Управління властивостями розчину в процесі буріння

 

Регулювання властивостей силікатних розчинів здійснюється тими ж реагентами, які використовуються при його приготуванні. Якщо зростає в’язкость в процесі буріння в розчин додають 5-10 кг/м³ УЩР і 10-20 кг/м³ води. У випадку необхідності зменшення фільтрації додають 1-3 кг/м³ КМЦ або іншого реагента стабілізатора (гипан, крохмаль). Оптимальне значення рН, при якому розчин вважають термостійким, знаходиться в межах 8,5-9,5. При необхідності підвищення рН розчин обробляється силікатом, оскільки значення рН 8,5 свідчить про недостатній вміст Na₂SiO₃. Для зниження лужності вводиться свіжеприготовлена паста чи кислий розчин лігносульфонатного розріджувача.

Підвищення структурно-механічних показників досягається вводом пасти, приготовленої з бентонітового глинопорошка з наступним додованням УЩР.

Оскільки силікат натрію в буровому розчині гідролізується з утворенням полісилікатів, а в результаті взаємодії з солями кальцію виділяється хімічно активний гідрогель кремнієвої кислоти, який при фільтрації залишається в твердій фазі, то контролювати точний вміст силікатів в розчині не можливо. Тому як правило рідке скло в силікатний розчин додають через 7-10 діб в кількості 6-8,5 л/м³.

Для якісної оцінки вмісту Na₂SiO₃ в розчині можна контролювати вміст водорозчинних силікатів натрію в фільтраті розчину за наступною методикою.

В фарфорову чашку наливають 30 мл дистильованої води, потім піпеткою додають 5 мл фільтрату і після перемішування – пару крапель індикатора метилового червоного.

Після цього проводиться титрування розчином HCl до зникнення жовтого кольору індикатора. Потім в нейтралізований розчин додається 3-4 г кристалічного фтористого натрію і після його розчинення пару капель того ж індикатора. Розчин перемішується паличкою і знову титрується розчином HCl до зникнення жовтого кольору. Титрування закінчується, коли розчин стає блідо-розового кольору. Після цього проводиться розрахунок.

Об’єм (V ₁) розчину нормальної соляної кислоти в мл., який іде на титрування окису натрію, множиться на число 31 і визначається вміст Na₂O в мг.

Об’єм (V ₂) розчину нормальної соляної кислоти в мл., використаний на титрування після добавки фтористого натрію (осідання кремнієвої кислоти), множиться на число 15 і визначається кількість SiO₂ в мг.

С₁ = 31 × V₁,

С₂ =15 × V₂,

де С₁ – кількість Na₂O в мг; С₂ – кількість SiO₂ в мг.

Отримані дані дозволяють визначити модуль рідкого скла по відомій формулі:

,

де  – модуль рідкого скла; 1,032 – коефіцієнт, який визначає відношення молекулярних мас Na₂O і SiO₂. Інші величини вказані вище.

Концентрація рідкого скла визначається, виходячи з співвідношення: в 5 мл фільтра знаходиться С ₁ + С ₂ мг рідкого скла, в 100 мл фільтрата знаходиться  мг рідкого скла або

 мл,

або , г / 100 мл.

Підставивши сюди значення С ₁ і С ₂ , отримаємо формулу

 г/100мл

Негативно впливають на термостійкість малосилікатних розчинів накопичення в розчині сульфат-іонів більше 350 мг/л.