Способ приготовления солесодержащих буровых глинистых растворов

Способ приготовления солесодержащих буровых глинистых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СОЛЕСОДЕРЖАЩИХ БУРОВЫХ ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРОВ , включающий ввод соли в пресный глинистый раствор и диспергирование смеси глинистого раствора с солью прокачиванием через гидродинамический излучатель, отличающийс я. тем., что,, с целью снижения энергоемкости процесса и времени приготовления раствора, прокачивание смеси глинистого раствора с солью через гидродинамический излучатель осуществляют при содержании соли, равном 50-130% от его критического значения , определяющего максимальное с Ф загущение недиспергированного раствора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

acSD С 09 К 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3563792/23-03 (22) 17.01.83 (46) 07.11.84 Бюл. Р 41 (72) В. Н. Баринов и M.À. Галимов (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.243. 144(088.8) (56). i. Мариампольский Н.А.и др.Спе-циальные буровые растворы для проводки скважин в сложных геологических условиях. Обзорная информация, сер.

"Бурение". M., ВНИИОЭНГ, 1979, с. 23-24.

2, Ахмедов К.С. и др. Водорастворимые полиэлектролиты для бурения.

Ташкент,ФАН Узбекской ССР, 1982, с. 135-142 (прототип).

ÄSU ÄÄ 1122679 А (54)(57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СОЛЕСОДЕРЖАЩИХ БУРОВЫХ ГЛИНИСТЫХ РАСТВО-.

РОВ, включающий ввод соли в пресный глинистый раствор и диспергирование смеси глинистого раствора с солью прокачиванием через гидродинамический излучатель, о т л и ч а ю щ и йс я тем., что,, с целью снижения энергоемкости процесса и времени приготовления раствора, прокачивание смеси глинистого раствора с солью через гидродинамический излучатель осуществляют при содержании соли, равном 50-.1307 от его критического значения, определяющего максимальное загущение недиспергированного растcg вора.

1 11226

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных, газовых и геоI логораэведочных скважин, в частности к технологии приготовления буровых растворов на водной основе.

Известен способ приготовления солесопержащйх буровых глинистых растворов, заключающийся в смешивании с пресной водой глины для. предварительного ее гидратирования, обработ- 10 ке пресной суспензии химическими реагентами, вводе в. раствор соли, ее измельчении и растворении с помощью фрезерно-струйной мельницы и утяжелении раствора. Этот способ осуществля- 15 ется как при приготовлении ограниченной порции .раствора в отдельной емкости, так и при переводе пресного . раствора, на котором осуществлялось бурение скважины,в соленасыщенный 20 при непрерывной циркуляции через скважину 1), Недостатком этого способа является повышение значений показателей реологических свойств раствора: вяэ- 25 кости, динамического и статического напряжений сдвига, При вводе в раствор соли выше определенного содержа-. ния начинается значительное загустевание раствора, что ведет к повышению давления ь манифольде буровых насо-. сов в 2-3 раза. Как показала практика. перевод пресного раствора в соленасыщенный сопровождается повышением условной вязкости раствора с 32-35 с до 150 с и "нетекучей", а динамического напряжения сдвига с 9-9,5 Па до 27-42 Па, что требовало постепенного ввода соли в течение 10-12 циклов прокачки раствора через скважи40 ну

Наиболее близким к изобретению является способ -приготовления солесодержащих буровых глинистых растворов,. включающий ввод соли в пресный гли-

45 нистый раствор и диспергирование смеси глинистого раствора с солью прокачиванием через гидродинамический излучатель.

В известном способе в глинистый раствор вводят соль, одновременно

50 прокачивая смесь через диспергатор— гидродинамический излучатель. Гидро» динамическая обработка существенно изменяет картину развития деформационных процессов при воздействии электролитов на глинистые частицы, а именно высокая дисперсно ть частиц, возникающая в результате механи79 l ческого и кавитационного воздействия в диспергаторе, способствует увеличению в системе глина — вода - электролит контактов, ответственных за развитие быстрых эластичных деформа- . ций, т.е. разжижает .систему. Максимальный разжижающий эффект в извест- ном способе достигается за 14 циклов прокачки через диспергатор.

Наиболее целесообразно использование для осуществления известного епособа струеформирующих устройств(2).

Недостатком известного способа является излишняя энергоемкость и длительность процесса, так как смесь соли с глинистой суспензией пропускается через диспергатор в течение всего времени ввода соли.

Целью изобретения является снижение энергоемкости процесса и времени приготовления раствора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления солесодержащих буровых глинистых растворов, включающему ввод соли в пресный глинистый раствор и диспергирование смеси глинистого .раствора с солью прокачиванием через гидродинамический излучатель, прокачивание смеси глинистого раствора с солью через гидродинамический излучатель осуществляют при содержании соли, равном 50-130Х от его критического значения, определяющего максимальное загущение недиспергированного раствоP8 °

Введение соли в глинистый раствор, приготовленный на пресной воде, сопровождается ростом его реологических параметров (условной вязкости, кажущейся вязкости, "статического и динамического напряжения сдвига).

Любой из этих .параметров в достаточной мере отражает изменение содержания соли.

Используются параметры — статичес-, кое напряжение сдвига (0) за 1 мнн и предельное динамическое напряжение сдвига (, ).:

При вводе поваренной соли в глинистый раствор ее критическое массовое содержание, вызывающее максимальное повышение условной вязкости и динамического напряжения сдвига, равно

16,5»183, а при вводе хлористого калия - 1,8 2,2Х (фиг. 1).

На фиг. 2 показаны полученные на1 ми графические зависимости изменения статического напряжения сдвига sa, 3 11226

1„мин (9) и предельного динамического напряжения сдвига (о) глинистых растворов от концентрации в них КС1 как для химически необработанных растворов, так и обработанных 0,05Х

КИЦ.

При концентрациях КС1, равных околокритическому ее значению, несмотря на то, что параметры суспензии незамеримы, четко видно, что ре- 1п комендуемый нами интервал включения диспергаторов практически сохраняется даже после химобработки. 0,05Х

КИЦ (фиг. 2) .

На фиг. 3 показаны графические зависимости изменеl!HR параметров глинистого раствора от концентрации

NaC1 для химически обработанного

2,5% УЩР и необработанного раствора.

В этом случае значение критической концентрации НаС1 в случае химобработанного раствора несколько ниже, чем для необработанного (на 2Х).

Способ осуществляется следующим. образом. 25

В пресную воду засыпается расчетное количество глиногорошк=., суспензия перемекивается до полной гидратации глнпы. Затем суспензию обрабатыб вают карбонатом натрия, УЩР или ИЩ, 30 после чего вводят поваренную соль.

Всю обработку ведут при прокачивании раствора через скважину или в отдельной емкости при постоянном перемешивании. После достижения содержания соли в растворе 8,25-9Х последний подают насосом в струеформирующее устройство — гидродинамический излучатель, например диспергатор "струя в струю".

При этом перепад давления на соплах диспергатора должен быть не менее МПа; наиболее реальное значение перепада давления в опсрации—

6-10 ИПа. Скачкообразно повьннают со 45 держание соли в растворе, прокачпваемой через диспергатор, до 22-23Х.

После достижения содержания соли в °

".растворе 23Х диспергнровать раствор нецелесообразно, так как при дальнейшем вводе соли до насыщения

50 (26,чХ) она будет коагуляционно раэжижать раствор °

Таким образом, наибольший эффект, при котором наблюдаются наименьшее время соленасыщения растворов и ми55

79 4 нимальные энергоэатраты процесса. достигается диспергированием раствора при содержании в нем соли только в пределах. соответствующих наибольшему эагущению растворов, т.е. в интервале 0,5-1,3 (50-1ЗОХ) от критического содержания.

Предлагаемый способ ввода соли в пресный глинистый буровой раствор осуществляют на бурящейся скважине

Ахтырского УБР ПО Краснодарнефтегаэ с помощью гидравлического диспергатора "струя в струю". Содержание. поваренной соли в растворе до 8-8,6 мас.Х. доводят путем перемешивания смеси и прокачки ее через скважину в течение одного цикла. Соль при этом растворяется, не вызывая значительного. загустевания раствора (условная вязкость раствора повышается с 32-35 до 38-40 с, динамическое напряжение сдвига — с 9 до 9,5 Па). Затем, продолжая ввод соли, прокачивают раствор через диспергатор перед подачей его в скважину. Содержание растворившейся соли скачкообразно повышают до

21,5-22,5 . Выходящий из диспергато" . ра ра" òâîð имеет условную вязкость

50-55 с, динамическое напряжение сдвига — 10-11 Па. После прокачивания раствора с содержанием соли 22Х в течение одного цикла через скважину днспергирование прекращают, а ввод соли до насыщения производят обычным способом с перемешиванием. Условная вязкость раствора за время. насьпцения солью не превышает 60 с, динамическое напряжение сдвига 11 Па, что позволяет прокачивать раствор через скважину, не снижая производительности насоса, и весь процесс осуществляют за три цикла прокачки через скважину с промежуточной подачей во втором цикле через диспергатор.

Прокачивание раствора через диспергатор интенсифицирует процесс растворения введенной в раствор соли, сокращая до минимума время нахождения

его в состоянии, соответствующем околокритическому содержанию соли.

Таким образом, за счет прокачивания через диспергатор бурового раствора с введенной в него солью происходит интенсивное растворение ее, что обеспечивает скачкообразное повышение концентрации соли в растворе.

1122679 с„

100

6v

g0

pg N

)(ф

Ф, @ 10

0 Я Ц- 5 Я 10 1Я 19 1б y содттние И %

С ъ 40

< N

5, Я

9 g

0 2 Ф 6 8 1д 12 В И 18 20

Содержание 8ой, %

Фиг.1

1122679

g lr Х

2 6 о Ю 18 1Ч С<>, концентрация пас,%

Инп ер5ол рабаты диспер zg- С,ц„ о @ ФигЗ

ВНИИПИ Заказ 8096!22 Тираж 6ЗЗ Подлисиое

Филиал ППП "Патеит" г,Ужгород, ул.Проектиал, 4 с„

Инаер3ал рада пы дисперга тора

Тиа.Г

8 (необрабвщ.,)

-и — 8 (од,оаЮощ) — х —, (неоооайт.)

-ф, (оо,опйчц.) I

I.

2 у

Содержание КИ, %

1 коииентроция)