择”开关于所测pH标准缓冲范围这一档（如对pH=4，或pH=6.86的溶液则置“0～7”档）。

e. 调节“定位”旋钮，使电表指示该缓冲溶液的准确pH值。

⑶标定所选用的pH标准缓冲溶液同被测样品的pH值最好能尽量接近，这样能减小测量误差。

⑷经上述步骤标定的仪器，“定位”旋钮不应再有任何变动。

在一般情况下，24小时之内，无论电源是连续的开或是间隔的开，仪器不需要再标定，但遇下列情况之一，则仪器要事先标定。

a. 溶液温度与标定时的标准缓冲溶液温度有较大变化时；b. 干燥过较久的电极；c. 换过了新的电极；d. “定位”旋钮有变动，或可能有变动时；e. 测量过pH值较大（pH值大于12）或较小（pH值小于2）的溶液；f. 测量过含有氟化物且pH值小于7的溶液之后，或较浓的有机溶液剂之后。

4、pH值的测定已经过pH标定的仪器，即可用来测样品的pH值，其步骤如下：⑴把电极插入待测样品之内，稍稍摇动烧杯或量筒，使之缩短电极响应时间。

⑵调节温度电位器使指溶液的温度。

⑶置选择开关于“pH”。

⑷置“范围”开关于被测溶液的可能pH值范围。

等60s～90s以便读值恒定。

⑸记录样品的pH值，精确到0.1pH单位，并记录样品的温度。

注：为准确测定pH值，待测钻井液样品、缓冲溶液及参比电极必须都在相同温度之下。

容器标签上所标出的缓冲溶液pH值只有在24℃时才是正确的。

如果要在其他温度下进行标定，必须使用相应温度下的缓冲溶液的实际pH值。

不同温度下缓冲溶液的pH值数据表可从供应商处得到，在标定过程中应该使用它。

⑹小心清洗电极以备下次使用。

将其存放在pH为4的缓冲溶液瓶中。

决不能使电极顶端变干。

⑺关掉仪器并盖好以保护仪器。

要避免将仪器存放在极端温度下（低于0℃或高于49℃）。

5、电极维护程序⑴必须定期清洗电极，特别是玻璃电极或参比电极的多孔玻璃的表面上粘附油或粘土颗粒时，更是如此。

要用软毛刷和温和的清洁剂清洗电极。

⑵当电极发生严重堵塞，其灵敏度降低，读值发生漂移，而使用“定位”旋钮不能进行调节时，需要更换电极。

（三）pH值的测定（用pH试纸）1、取一条pH试纸放入待测滤液中，使滤液充分浸透并使之变色（不能超过30s）。

2、将变色后的试纸与色标进行对比，读取并记录pH值。

（四）滤液碱度P f、M f的测定1、取适量滤液于锥形瓶中。

加入2滴或更多的酚酞指示剂溶液。

如果指示剂变成粉红色，则用滴定管逐滴加入0.01mol/L硫酸溶液并不断摇动，直至粉红色恰好消失为止（如果样品颜色较深而干扰指示剂颜色变化，则可用pH计测定，pH值降至8.3即为滴定终点）。

2、以每单位体积（mL）滤液所消耗的0.01mol/L硫酸溶液的体积数（mL），记录滤液的酚酞碱度P f。

3、测完P f之后的样品中加入2滴～3滴甲基橙指示剂溶液。

用滴定管逐滴加入0.01 mol/L硫酸溶液并不断摇动，直至指示剂颜色从黄色变为粉红色为止（如果样品颜色较深而干扰指示剂颜色变化，也可以用pH计测定pH值降至4.3即达到滴定终点）。

4、以每单位体积（mL）滤液到达甲基橙终点所消耗的0.01mol/L硫酸溶液的总体积数（mL）（包括到达P f终点所消耗的量），记录滤液的甲基橙碱度M f。

（五）钻井液碱度P m测定程序1、用注射器取1mL钻井液于锥形瓶中。

用25mL～50mL蒸馏水稀释。

加入4滴～5滴酚酞指示剂，边摇动边用0.01mol/L硫酸溶液迅速滴定至粉红色消失（如果滴定终点的颜色变化看不清楚，则可用pH计测定pH降至8.3时即达到滴定终点）。

如果怀疑有水泥污染，则必须尽可能快地滴定，并以粉红色第一次消失为滴定终点。

2、以每单位体积（mL）钻井液所消耗的0.01mol/L硫酸溶液的体积数（mL），记录钻井液的酚酞碱度P m。

3、P f、M f的计算氢氧根、碳酸根和碳酸氢根离子的质量浓度可按表2-2估算。

表2-2OH-、CO32-和HCO3-的质量浓度（六）氯离子含量1、取1.0mL或数毫升的滤液于锥形瓶中，加入25mL～50mL蒸馏水（若滤液颜色较深，可稀释至100mL～150mL）。

加入2～3滴酚酞指示剂。

如果指示剂变为粉红色，则边摇动边用滴管逐滴加入硝酸，直至粉红色消失。

2、加入5滴～10滴铬酸钾指示剂。

在不断摇动下，用滴定管逐滴加入硝酸银溶液，直至颜色由黄色变为橙红色并能保持30s 为止。

记录到达终点所消耗的硝酸银溶液的毫升数。

如果硝酸银溶液用量超过10mL ，则取较少一些的滤液样品重复上述测定。

注：如果滤液中的氯离子质量浓度超过10000mg/L ，可使用每毫升相当于0.01g 氯离子的硝酸银溶液。

此时，把下式中的系数1000改为10000。

3、计算以mg/L 为单位记录滤液中的氯离子质量浓度时，可按下式计算：fsn V V1000)c(Cl -⨯=c (NaCl)＝1.65×c(Clˉ)式中：c(Cl -) ──滤液中的Cl －质量浓度，mg/L ；V sn ──滴定中所消耗的硝酸银溶液体积，mL ； V f ──样品体积，mL ；c(NaCl) ──滤液中的NaCl 质量浓度，mg/L 。

（七）以钙离子计算的总硬度注：测试滤液的总硬度时，应该测定蒸馏水中的硬度，在不加滤液的情况下，取50mL 蒸馏水，而后按下述3～5的步骤进行测定。

如果用滤液进行测定，按以下的步骤进行测定，计算时则从滤液的测定结果中减去蒸馏水硬度后即为滤液的硬度。

1、取1.0mL 或更多滤液于锥形瓶中。

2、用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁并将滤液稀释至50mL 。

（若滤液颜色较深，可稀释到100mL ～150mL ）。

3、加入1mL ～2mL 的掩蔽剂（体积比为1∶2的三乙醇胺、水的混合液），再加5mL 的铵-氯化铵缓冲溶液。

4、加入铬黑T 指示剂溶液2滴～6滴并摇匀。

如果钙和/或镁离子存在，将会出现酒红色。

5、边摇动锥形瓶边用EDTA 标准溶液滴定至终点。

铬黑T 指示剂将由红色变成蓝色。

继续加入EDTA 溶液时不再有由红到蓝的颜色变化，即为最恰当的终点。

记录消耗的EDTA 的体积。

6、计算按下式计算以Ca 2+计的总硬度：SEDTAt V V H ⨯=400 式中：H t ──以Ca 2+计的总硬度，mg/L ；V EDTA ──滴定中所消耗的EDTA 体积，mL ；V S ──样品体积，mL 。

（八）钙离子含量注：测试滤液的钙离子含量时，应该测定蒸馏水中的钙离子含量，在不加滤液的情况下，取50mL 蒸馏水，而后按下述3～5的步骤进行测定。

如果用滤液进行测定，按以下的步骤进行测定，计算时则从滤液的测定结果中减去蒸馏水中的钙离子即为滤液的钙离子含量。

1、用移液管取1.0mL 或更多滤液于锥形瓶中。

2、用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁并将滤液稀释至约50mL 。

（若滤液颜色较深，可稀释到100mL ～150mL ）。

3、加入1mL ～2mL 的掩蔽剂（体积比为1∶2的三乙醇胺、蒸馏水的混合液），再加入10mL ～15mL 或足量的NaOH 缓冲溶液，使pH 值达到12～13。

4、加入适量的钙指示剂（0.1g ～0.2g ），如果钙离子存在，则会出现粉红色至酒红色的颜色。

指示剂加得太多，终点将会不明显。

注：如果将几滴甲基橙指示剂与钙指示剂一起加入，则可改善终点的观察。