Способ регулирования водоотдачи бурового раствора

 

Изобретение относится к обпас т контроля параметров технологических процессов бурения и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности . Целью изобретения является повьшение оперативности регулирования водоотдачи путем исключения многократного измерения текущих значений водоотдачи прямым методом и анализа компонентного состава раствора. Буровой раствор приготавливают путем смешивания в определенном массовом соотношении его компонентов исходя из заданного начального значения водоотдачи (в) и поддерживают выбранное значение В изменением компонентного состава бурового раствора. Косвенно определяют значение В кондуктометрически, измеряя удельное электросопротивление раствора в процессе бурения скважины и варьируя в реальном масштабе времени массу реагента, наиболее чувствительного к изменению В. Все эти операции проводят на основе предварительно установленной зависимости между удельным электросопротивлением, В и компонентным составом раствора. 1 ил. (Л со со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (11) (511 4 G 01 N 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4002914/24-25 (22) 07.01.86 (46) 15 ° 09.87. Бюл. И 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) Р.И. Давыдова, В.Г. Бурков, М.P. Мавлютов, А.И. Спивак и И.М.Барский (53) 543.25(088.8) (56) Литяева З.А., Рябченко В.И., llbaaos В.А. и др. Регламентирование свойств глинопорошков, используемых для приготовления буровых растворов.—

Обзорная информация. Бурение/ВНИИОЭНГ.

M. 1979, с. 22-35.

Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М.: Недра, 1979, с. 22. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДООТДАЧИ

БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Изобретение относится к облас ги контроля параметров технологических процессов бурения и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. Целью изобретения является повьппение оперативности регулирования водоотдачи путем исключения многократного измерения текущих значений водоотдачи прямым методом и анализа компонентного состава раствора. Буровой раствор приготавливают путем смешивания в определенном массовом соотношении его компонентов исходя из заданного начального значения водоотдачи (В) и поддерживают выбранное значение В изменением компонентного состава бурового раствора. Косвенно определяют значение В кондуктометрически, измеряя удельное электросопротив" ление раствора в процессе бурения . Я скважины и варьируя в реальном масштабе времени массу реагента, наиболее чувствительного к изменению В. Все эти операции проводят на основе пред- С варительно установленной зависимости между удельным электросопротивлением, В и компонентным составои раствора.

1 ил.

1337751

Изобретение относится к контролю параметров технологических процессов бурения нефтяных и .газовых скважин и может применяться для регулирования водоотдачи буровых растворов.

Целью изобретения является повышеиие оперативности регулирования водоотдачи путем исключения многократного измерения текущих значений во- 10 доотдачи прямым методом и анализа компонентного состава раствора.

Способ основан на определении опытным путем функциональной связи между удельным электрическим сопротивлением 15 (УЭС) и водоотдачей бурового раствора. УЭС может служить косвенным наблюдаемым параметром, отражающим вариации основных факторов состояния

РаствоРа, если его минеРализациЯ С„ с 2п (7) лежит в пределах 0,1 С„ а3-4.

Экспериментально установленные зависимости между водоотдачей В, минерализацией С с, количеством химреагента (C(7.) карбоксиметилцеллюлозы — КМЦ) в буровом растворе при разных концентрациях глинопорошка и УЭС бурового раствора показывают, что технологические оптимальные значения водоотдачи В=8-12 см соответствуют

30 степени минерализации раствора С еасоф

3-47., т.е. когда УЭС является информативным параметром водоотдачи В.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

В лабораторных условиях экспериментально устанавливают зависимости между водоотдачей В бурового раствора, его минерализацией С р, концент- 40 рацией химреагента С„м, наиболее чувствительного к величине водоотдачи, и УЭС бурового раствора при различных концентрациях глинопорошка в буровом растворе. На основе этих зависимостей 45 устанавливают взаимосвязь между водоотдачей В и УЭС вЂ” p бурового раствора при определенных концентрациях глинопорошка и заданной концентрации химреагента С„,А (карбоксиметилцеллюлоза) и строят семейство кривых В --f() при различных концентрациях химреагента КМЦ, сильно влияющего на значение водоотдачи.

На чертеже изображено семейство кривых В () при варьируемом значении концентрации химреагента КМЦ в буровом растворе.

Кривая 1 соответствует однопроцентному весовому содержанию КМЦ; кривая

2 — 0,757; кривая 3 — 0,57.; кривая 4

0,257.. Такой набор кривых (палетки) строят для всех употребляемых концентраций глинопорошка (обычно от 4 до

127.) в буровом растворе. Буровой раствор приготовлен на глине бентонит (MoHTMopHJIJIoHHT) с содержанием глинопорошка 8 вес.7.

В производственных условиях приготавливают буровой раствор смешиванием в определенном весовом соотношении его компонентов (с заданным значением концентрации глинопорошка) и заданным значением водоотдачи В и измеряют начальную водоотдачу бурового раствора

В и его УЭС о . Из набора имеющихся палеток выбирают ту, которая соответствует примененной концентрации глинопорошка (для приведенного на чертеже примера 87).

На графике выбранной зависимости

В = f(p) устанавливают рабочую точку

1Ы, 0 ), которая лежит на кривой семейства В = f(p), соответствующей начальной концентрации химреагента

С „мц в приготовленном буровом растворе (на кривой 3 чертежа), после чего раствор включают в систему циркуляции жидкости в скважине, осуществляют проходку скважины, в процессе которой измеряют текущие значения УЭС бурового раствора

При бурении скважины происходит изменение компонентного состава бурового раствора, его температуры или минерализации, а следовательно, и изменение регистрируемого значения УЭС и водоотдачи бурового раствора В..

Для исключения влияния изменения температуры бурового раствора в регистрируемое значение УЭС Р; вводят поправку, получая текущее значение

УЭС ; бурового раствора, приведенное к температуре, при которой лабораторно устанавливалась зависимость В

= ().

Зависимость водоотдачи от величины

УЭС бурового раствора В = f() устанавливают лабораторно при определенной фиксированной температуре раствора (на чертеже при t = 20+1 С).

В случае отклонения температуры бурового раствора в процессе проходки скважины от температуры, при которой установлена зависимость В = f(p), в измеренное значение УЭС Р; вводят

l33775I поправку ь, получая текущее значение удельного электрического сопротивления,, соответствующее температуре, при которой лабораторно устанавливалась зависимость В = f(p). р + (i)

Величина поправки n(в регистрируемое значение УЭС (, при температуре бурового раствора t определяется из выражения

ht 01

hPt= Р1 (3-(1- --) j (2) где t — начальное значение темперао туры бурового раствора, при )В котором установлена зависимость В = ((3);

Р— значение УЭС, соответствуюо щее температуре t4, ht = t — t о — разность между ре- 2р гистрируемым значением температуры бурового раствора и его начальным значением.

Коэффициент а определяется экспериментально при построении кривой по- 25 правки (2) путем изучения образцового раствора в исследуемом диапазоне температур и измерении его УЭС.

Значение УЭС р и температуру t, 1С бурового раствора определяют одновре- Зп менно, после чего расчетным путем (или графически) определяют поправку 6, исправляют регистрируемое значение УЭС о, получая текущее зна чение УЭС О бурового раствора, устанавливают на графике зависимости  — 1() новую рабочую точку А,(a „ p;), которая находится на изолинии концентрации химреагента KMIl, С,„„ А и опре1 деляют массу реагента, наиболее чув- 4р ствительного к изменению водоотдачи, необходимую для достижения заданного или предельно допустимого значения водоотдачи.

Поскольку УЭС бурового раствора 4В изменяется при заданной начальной концентрации химреагента С, то изменение водоотдачи В бурового раство< ра происходит по изолинии постоянной концентрации С „, (на чертеже вдоль Sp линии 3). Текущее значение водоотдачи В в процессе бурения становится отличным от заданного значения водоотдачи BA и для поддержания его на заданном уровне (В ) в буровой раствор необходимо ввести определенное количество химреагента КМЦ. При введении химреагента КИЦ новая рабочая точка А оказывается лежащей на кри1 вой В = Г() с концентрацией химреагента С, А< (на чертеже кривая 2

Необходимое количество химреагента зависит от величины отклонения текущего значения водоотдачи В от заданно1 го значения В при значении УЭС (, и вычисляется графически как разность

Г,„„ц А,— С<„„А, Таким образом, при введении в буровой раствор КМЦ до концентрации

С „„ A,âoäooòäà÷à бурового раствор.

В примет значение В при величине

1 удельного электрического сопротивления р, бурового раствора. Контролируя текущее значение УЭС бурового раствора и, осуществляет регулирование его водоотдачи при помощи дозированной добавки химреагента, наиболее чувствительного к величине водоотдачи, требуемый объем которого определяют по семейству кривых В().

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ регулирования водоотдачи бурового раствора, заключающийся в том, что приготавливают буровой раствор смешиванием в определенном весовом соотношении его компонентов, определяют начальное значение водоотдачи, включают буровой раствор в систему циркуляции жидкости в кна и .е и поддерживают значение водоотдачи в процессе бурения скважины изменением компонентного состава бурового раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности регулирования водоотдачи путем исключения многократного измерения текущих значений водоотдачи прямым методом и анализа компонентногс состава раствора, измеряют удельное электрическое сопротивление бурового раствора, оответствующее начальн 1му значению в1— доотдачи, измеряют текущее з-.;чс .... удельного эЛектрического coITpoTHL.Ip ния раствора в процессе бурения сква. жины и по предварительно установленной зависимости между водоотдачей, удельным электрическим сопротивлением раствора и его компонентным составом определяют массу реагента, наиболее чувствительного к изменению водоотдачи, необходимую для достижения предельно допустимого ее значения

1337751

8оч

02Рс Ря04 Pl M у,@н.н

Составитель Ю. Коршунов

Редактор Е. Копча Техред М.Ходанич, Корректор С. Шекмар

Заказ 4122/40 Тирал 77б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4