【国家标准(GB)】 石油天然气工业 钻井液现场测试 第1部分:水基钻井液

ICS75.020
中华人民共和国国家标准
GB/T16783.1--2006/IS010414-1:2001代替GB/T16783-1997
石油天然气工业
钻井液现场测试
第1部分：水基钻井液
Petroleum and natural gas industries-Field testing of drillingfluids-Part 1: Water-based fluids
(ISO 10414-1:2001,IDT)
2006-12-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2007-05-01实施
ISO引言
术语和定义
缩略语
钻井液密度
钻并液密度测定补充方法
黏度和切力
滤失量
水、油和固相含量
含砂量·
亚甲基蓝容量
碱度和石灰含量
氯离子含量
以钙离子计算的总硬度
附录A（资料性附录）
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录）
附录D(资料性附录)
附录E(资料性附录）
附录F(资料性附录)
附录G(资料性附录）
附录H(资料性附录）
附录（资料性附录）
参考文献
水基钻井液的化学分析
用浮筒切力计测定静切力
电阻率
GB/T16783.1—2006/ISO10414-1:200112
试验前从钻井液中除去空气或天然气的程序钻杆腐蚀环试验
取样、检验和拒收
井场取样
玻璃量具、温度计、黏度计、蒸馏器杯和钻井液密度计的检验和校正用旋转黏度计测量钻井液静切力37
GB/T16783.1-2006/ISO10414-1:2001该标准等同采用了ISO10414-1：2001《石油天然气工业水基钻井液现场测试》（英文版）。本标准在编写过程中对编排格式和编号等按国家标准要求进行了修正。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：a）用小数点“\代替作为小数点的逗号“，\；对原文中有文字性错误的地方进行了更正：b）
1）原文5.4中为便于换算，见4.5.2的公式，应改为见4.4.2的公式；原文4.4.2中公式(5)有误，应改为DFG'=0.0226×DFG；2）
3）原文8.4.2中公式（12)Vss=Vs-Vw[(Cs/1680000）-1.21×Cs］有错误，改为V=V。Cs
(1680000-1.21×Cs
原文8.4.3中公式（13)Vi低密度固相体积分数，mg/L，应改为V低密度固相体积分数；4）
原文10.3.4中公式(21)BE=14.25×MBT/Var改为BE=14.25×MBT；原文10.3.4中公式(22)BE=5×MBT/Va改为BE=5×MBT；原文11.2.6中注释HC1是强酸且有毒，为编辑性错误，改为氟化氢铵呈强酸性且有毒；8）
原文14.3.8中钙指示剂为编辑性错误，改为硬度指示剂；9）
原文A.7.3.1中100mL量筒改为100mL容量瓶；10）原文A.7.3.2中用25mL量筒移取STPB改为用25mL移液管量取。原文中4.4.2中的公式（1）、（2）、（3)叙述不清，对其进行了修改，具体内容如下：c）
公式(1)p=1000×g/cm2改为1g/cm2=1000kg/cm2；1）
2）公式（2)p=16×lb/ft3改为1g/cm2=62.31b/ft；3）公式(3)p=119.8×lb/USgal改为1g/cm2=8.345lb/USgal。原文中部分章节使用了N作为浓度单位，考虑到N这个单位已经淘汰，将其改为mol/L。改d)
动章节如下所示：
1）10.2.3中稀硫酸的浓度：
2）12.2.1中硫酸的浓度；
3）12.3.1中硫酸的浓度；
4）13.3.1中硫酸的浓度。
本标准代替GB/T16783—1997《水基钻井液现场测试》。本标准与GB/T16783—1997相比，主要变化如下：增加了“范围”的内容（见本版第1章）；增加了“术语和定义”的内容（见本版第2章）；增加了“缩略语”的内容（见本版第3章）；-增加了“取样、检验和拒收”的内容（见本版附录F）；增加了“井场取样”的内容（见本版附录G)；增加了“玻璃量具、温度计、黏度计、蒸馏器杯和钻井液密度计的检验和校正”的内容（见本版附录H)；此内容来自标准下载网
增加了“用旋转黏度计测量钻井液静切力”的内容（见本版附录I）；GB/T16783.1—2006/ISO10414-1:2001增加了表1“密度转换”的内容（见本版第4章）；一增加了钻井液密度计算中美制单位的换算（见本版4.4）；一增加了黏度和切力计算中美制单位的换算（见本版6.3.3）；-增加了表2“推荐的最低回压”中美制单位的换算（见本版第7章）；增加了亚甲基容量计算中美制单位的换算（见本版10.4)；一增加了碱度和石灰含量计算中美制单位的换算（见本版12.6.3）；一增加了附录A.3中硫酸钙含量计算中美制单位的换算<见本版A.3.4，1997版A.3.4)；一增加了附录A表A.3在不同浓度下滤液取样体积”中美制单位的换算（见本版A：6，1997版A.5);
一增加了附录A.6\钾离子含量（含量高于5000mg/L)”中钾离子含量计算中美制单位的换算（见本版A.6.5,1997版A.7.5)；-增加了附录A.7\钾离子含量（含量低于5000mg/L）\中钾离子含量计算中美制单位的换算（见本版A.7.4，1997版A.8.4)；-增加了附录A表A.4测定低浓度KC1含量的滤液取样量”中美制单位的换算（见本版A.7，1997版A.6)；
-增加了附录B中静切力计算中美制单位的换算（见本版B.4，1997版B.4)；-对标准附录的要素的划分进行了调整，GB/T16783-一1997中附录A～附录E的要素为标准的附录，本版改为资料性附录（见本版附录A～附录I)；一将GB/T16783一1997中钻井液密度测试(1)分成钻井液密度测试（见本版第4章）及钻井液密度测定补充方法（见本版第5章)两章进行描述；一将GB/T16783—1997.中化学分析（8)分成碱度和石灰含量（见本版第12章）、氯离子含量测定（见本版第13章）及以钙离子计算的总硬度（见本版第14章）三章进行描述：-删除了GB/T16783--1997中8.2\碱度测定的替代方法”的内容；删除了GB/T16783-1997附录A中“甲醛含量测定”的内容；删除了GB/T16783一1997表4由氯离子含量分析结果计算的钻井液水相中盐体积分数”（见1997版8.3)、表5以mg/L表示的氯离子含量与盐的质量分数间的换算表”（见.1997版8.3）。-删除了GB/T16783--1997附录F中“SI单位换算表”的内容；-对黏度和切力中塑性黏度、动切力和表观黏度的计算公式进行了修改（见本版6.3.3，1997版2.3.3);
一对水、油和固相含量中低密度固相、加重材料浓度计算公式进行了修改（见本版8.4.5，1997版4. 4.2);
一对附录A中表A.1“不同硫化物浓度下所使用的Drager管型号、样品体积及管系数”的内容进行了修改（见本版A，4，1997版A.5）；对附录A中表A.2\不同碳酸盐浓度范围所用的Drager管型号、样品体积及管系数”的内容进行了修改（见本版A.5，1997版A.6)；对附录A.3中硫酸钙含量的计算公式进行了修改（见本版A.3.4，1997版A.3.4)；一对附录A.7\钾离子含量（含量低于5:000mg/L）\中钾离子含量计算公式进行了修改（见本版A.7.4,1997版A.8.4);
一对附录B中静切力的计算公式进行了修改（见本版B.4，1997版B.4)。本标准的附录A～附录I都是资料性附录。本标准由中国石油天然气集团公司提出。Y
本标准由石油工业标准化技术委员会归口。GB/T16783.1-2006/ISO10414-1:2001本标准由中国石油勘探开发研究院油田化学研究所负责起草本标准主要起草人：欧阳坚、李辉、肖红章、董贺明、郑远渭、魏坤、卜家泰、吴木希。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T16783—1997。
GB/T16783.1—2006/IS010414-1:2001ISO引言
ISO10414-1:2001依据APIRP13B-119979第二版。因为实验步骤需要使用有毒的化学物质，因此希望使用者应有相应的知识并接受使用和处理这些化学物质的培训。使用者应遵从当地，地方、国家对于健康的、安全、环保法规的规定。在这部分内容里，US的单位被标记在括号里。范围
GB/T16783.1—2006/IS010414-1:2001石油天然气工业
钻井液现场测试
第1部分：水基钻井液
本标准提供了水基钻并液下述性能测试的标准程序a)
钻井液密度；
黏度和切力；
滤失量；
水、油和固相合
含砂量；
亚甲基蓝容
pH值；
碱度和不
氯离子
以钙离
算的总硬度
附录A、B、
k）钙离手
掌提供补充的测试程序用于
离子、硫酸钙、碗化物、磁酸盐、钾离子的化学分析方法；1）测定静钢力
m）测定程
n）钻杆腐蚀监测。
附录D、F、
0）从钻井
取样、检
提供了用于下列
去空气；
井场取样
玻璃量具、清
享的测试程序
黏度蒸馏器杯和钻液密度计的检验和校正；用旋转黏度认测量液静切力。
2术语和定义
ACS reagentograde
ACS试剂级
符合由美国化学协会（ACS)提出的纯度标准的试剂3缩略语
美国化学协会
美国钢铁协会
化学文摘社
乙二胺四乙酸
高温/高压
毫克当量
油田化学材料制造商协会
GB/T16783:1—2006/ISO10414-1:2001PTEF
4钻井液密度
4.1概述
聚四氟乙烯
季铵盐
四苯硼酸钠
本测试程序是测定给定体积流体质量（既密度）的一种方法。钻井液密度以g/cm2或kg/m°为单位来表示。
4.2仪器
4.2.1凡精度可达士0.01g/cm2或土10kg/m的任何一种密度测量仪器均可使用。通常用钻井液密度计来测定钻井液的密度。钻井液密度计通常设计成臂梁一端的钻井液杯和另-端的固定平衡锤及一个可沿刻度臂梁自由移动的游码来平衡。为使平衡准确，臂梁上装有水准泡（需要时可使用扩大量程的附件）。
应经常用淡水来校正仪器。在21℃（70F），淡水的密度值应是1.00g/cm2或1000kg/m。否则，应按需要调节刻度臂梁末端的平衡螺丝或增减平衡锤小孔内的铅粒数。4.2.2温度计：量程为0℃～105℃（32F～220F）。4.3测定程序
4.3.1将仪器底座放置在一个水平的平面上。4.3.2测量钻井液的温度并记录在钻井液报表上。4.3.3将待测钻井液注人到洁净的钻井液杯中，倒出，再注人新的待测钻井液，把杯盖放在注满钻井液的杯上，旋转杯盖至盖紧。要保证一些钻井液从杯盖小孔溢出以便排出混人钻井液中的空气或天然气（见附录D有关空气和天然气的除去）。4.3.4将杯盖压紧在钻井液杯上（堵住杯盖的小孔），冲洗并擦净擦干杯和盖的外部。4.3.5将臂梁放在底座的刀垫上，沿刻度移动游码使之平衡。在水准泡位于中心线下时即已达到平衡。
4.3.6在靠近钻井并液杯一边的游码边缘读取钻并液密度值。使用扩大量程附件时，应做适当的校正。4.4计算
4.4.1记录钻井液密度值，精确到0.01g/cm2或10kg/m2。4.4.2用下列公式，将读数转换为其他单位：1 g/cm2 1 000 kg/cms
1g/cm2=62.3lb/ft3
1g/cm=8.3451b/USgal
当β是用g/cm2表示的密度时
DFG=9.81p
DFG'0.0226×DFG
式中：
DFG-钻井液梯度，kPa/m；
钻井液梯度，psi\/1000ft。
（1）
（3）
（4）
（5）
1）Psi为非法定计量单位，考虑石油行业参与国际竞争日益增多，为满足钻井技术发展与国际接轨的需要，保证国内钻井队伍和国际钻共队伍遵循同一标准，特予以保留，1kPa0.145 psi。2
密度转换参见表1。
钻井液密度测定补充方法
5.1概述
GB/T16783.12006/ISO10414-1:2001含有空气或天然气的钻井液密度可用本节所描述的加压钻井液密度计更精确地进行测定。加压钻井液密度计的操作与常规密度计类似，所不同的是在加压下将钻井液样品注入到固定体积的样品杯中。在加压下注人样品的目的是要把混人到钻井液中的空气或天然气对钻井液密度测定的影响减少到最低程度。
对样品杯加压，可使混人钻井液中的天然气或空气体积减少到可忽略的程度。这样所测定的钻井液密度更接近于井下钻井液的实际密度。1密度转换
克/厘米3。
和相对密度相同的值。
准确的换算因子。
于克/米3
磅/加仑
Ib/USgal
磅/英尺3
GB/T16783.1-2006/ISO10414-1:20015.2仪器
5.2.1凡精度在土0.01g/cm2或土10kg/m2之内的任何一种密度测量仪器均可使用。加压钻井液密度计是通常用来测定加压情况下的钻井液密度的仪器。加压流体密度计设计成臂梁一端的上杯盖的钻井液杯由另一端的固定平衡锤和可沿刻度臂梁自由移动的游码来平衡。为使平衡准确，臂梁上装有水准泡。
应经常用淡水来校正仪器。在21℃（70F），淡水的密度值应是1.00g/cm或1000kg/m。否则，应按需要调节刻度臂梁末端的平衡螺丝或增减平衡锤小孔内的铅粒数。5.2.2温度计：量程为0℃～105℃（32F～220F）。5.3测定程序
5.3.1测量并记录钻并液的温度。5.3.2将样品注人样品杯中，使液面略低于杯上端（药60mmm）。5.3.3盖上杯盖，使盖上的附体巢向阀处于向下（开启）的位置。将盖子间下推入样品杯口，直至盖子外缘和杯上缘面接触为。
量的钻井液由单向阀排出。杯盖放在杯上后，向上拉单向阀使之处于关闭位置，用水冲洗杯和螺纹并把丝扣盖拧到杯上。5.3.4加压柱塞的操作与进射器相似。为把钻液注人到柱塞内将柱塞杆完金向内位置的柱塞筒端浸入到钻井液中。而盾向拉柱塞杆以便钻并液注满柱塞筒。应该用柱塞族用排出这部分钻井液，而后重新抽人新的钻莎样品，以保证柱塞简内的钻井液不会被前次冲洗柱塞需残留的液体所冲稀。5.3.5将柱塞简端口接到杯盖单向阀的0型圈表面上。在柱塞简上保持向下的推助以保证单向阀向下（开启），同时向果摊柱塞杆，即可对样品杯加压。柱塞杆上的推力应保持约225N501bf)或更大些。5.3.6杯盖上的是由压力驱动的，样品杯加压后，单向阀被推至关闭位鹭。为关闭单向阀，在保持柱塞杆上的压的闹时，应逐渐释放柱塞简压力。单向阀关闭后，取下柱塞筒前，应释放柱塞杆上的压力。
5.3.7此时，加的钻井液样品已准备好，可以测定密度，洗净并擦干样品杯外部。将仪器放到刀垫上。左右移动游帮直臂梁平衡。当水准泡位于两黑线间时，臂梁即已达到平衡。游码箭头记号一边读出四种单位量的低意一种单位表示的钻井液密度值。可直接读出以g/cr、lbgal、lb/ft为单位的密度值或是以paimopoft表示的钻井液梯度5.3.8为释放样品杯每的压力，重新连接空柱塞装置，并向下推柱塞简。5.3.9用水彻底冲凝秤
滑脂。
杯并擦净。为在水基钻并液中使用方便，应在单向离上经常涂覆防水润5.4计算
记录钻井液密度，精确Q1g/cm2或i0kg/m。5.4.1
以4.4.2所述公式进标单位换算
6黏度和切力
6.1概述
黏度和切力是与钻并液流动性能(流变学)有关的量。下列仪器可用于测定钻井液的黏度和切力：a）马氏漏斗：一种日常用于测定黏度的简单设备。b）直读式黏度计：一种在不同剪切速率下测定黏度的机械设备。注：流变学的有关概念在参考文献[3]中进行了讨论。6.2用马氏漏斗测定黏度
6.2.1仪器
6.2.1.1马氏漏斗：被标定为在21℃土3℃（70F土5F）时，从漏斗中流出946mL淡水的时间为26s士0.5s。用标有刻度的杯子作为接受器。4