ISO 10414-1:2008

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10414-1
Second edition
2008-03-15

Petroleum and natural gas industries —
Field testing of drilling fluids
Part 1:
Water-based fluids
Industries du pétrole et du gaz naturel — Essais in situ des fluides de
forage
Partie 1: Fluides aqueux




Reference number
ISO 10414-1:2008(E)
©
ISO 2008

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ISO 10414-1:2008(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved

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ISO 10414-1:2008(E)
Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Terms and definitions. 2
3 Symbols and abbreviated terms . 2
3.1 Symbols . 2
3.2 Abbreviations . 6
4 Drilling fluid density (mud weight). 7
4.1 Principle. 7
4.2 Apparatus . 7
4.3 Procedure . 7
4.4 Calculation. 8
5 Alternative drilling fluid density method. 9
5.1 Principle. 9
5.2 Apparatus . 10
5.3 Procedure . 10
5.4 Calculation. 10
6 Viscosity and gel strength . 11
6.1 Principle. 11
6.2 Determination of viscosity using the Marsh funnel . 11
6.3 Determination of viscosity and/or gel strength using a direct-indicating viscometer . 11
7 Filtration. 14
7.1 Principle. 14
7.2 Low-temperature/low-pressure test. 14
7.3 High-temperature/high-pressure (HTHP) test . 15
8 Water, oil and solids contents. 18
8.1 Principle. 18
8.2 Apparatus . 18
8.3 Procedure . 19
8.4 Calculation. 20
9 Sand content . 22
9.1 Principle. 22
9.2 Apparatus . 22
9.3 Procedure . 22
10 Methylene blue capacity . 23
10.1 Principle. 23
10.2 Reagents and apparatus . 23
10.3 Procedure . 24
10.4 Calculation. 26
11 pH . 26
11.1 Principle. 26
11.2 Reagents and apparatus . 27
11.3 Procedure for pH measurement . 28
11.4 Care of electrode. 29
12 Alkalinity and lime content . 29
12.1 Principle. 29
© ISO 2008 – All rights reserved iii

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ISO 10414-1:2008(E)
12.2 Reagents and apparatus . 30
12.3 Procedure — Phenolphthalein and methyl orange filtrate alkalinities. 30
12.4 Procedure — Phenolphthalein drilling fluid alkalinity . 31
12.5 Calculation of ion concentrations from P and M . 31
f f
12.6 Estimation of lime content . 31
13 Chloride ion content . 32
13.1 Principle . 32
13.2 Reagents and apparatus . 32
13.3 Procedure. 32
13.4 Calculation. 32
14 Total hardness as calcium . 33
14.1 Principle . 33
14.2 Reagents and apparatus . 33
14.3 Procedure. 34
14.4 Calculation. 35
Annex A (informative) Chemical analysis of water-based drilling fluids. 36
Annex B (informative) Shear strength measurement using shearometer tube . 52
Annex C (informative) Resistivity. 54
Annex D (informative) Removal of air or gas prior to testing . 56
Annex E (informative) Drill pipe corrosion ring coupon. 57
Annex F (informative) Sampling, inspection and rejection . 61
Annex G (informative) Rig-site sampling . 63
Annex H (informative) Calibration and verification of glassware, thermometers, viscometers,
retort-kit cup and drilling fluid balances . 66
Annex I (normative) High-temperature/high-pressure filtration testing of water-based drilling
fluids using the permeability-plugging apparatus and cells equipped with set-screw-
secured end caps. 71
Annex J (normative) High-temperature/high-pressure filtration testing of water-based drilling
fluids using the permeability-plugging apparatus and cells equipped with threaded end
caps . 81
Annex K (informative) Water-based drilling fluids report form. 90
Bibliography . 91

iv © ISO 2008 – All rights reserved

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ISO 10414-1:2008(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10414-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum, petrochemical and natural gas industries, Subcommittee SC 3, Drilling and completion fluids,
and well cements.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10414-1:2001), to which Annexes I, J and K
have been added and other minor changes made to the sentence structure, grammar and other non-technical
editing.
ISO 10414 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries — Field
testing of drilling fluids:
⎯ Part 1: Water-based fluids
⎯ Part 2: Oil-based fluids

© ISO 2008 – All rights reserved v

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ISO 10414-1:2008(E)
Introduction
[2] [6]
This part of ISO 10414 is based on API RP 13B-1, third edition, December 2003 and ISO 10414 (all parts) .
Annexes A to H and K of this part of ISO 10414 are for information only. Annexes I and J are normative.
In this part of ISO 10414, where practical, U.S. Customary (USC) units are included in brackets for information.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10414-1:2008(E)

Petroleum and natural gas industries — Field testing of drilling
fluids
Part 1:
Water-based fluids
DANGER — As with any laboratory procedure requiring the use of potentially hazardous chemicals,
the user is expected to have proper knowledge and to have received training in the use and disposal
of these chemicals. The user is responsible for compliance with all applicable local, regional and
national requirements for worker and local health, safety and environmental liability.
1 Scope
This part of ISO 10414 provides standard procedures for determining the following characteristics of
water-based drilling fluids:
a) drilling fluid density (mud weight);
b) viscosity and gel strength;
c) filtration;
d) water, oil and solids contents;
e) sand content;
f) methylene blue capacity;
g) pH;
h) alkalinity and lime content;
i) chloride content;
j) total hardness as calcium.
Annexes A through K provide additional test methods which may be used for
⎯ chemical analysis for calcium, magnesium, calcium sulfate, sulfide, carbonate and potassium;
⎯ determination of shear strength;
⎯ determination of resistivity;
⎯ removal of air;
⎯ drill-pipe corrosion monitoring;
⎯ sampling, inspection and rejection;
© ISO 2008 – All rights reserved 1

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ISO 10414-1:2008(E)
⎯ rig-site sampling;
⎯ calibration and verification of glassware, thermometers, viscometers, retort-kit cup and drilling-fluid
balances;
⎯ permeability-plugging testing at high temperature and high pressure for two types of equipment;
⎯ example of a report form for water-based drilling fluid.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
ACS reagent grade
chemical meeting the purity standards specified by the American Chemical Society (ACS)
2.2
darcy
permeability of a porous medium, where one darcy is the flow of a single-phase fluid of 1 cP viscosity that
completely fills the voids of the porous medium, flowing through the medium under conditions of viscous flow
−1 −2
at a rate of 1 ml⋅s ⋅cm cross-sectional area and under a pressure or equivalent hydraulic gradient of
−1
1 atm⋅cm
NOTE 1 cP = 1 mPa⋅s.
2.3
quarter
〈verb〉 mix and divide into four specimens to ensure homogeneity of specimens
2.4
spurt loss
volume of fluid that passes through the filtration medium before a filter cake is formed
2.5
tube sampling
sampling method consisting of the withdrawal of powdered sample from bag or bulk via a cylindrical device
pushed into the sample, locked shut and withdrawn
3 Symbols and abbreviated terms
3.1 Symbols
NOTE Subscript “A” to symbol denotes metric units. Subscript “B” to symbol denotes U.S. customary units.
A area, in square centimetres
A
A area, in square inches
B
c concentration of weighting material, in kilograms per cubic metre
b,A
c concentration of weighting material, in pounds per barrel
b,B
c concentration of calcium ion, in milligrams per litre
Ca,A
c concentration of calcium ion, in parts per million by mass (USC)
Ca,B
2 © ISO 2008 – All rights reserved

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ISO 10414-1:2008(E)
c concentration of calcium and magnesium ion (total hardness), in milligrams per litre
Ca+Mg,A
c concentration of calcium and magnesium ion (total hardness), in parts per million (USC)
Ca+Mg,B
c concentration of calcium sulfate, in milligrams per litre
CaSO4,A
c concentration of calcium sulfate, in parts per million by mass (USC)
CaSO4,B
c concentration of total soluble carbonates, in milligrams per litre
CO2+CO3+HCO3,A
c concentration of total soluble carbonates, in parts per million by mass (USC)
CO2+CO3+HCO3,B
c concentration of chloride ion, in milligrams per litre
Cl,A
c concentration of chloride ion, in parts per million by mass (USC)
Cl,B
c concentration of excess, undissolved calcium sulfate, in milligrams per litre
ex-CaSO4,A
c concentration of excess, undissolved calcium sulfate, in parts per million by mass (USC)
ex-CaSO4,B
c concentration of potassium chloride in filtrate, in milligrams per litre
f,KCl,A
c concentration of potassium chloride in filtrate, in parts per million by mass (USC)
f,KCl,B
c concentration of potassium ion, in milligrams per litre
K,A
c concentration of potassium ion, in parts per million by mass (USC)
K,B
c concentration of potassium chloride, in milligrams per litre
KCl,A
c concentration of potassium chloride, in parts per million by mass (USC)
KCl,B
c concentration of low-gravity solids, in kilograms per cubic metre
lg,A
c concentration of low-gravity solids, in pounds per barrel
lg,B
c lime content of the drilling fluid, in kilograms per cubic metre
lime,A
c lime content of the drilling fluid, in pounds per barrel
lime,B
c concentration of sodium chloride, in milligrams per litre
NaCl,A
c concentration of sodium chloride, in parts per million by mass (USC)
NaCl,B
c concentration of sulphide ion, in milligrams per litre
S,A
c concentration of sulphide ion, in parts per million by mass (USC)
S,B
c suspended solids concentration, in kilograms per cubic metre
SS,A
c suspended solids concentration in pounds per barrel
SS,B
c methylene blue capacity
MBT
c thermometer correction to be added to the working thermometer reading
th
D outer diameter
E bentonite equivalent, expressed in kilograms per cubic metre
BE,A
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ISO 10414-1:2008(E)
E bentonite equivalent, expressed in pounds per barrel
BE,B
f tube factor from either Table A.1 or Table A.2, for sulfide or carbonate
F fraction (volume fraction) of water
W
k correction factor
cor
K cell constant, in metres squared per metre
l submerged length of shear tube, in centimetres
A
l submerged length of shear tube, in inches
B
l Dräger tube stain length
st
m mass of the dried sample, in grams
ds
m mass of methylene blue, in grams
s
m mass of shear tube, in grams
st
m total shear mass, in grams (sum of platform and weights)
tot
m mass of water, in grams
W
∆m mass loss, in milligrams
M methyl orange alkalinity of the filtrate
f
P phenolphthalein alkalinity of the drilling fluid
df
P phenolphthalein alkalinity of the filtrate
f
q corrosion rate, kilograms per squared metre per year
A
q corrosion rate, pounds per squared foot per year
B
r drilling fluid resistivity, in ohm metres
df
r filtrate resistivity, in ohm metres
f
R ratio of the concentration of QAS to that of STPB
QAS/STPB
R resistivity meter reading, in ohms
r
R average reading for the standard thermometer
1
R average reading for the working thermometer
2
R corrected reading for the working thermometer
2,cor
R viscometer dial reading at 300 r/min
300

R viscometer dial reading at 600 r/min
600
t exposure time, in hours
t initial reading taken at 7,5 min
7,5
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ISO 10414-1:2008(E)
t final reading taken at 30 min
30
V volume of drilling fluid sample, in millilitres
df
V volume of EDTA solution, in millilitres
EDTA
V EDTA volume of whole drilling fluid
EDTA,df
V EDTA volume of the drilling fluid filtrate
EDTA,f
V volume of the filtrate, in millilitres
f
V volume of methylene blue solution, in millilitres
mb
V volume of oil, in millilitres
o
V PPT volume, in millilitres
PPT
V retort cup volume, expressed in millilitres
RC
V volume of the sample, in millilitres
s
V volume of silver nitrate solution, in millilitres
sn
V volume of water, in millilitres
W
V spurt loss, in millilitres
1
V filtrate volume after 7,5 min, in millilitres
7,5
V filtrate volume after 30 min, in millilitres
30
v static filtration rate (velocity of flow), millilitres per square root of the minutes, in millilitres

st
per minute
Y yield point, in pascals
P,A
Y yield point, in pounds per one hundred square feet
P,B
γ shear strength, expressed in pascals
A
γ shear strength, expressed in pounds per hundred square feet
B
Γ drilling fluid gradient, expressed in kilopascals per metre
DFG,A
Γ drilling fluid gradient, in pounds per square inch per foot
DFG,B
η apparent viscosity, in millipascal seconds
a
η plastic viscosity, in millipascal seconds
p,A
η plastic viscosity, in pounds per one-hundred square feet
p,B
θ temperature
ρ density, expressed in g/ml when compared to distilled water
ρ density, expressed in kilograms per cubic metre
A
ρ density, expressed in pounds per gallon
B1
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ISO 10414-1:2008(E)

ρ density, expressed in pounds per cubic foot
B2
ρ density of weighting material, in grams per millilitre
b
ρ drilling fluid density, in grams per millilitre
df
ρ density of filtrate, in grams per millilitre
f
ρ density of low-gravity solids, in grams per millilitre (use 2,6 if unknown)
lg
ρ density of oil, in grams per millilitre (use 0,8 if unknown)
o
ρ water density, in grams per millilitre, at test temperature

W
ϕ volume fraction of weighting material, in percent
b
ϕ volume fraction of low-gravity solids, in percent

lg
ϕ volume fraction of oil, in percent

o
ϕ volume fraction of retort solids, in percent

S
ϕ volume fraction of suspended solids, in percent

SS
ϕ volume fraction of water, in percent
W
3.2 Abbreviations
AA atomic absorption spectroscopy
ACS American Chemical Society
API American Petroleum Institute
ASTM American Society for Testing and Materials
BE bentonite equivalent
CAS Chemical Abstracts Service
DFG drilling fluid gradient
DS drill solids
EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
HTHP high-temperature, high-pressure
LGS low-gravity solids
MBT methylene blue test/capacity
meq milliequivalents
OCMA Oil Companies Materials Association (originally, Middle East companies)
PPA permeability plugging apparatus
PPT permeability plugging test
6 © ISO 2008 – All rights reserved

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ISO 10414-1:2008(E)
PTFE polytetrafluoroethylene
PV plastic viscosity, in common oilfield terminology
QAS quaternary ammonium salt
TC to contain
TD to deliver
USC U.S. Customary units, commonly used in U.S.-based testing
4 Drilling fluid density (mud weight)
4.1 Principle
This test procedure is a method for determining the mass of a given volume of liquid (equivalent to density).
Drilling-fluid density is expressed as grams per cubic centimetre or kilograms per cubic metre (pounds per
gallon or pounds per cubic foot).
4.2 Apparatus

3 3
4.2.1 Density-measuring instrument, of accuracy to within 0,01 g/ml or 10 kg/m (0,1 lb/gal or 0,5 lb/ft ).
The mud balance is the instrument generally used for drilling-fluid density determinations. The mud balance is
designed such that the drilling-fluid holding cup, at one end of the beam, is balanced by a fixed counterweight
at the other end, with a sliding-weight rider free to move along a graduated scale. A level-bubble is mounted
on the beam to allow for accurate balancing. Attachments for extending the range of the balance may be used
when necessary.
The instrument should be calibrated frequently with fresh water. Fresh water should give a reading of
3 3
1,00 g/ml or 1 000 kg/m (8,33 lb/gal or 62,3 lb/ft ) at 21 °C (70 °F). If it does not, adjust the balancing screw
or the amount of lead shot in the well at the end of the graduated arm as required.
4.2.2 Thermometer, with a range of 0 °C to 105 °C (32 °F to 220 °F).
4.3 Procedure
4.3.1 The instrument base should be set on a flat, level surface.
4.3.2 Measure and record the temperature of the drilling fluid.
4.3.3 Fill the clean, dry cup with drilling fluid to be tested; put the cap on the filled drilling-fluid holding cup
and rotate the cap until it is firmly seated. Ensure that some of the drilling fluid is expelled through the hole in
the cap in order to free any trapped air or gas (see Annex D for information on air or gas removal).
4.3.4 Holding the cap firmly on the drilling-fluid holding cup (with cap hole covered), wash or wipe the
outside of the cup clean and dry.
4.3.5 Place the beam on the base support and balance it by moving the rider along the graduated scale.
Balance is achieved when the bubble is under the centreline.
4.3.6 Read the drilling fluid density from one of the four calibrated scales on the arrow side of the sliding
3
weight. The density can be read directly in units of g/ml, lb/gal, and lb/ft , or as a drilling fluid gradient in
psi/1 000 ft.
© ISO 2008 – All rights reserved 7

---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 10414-1:2008(E)
4.4 Calculation
3 3
4.4.1 Report the drilling fluid density to the nearest 0,01 g/ml or 10 kg/m (0,1 lb/gal or 0,5 lb/ft ).
4.4.2 Equations (1) to (3) are used to convert the density, ρ, expressed in grams per cubic centimetre to
other units:
ρ = 1 000 × ρ (1)
A
where ρ is the density, expressed in kilograms per cubic metre.
A
ρ = 8,33 × ρ (2)
B1
where ρ is the density, expressed in pounds per gallon.
B1
ρ = 62,3 × ρ (3)
B2
where ρ is the density, expressed in pounds per cubic foot.
B2
Table 2 is provides the multiplication factor for conversion from one density unit to another.
Equations (4) to (7) are used to convert the density to the drilling fluid gradient, Γ , expressed in kilopascals
DFG
per metre (pounds per square inch per foot):
Γ = 9,81 × g/ml (4)
DFG,A
Γ = 0,022 6 × psi/ft (5)
DFG,A
Γ = 0,052 0 × lb/gal (6)
DFG,B
3
Γ = 0,006 94 × lb/ft (7)
DFG,B
where
Γ is the drilling fluid gradient, expressed in kilopascals per metre;
DFG,A
Γ is the drilling fluid gradient,
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10414-1
Deuxième édition
2008-03-15


Industries du pétrole et du gaz naturel —
Essais in situ des fluides de forage —
Partie 1:
Fluides aqueux
Petroleum and natural gas industries — Field testing of drilling fluids —
Part 1: Water-based fluids




Numéro de référence
ISO 10414-1:2008(F)
©
ISO 2008

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ISO 10414-1:2008(F)
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Version française parue en 2009
Publié en Suisse

ii © ISO 2008 – Tous droits réservés

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ISO 10414-1:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos. v
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Termes et définitions. 2
3 Symboles et abréviations . 2
3.1 Symboles . 2
3.2 Abréviations . 6
4 Masse volumique du fluide de forage (masse volumique de la boue). 7
4.1 Principe. 7
4.2 Appareillage . 7
4.3 Mode opératoire . 7
4.4 Calcul . 8
5 Autre méthode de détermination de la masse volumique du fluide de forage . 9
5.1 Principe. 9
5.2 Appareillage . 10
5.3 Mode opératoire . 10
5.4 Calcul . 11
6 Viscosité et force du gel . 11
6.1 Principe. 11
6.2 Détermination de la viscosité au moyen du viscosimètre Marsh. 11
6.3 Détermination de la viscosité et/ou de la force du gel au moyen d'un viscosimètre à
lecture directe . 12
7 Filtration. 14
7.1 Principe. 14
7.2 Essai à basse température/basse pression . 14
7.3 Essai à haute température/haute pression (HTHP) . 15
8 Teneurs en eau, huile et solides . 19
8.1 Principe. 19
8.2 Appareillage . 19
8.3 Mode opératoire . 20
8.4 Calcul . 21
9 Teneur en sable. 23
9.1 Principe. 23
9.2 Appareillage . 23
9.3 Mode opératoire . 23
10 Capacité au bleu de méthylène . 24
10.1 Principe. 24
10.2 Réactifs et appareillage. 24
10.3 Mode opératoire . 25
10.4 Calcul . 26
11 pH . 27
11.1 Principe. 27
11.2 Réactifs et appareillage. 28
11.3 Mode opératoire pour mesure du pH. 29
11.4 Entretien de l'électrode . 30
© ISO 2008 – Tous droits réservés iii

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ISO 10414-1:2008(F)
12 Alcalinité et teneur en chaux . 31
12.1 Principe . 31
12.2 Réactifs et appareillage. 31
12.3 Mode opératoire — alcalinités du filtrat à la phénolphtaléine et au méthylorange. 32
12.4 Mode opératoire — Alcalinité du fluide de forage à la phénolphtaléine . 32
12.5 Calcul des concentrations en ions de P et M . 32
f f
12.6 Estimation de la teneur en chaux. 33
13 Teneur en ions chlorure . 33
13.1 Principe . 33
13.2 Réactifs et appareillage. 33
13.3 Mode opératoire . 34
13.4 Calcul. 34
14 Dureté totale en calcium. 34
14.1 Principe . 34
14.2 Réactifs et appareillage. 35
14.3 Mode opératoire . 36
14.4 Calcul. 36
Annexe A (informative) Analyse chimique des fluides de forage aqueux. 37
Annexe B (informative) Mesure de la résistance au cisaillement au moyen d'un tube d'appareil
de mesure du cisaillement . 55
Annexe C (informative) Résistivité. 57
Annexe D (informative) Évacuation de l'air ou du gaz avant les essais . 59
Annexe E (informative) Éprouvette annulaire d'essai de corrosion de tige de forage. 60
Annexe F (informative) Échantillonnage, inspection et refus. 64
Annexe G (informative) Échantillonnage sur le lieu de forage . 66
Annexe H (informative) Étalonnage et vérification de la verrerie, des thermomètres, des
viscosimètres, de la cuvette de cornue et des balances de fluide de forage. 69
Annexe I (normative) Essai de filtration haute température/haute pression des fluides de forage
aqueux au moyen de l'appareillage de perméabilité-colmatage et des cellules munies de
capuchons d'extrémité à vis de réglage. 74
Annexe J (normative) Essai de filtration haute température/haute pression des fluides de forage
aqueux au moyen de l'appareillage de perméabilité-colmatage et de cellules munies de
capuchons d'extrémité filetés. 85
Annexe K (informative) Formulaire de rapport sur les fluides de forage aqueux. 95
Bibliographie . 96

iv © ISO 2008 – Tous droits réservés

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ISO 10414-1:2008(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10414-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et structures en mer
pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel, sous-comité SC 3, Fluides de forage et de
complétion, et ciments à puits.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10414-1:2001), à laquelle ont été
ajoutées les Annexes I, J et K et qui a fait l'objet d'autres modifications mineures apportées à la structure de
phrase, à la grammaire et autre révision d'ordre non technique.
L'ISO 10414 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Essais in situ des fluides de forage:
⎯ Partie 1: Fluides aqueux
⎯ Partie 2: Fluides à base d'huiles
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ISO 10414-1:2008(F)
Introduction
[2]
La présente partie de l'ISO 10414 est fondée sur API RP 13B-1, troisième édition, décembre 2003 et
[6]
l'ISO 10414 (toutes les parties) .
Les Annexes A à H et K de la présente partie de l'ISO 10414 ne sont données qu'à titre informatif. Les
Annexes I et J sont normatives.
Dans la présente partie de l'ISO 10414, pour plus de commodité, les unités couramment utilisées aux États-
Unis sont données entre parenthèses, pour information.

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NORME INTERNATIONALE ISO 10414-1:2008(F)

Industries du pétrole et du gaz naturel — Essais in situ des
fluides de forage —
Partie 1:
Fluides aqueux
DANGER — Comme pour toute procédure de laboratoire nécessitant d'utiliser des produits chimiques
potentiellement dangereux, l'utilisateur est censé disposer de bonnes connaissances et avoir été
formé à l'utilisation et à l'élimination de ces produits chimiques. Il incombe à l'utilisateur de se
conformer à toutes les exigences locales, régionales et nationales applicables concernant les
obligations en matière de santé et de sécurité locales et des travailleurs et de protection de
l'environnement.
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10414 spécifie des procédures normalisées permettant de déterminer les
caractéristiques suivantes des fluides de forage aqueux:
a) la masse volumique du fluide de forage (masse volumique de la boue);
b) la viscosité et la force du gel;
c) la filtration;
d) les teneurs en eau, huile et solides;
e) la teneur en sable;
f) la quantité (capacité) de bleu de méthylène;
g) le pH;
h) l'alcalinité et la teneur en chaux;
i) la teneur en chlorures;
j) la dureté totale en calcium.
Les Annexes A à K donnent des méthodes d'essai supplémentaires qu'il est possible d'utiliser pour:
⎯ l'analyse chimique du calcium, du magnésium, du sulfate de calcium, du sulfure, du carbonate et du
potassium;
⎯ la détermination de la résistance au cisaillement;
⎯ la détermination de la résistivité;
⎯ l'évacuation de l'air;
⎯ le contrôle de la corrosion de la tige de forage;
⎯ l'échantillonnage, l'inspection et le refus;
© ISO 2008 – Tous droits réservés 1

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ISO 10414-1:2008(F)
⎯ l'échantillonnage sur le lieu de forage;
⎯ l'étalonnage et la vérification de la verrerie, des thermomètres, viscosimètres, cuvette de cornue et
balances de fluide de forage;
⎯ les essais de perméabilité-colmatage à hautes température et pression pour deux types d'équipement;
⎯ l'exemple d'un formulaire de rapport pour le fluide de forage aqueux.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
qualité réactif ACS
produit chimique répondant aux normes de pureté spécifiées par l'American Chemical Society (ACS)
2.2
darcy
perméabilité d'un milieu poreux, où un darcy est le débit d'un fluide monophasique de 1 cP de viscosité qui
remplit complètement les interstices du milieu poreux, s'écoulant dans le milieu dans des conditions
−1 −2
d'écoulement visqueux à une vitesse de 1 ml⋅s ⋅cm de surface de section et sous une pression ou gradient
−1
hydraulique équivalent de 1 atm⋅cm
NOTE 1 cP = 1 mPa⋅s.
2.3
diviser en quatre
diviser en quarts
quarter
〈verbe〉 mélanger et diviser en quatre échantillons pour assurer l'homogénéité des échantillons
2.4
perte à l'à-coup de pression
volume de fluide qui passe sur le milieu de filtration avant la formation du cake
2.5
échantillonnage par tube
méthode d'échantillonnage consistant à extraire l'échantillon en poudre d'un sac ou d'un chargement en vrac
au moyen d'un dispositif cylindrique poussé contre l'échantillon, bloqué en butée et retiré
3 Symboles et abréviations
3.1 Symboles
NOTE L'indice «A» associé au symbole exprime des unités métriques. L'indice «B» associé au symbole exprime des
Unités usuelles des États-Unis (USC).
A surface, en centimètres carrés
A
A surface, en pouces carrés
B
c concentration d'alourdissant, en kilogrammes par mètre cube
b,A
c concentration d'alourdissant, en livres par baril
b,B
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ISO 10414-1:2008(F)
c concentration d'ion calcium, en milligrammes par litre
Ca,A
c concentration d'ion calcium, en parties par million en masse (USC)
Ca,B
c concentration d'ion calcium-magnésium (dureté totale), en milligrammes par litre
Ca+Mg,A
c concentration d'ion calcium-magnésium (dureté totale), en parties par million (USC)
Ca+Mg,B
c concentration de sulfate de calcium, en milligrammes par litre
CaSO4,A
c concentration de sulfate de calcium, en parties par million en masse (USC)
CaSO4,B
c concentration de carbonates solubles totaux, en milligrammes par litre
CO2+CO3+HCO3,A
c concentration de carbonates solubles totaux, en parties par million en masse (USC)
CO2+CO3+HCO3,B
c concentration d'ion chlorure, en milligrammes par litre
Cl,A
c concentration d'ion chlorure, en parties par million en masse (USC)
Cl,B
c concentration d'excès de sulfate de calcium non dissous, en milligrammes par litre
ex-CaSO4,A
c concentration d'excès de sulfate de calcium non dissous, en parties par million en
ex-CaSO4,B
masse (USC)
c concentration de chlorure de potassium en filtrat, en milligrammes par litre
f,KCl,A
c concentration de chlorure de potassium en filtrat, en parties par million en masse (USC)
f,KCl,B
c concentration d'ion potassium, en milligrammes par litre
K,A
c concentration d'ion potassium, en parties par million en masse (USC)
K,B
c concentration de chlorure de potassium, en milligrammes par litre
KCl,A
c concentration de chlorure de potassium, en parties par million en masse (USC)
KCl,B
c concentration de solides à faible gravité, en kilogrammes par mètre cube
lg,A
c concentration de solides à faible gravité, en livres par baril
lg,B
c teneur en chaux du fluide de forage, en kilogrammes par mètre cube
lime,A
c teneur en chaux du fluide de forage, en livres par baril
lime,B
c concentration de chlorure de sodium, en milligrammes par litre
NaCl,A
c concentration de chlorure de sodium, en parties par million en masse (USC)
NaCl,B
c concentration d'ion sulfure, en milligrammes par litre
S,A
c concentration d'ion sulfure, en parties par million en masse (USC)
S,B
c concentration de matières solides en suspension, en kilogrammes par mètre cube
SS,A
c concentration de matières solides en suspension, en livres par baril
SS,B
c capacité au bleu de méthylène
MBT
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ISO 10414-1:2008(F)
c correction du thermomètre à ajouter au relevé du thermomètre de service
th
D diamètre extérieur
E équivalent bentonite, exprimé en kilogrammes par mètre cube
BE,A
E équivalent bentonite, exprimé en livres par baril
BE,B
f facteur de tube issu du Tableau A.1 ou du Tableau A.2, pour le sulfure ou le carbonate
F fraction (fraction volumique) d'eau
W
k facteur de correction
cor
K constante de cellule, en mètres carrés par mètre
l longueur immergée du tube de cisaillement, en centimètres
A
l longueur immergée du tube de cisaillement, en pouces
B
l longueur colorée du tube Dräger
st
m masse de l'échantillon séché, en grammes
ds
m masse du bleu de méthylène, en grammes
s
m masse du tube de cisaillement, en grammes
st
m masse de cisaillement totale, en grammes (somme de la plate-forme et des poids
tot
(masses))
m masse d'eau, en grammes
W
∆m perte massique, en milligrammes
M alcalinité au méthylorange du filtrat
f
P alcalinité à la phénolphtaléine du fluide de forage
df
P alcalinité à la phénolphtaléine du filtrat
f
q vitesse de corrosion, kilogrammes par mètre carré par an
A
q vitesse de corrosion, livres par pied carré par an
B
r résistivité du fluide de forage, en ohm mètres
df
r résistivité du filtrat, en ohm mètres
f
R rapport de la concentration du QAS à celle du STPB
QAS/STPB
R relevé du résistivimètre, en ohms
r
R relevé moyen pour le thermomètre étalon (standard – normal)
1
R relevé moyen pour le thermomètre de service
2
R relevé corrigé pour le thermomètre de service
2,cor
R relevé au cadran du viscosimètre à 300 r/min
300
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ISO 10414-1:2008(F)

R relevé au cadran du viscosimètre à 600 r/min
600
t durée d'exposition, en heures
t relevé initial effectué à 7,5 min
7,5
t relevé final effectué à 30 min
30
V volume de l'échantillon de fluide de forage, en millilitres
df
V volume de la solution d'EDTA, en millilitres
EDTA
V volume d'EDTA de tout le fluide de forage
EDTA,df
V volume d'EDTA du filtrat du fluide de forage
EDTA,f
V volume du filtrat, en millilitres
f
V volume de la solution de bleu de méthylène, en millilitres
mb
V volume d'huile, en millilitres
o
V volume PPT, en millilitres
PPT
V volume de la cuvette de cornue, en millilitres
RC
V volume de l'échantillon, en millilitres
s
V volume de la solution de nitrate d'argent, en millilitres
sn
V volume d'eau, en millilitres
W
V perte à l'à-coup de pression, en millilitres
1
V volume du filtrat après 7,5 min, en millilitres
7,5
V volume du filtrat après 30 min, en millilitres
30
v vitesse de filtration statique (vitesse d'écoulement), millilitres par racine carrée des
st
minutes, en millilitres par minute
Y seuil de cisaillement (seuil de plasticité – seuil d'écoulement plastique), en pascals
P,A
Y seuil de cisaillement, en livres par cent pieds carrés
P,B
γ résistance au cisaillement, en pascals
A
γ résistance au cisaillement, en livres par cent pieds carrés
B
Γ gradient du fluide de forage, en kilopascals par mètre
DFG,A
Γ gradient du fluide de forage, en livres par pouce carré par pied
DFG,B
η viscosité apparente, en millipascals secondes
a
η viscosité plastique, en millipascals secondes
p,A
η viscosité plastique, en livres par cent pieds carrés
p,B
θ température
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ISO 10414-1:2008(F)
ρ masse volumique, en grammes par millilitre comparée à l'eau distillée
ρ masse volumique, en kilogrammes par mètre cube
A
ρ masse volumique, en livres par gallon
B1
ρ masse volumique, en livres par pied cube
B2
ρ masse volumique d'alourdissant, en grammes par millilitre
b
ρ masse volumique du fluide de forage, en grammes par millilitre
df
ρ masse volumique du filtrat, en grammes par millilitre
f
ρ masse volumique des solides à faible gravité, en grammes par millilitre (utiliser 2,6 si
lg
inconnue)
ρ masse volumique d'huile, en grammes par millilitre (utiliser 0,8 si inconnue)
o
ρ masse volumique de l'eau, en grammes par millilitre, à température d'essai
W
ϕ fraction volumique d'alourdissant, en pourcentage
b
ϕ fraction volumique des solides à faible gravité, en pourcentage
lg
ϕ fraction volumique d'huile, en pourcentage
o
ϕ fraction volumique des solides de cornue, en pourcentage
S
ϕ fraction volumique des solides en suspension, en pourcentage
SS
ϕ fraction volumique de l'eau, en pourcentage
W
3.2 Abréviations
AA spectroscopie d'absorption atomique
ACS American Chemical Society
API American Petroleum Institute
ASTM American Society for Testing and Materials
BE équivalent bentonite
CAS Chemical Abstracts Service (services des résumés analytiques de chimie)
DFG gradient du fluide de forage
DS solides de forage
EDTA acide éthylène-diamine-tétra-acétique
HTHP haute température, haute pression
LGS solides à faible gravité
MBT essai au bleu de méthylène/quantité
meq milliéquivalents
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ISO 10414-1:2008(F)
OCMA Oil Companies Materials Association (à l'origine, Middle East companies)
PPA appareillage de perméabilité-colmatage
PPT essai de perméabilité-colmatage
PTFE polytétrafluoroéthylène
PV viscosité plastique, dans la terminologie commune au champ pétrolifère
QAS sel d'ammonium quaternaire
TC à conserver (retenir)
TD à fournir
USC Unités usuelles des États-Unis (U.S. Customary units), généralement utilisées dans les essais
réalisés aux États-Unis
4 Masse volumique du fluide de forage (masse volumique de la boue)
4.1 Principe
Cette mode opératoire d'essai est une méthode permettant de déterminer la masse d'un volume donné de
liquide (équivalent à la masse volumique). La masse volumique du fluide de forage est exprimée en grammes
par centimètre cube ou en kilogrammes par mètre cube (livres par gallon ou livres par pied cube).
4.2 Appareillage
3
4.2.1 Instrument de mesure de la masse volumique, d'une précision d'environ 0,01 g/ml ou 10 kg/m
3
(0,1 lb/gal ou 0,5 lb/ft ).
La balance à boue est l'instrument généralement utilisé pour les déterminations de la masse volumique du
fluide de forage. La balance à boue est conçue de sorte que la cuvette de retenue du fluide de forage, à une
extrémité du fléau, soit équilibrée par un contrepoids fixe situé à l'autre extrémité, avec un coulisseau à poids
curseur libre de se déplacer le long d'une échelle graduée. Un niveau à bulle est fixé sur le fléau pour assurer
un équilibrage précis. Des fixations accessoires permettant d'étendre la portée de la balance peuvent être
utilisées, si nécessaire.
Il convient d'étalonner fréquemment l'instrument avec de l'eau douce. Il convient que l'eau douce donne un
3 3
relevé de 1,00 g/ml ou 1 000 kg/m (8,33 lb/gal ou 62,3 lb/ft ) à 21 °C (70 °F). Dans le cas contraire, ajuster la
vis d'équilibrage ou le nombr
...