Piotr Krzemiński                                                                                                    Kraków 21.11.06

Rok IV             

TOEZ

Wiertnictwo

Temat: Płuczka wiertnicza. Metody badań w warunkach polowych.

Przedmiotem zajęć były metody badań płuczki wiertniczej w warunkach polowych.

Płuczka wiertnicza - medium ciekłe lub gazowe, stosowane w wiertnictwie.

Zadania płuczki wiertniczej:

·         Wynoszenie zwiercin;

·         chłodzenie świdrów;

·         zmniejszanie tarcia na dnie otworu i wzdłuż całego jego obwodu;

·         stworzenie odpowiedniego ciśnienia dla wód podziemnych (ciśnienie płuczki musi być wyższe od hydrostatycznego);

·         iłowanie ścian otworu (zapobiega ucieczce wody do górotworu);

·         utrzymywanie zwiercin w stanie zawieszenia, kiedy przerywany jest jej obieg;

·         przekazywanie mocy hydraulicznej na świder;

·         ograniczenie procesu korozji;

·         zmniejszenie zniszczenia strefy przyotworowej.

Według normy BN-90/1785-01 możemy zbadać różnymi metodami następujące własności płuczki wiertniczej:

a)      gęstość – zasada metody polega na oznaczaniu gęstości wagą płuczkową (ramienną) składającą się z podstawy i ramienia na którego końcu znajduje się naczynie na płuczkę z nakrywką i otworem przelewowym,

b)     lepkość – zasada metody polega na umownym określeniu lepkości pomiarem czasu wypływu płuczki z lejka polowego. Dopuszcza się używanie lepkościomierzy bezpośrednio wskazujących, do pomiaru lepkości plastycznej, pozornej i granicy płynięcia:

-          lepkość plastyczna:  [mPa*s]

-          lepkość pozorna:  [mPa*s]

-          granica płynięcia  [N/m2]
M600 – wartość momentu obrotowego przy 600 obr/min
M300 - wartość momentu obrotowego przy 300 obr/min

c)      filtracja – zasada metody polega na pomiarze objętości filtratu otrzymanego z prasy filtracyjnej składającej się z naczynia cylindrycznego o średnicy wewnętrznej 76,2 mm i wysokości 63,5 mm, z oddzielnym dnem z rurka odpływową i pokrywką z otworem wlotowym. Stosując się do zaleceń zawartych w normie wlewamy płuczkę do naczynia, szczelnie zamykamy. Pod rurką odpływową umieszczamy suchy cylinder pomiarowy dla odbioru filtratu i wywieramy na płuczkę ciśnienie 0,7 +/- 0,035 MPa. Po 30 minutach należy zmierzyć objętość filtratu z dokładnością do 0,1 ml, przyjmując ją jako miarę filtracji.

d)     wytrzymałość strukturalna – zasada metody polega na oznaczeniu wytrzymałości strukturalnej za pomocą spirometru lub lepkościomierza obrotowego bezpośrednio wskazującego

e)      wartość pH – zasada metody polega na oznaczeniu wartości pH metodą kolorymetryczną, należy pasek papierka wskaźnikowego o dł 2-3 cm zwilżyć filtratem i po upływie 30 sekund porównać jego barwę z barwami skali wzorcowej i odczytać wartość pH odpowiadającą uzyskanemu zabarwieniu.

f)       zapiaszczenia – zasada metody polega na pomiarze objętości piasku zawartego w płuczce. W skład zestawu pomiarowego wchodzą: sito o średnicy 63,6 mm i liczbie oczek 6400/cm2, lejek, probówka o pojemności 10 ml z podziałką. Do probówki wlewamy 20 ml płuczki i rozcieńczamy ze 100 ml wody. Zawartość przelewamy na sito i przemywam wodą aż na sicie zostanie piasek. Następnie wkładamy odwrócone sito do lejka i spłukujemy wodą piasek spod sita do probówki i odczytujemy objętość piasku. Dla otrzymania zawartości w procentach, należy odczytaną obj. W ml pomnożyć przez 5.

g)     zawartość jonów chlorowców – zasada metody polega na miareczkowaniu filtratu rozcieńczonego wodą destylowaną, roztworem azotanu srebra w obecności chromianu potasowego. Zawartość jonów chlorowców w przeliczeniu na jony chlorkowe w przesączu należy obliczyć wg wzoru:
                                                [g/l]
a – obj. Użytego azotanu srebra [ml]
b – obj. Filtratu użytego do oznaczania [ml]

h)     zawartość gipsu – zasada metody polega na miareczkowaniu filtratu rozcieńczonego wodą destylowaną roztworem wersenianu dwusodowego w obecności czerni eriochromowej i wodorotlenku sodowego.
Zawartość gipsu w płuczce należy obliczyć według wzoru
                                               [g/l]
V – objętość wersenianu użyta do miareczkowania [ml]

i)       zawartość aktywnych cząstek bentonitu – zasada metody polega na miareczkowaniu płuczki, rozcieńczonej wodą destylowaną i utlenionej przy użyciu nadtlenku wodoru i kwasu siarkowego, roztworem błękitu metylowego.
Zawartość tą należy obliczyć wg wzoru:
                                               [g/l]

j)       zawartość jonów jonów wapnia i magnezu – zasada metody polega na miareczkowaniu filtratu rozcieńczonego woda destylowaną roztworem wersenianu dwusodowego, w obecności kalcesu jako wskaźnika dla oznaczania zawartości jonów, wapnia oraz miareczkowaniu filtratu rozcieńczonego wodą destylowaną roztworem wersenianu dwusodowego w obecności czerni eriochromowej jako wskaźnika dla oznaczenia sumy jonów wapnia i magnezu.
Zawartość jonów wapnia w filtracie należy wyliczyć wg wzoru:
                                            
VK – objętość zużytego do miareczkowania wersenianu dwusodowego wobec kalcesu [ml]
a – ilość filtratu wzięta do oznaczania [ml]
Zawartość jonów magnezu w filtracie należy wyliczyć wg wzoru:
                                            

VET – objętość zużytego do miareczkowania wersenianu dwusodowego wobec czerni eriochromowej [ml]

k)     alkaliczność płuczki i filtratu – zasada metody polega na miareczkowaniu płuczki lub filtratu, rozcieńczonych woda destylowaną, roztworem kwasu siarkowego w obecności fenoloftaleiny jako wskaźnika oraz dodatkowo na miareczkowaniu filtratu roztworem kwasu siarkowego w obecności oranżu metylowego jako wskaźnika.

l)       zawartość siarczków rozpuszczalnych