Способ определения степени готовности известково-битумного бурового раствора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 В 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

««Я «Щ ф

«,. «« „

f««« ««Ъ1:«;:; i.Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

Н А ВТОРИЧНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746218/03 (22) 09. 10. 89 (46) 07.08.92. Бюл. «". 29 (71) Грозненский нефтяной институт им.академика М.Д.Миллионщикова (72) M..,Ö. ßëóíè H, C .À. Ïàñòàø, А.Н.фатеев, О.А.Моисеенко, Т.Д.Дзуг- коев, А.И. Терещенко и В.В.Кочетов

- (56) Булатов А.И., Проселков IO.È. .

Рябченко В.И, Технология промывки скважин.- M.: Недра, 1981, с.301, Рязанов H.À;Ñïðàâo«líèê по буровым растворам.-М.: Недра, 1979, с.215.

Нераэрушающий контроль металлов и изделий. Справочник./Под ред.

Г.С.Самойловича.-М,: Машиностроение, 1976, с.135-137.

Калашников Г.С,Электричество.Н.. Наука,, 1977.

Михеев В.Л. Технологические свойства буровых растворов.- М.: Недра, 1979, с.239.

Изобретение относится к буровым промывочнь«м жидкостям на углеводородной основе, конкретно к известково-битумным растворам (ИБР), применяемым при проводке глубоких скважин при бурении на нефть и газ в осложненных условиях.

Известен способ определения воз", ; можности использования ИБР в процес» сах приготовления и бурения путем измерения следующих основных фи: зических параметров: плотности, yc", ловной и пластической вязкости, ди" намического напряжения сдвига, „„5U„„ 1752921 Al (-: "

-пЮе .«"««« ч -«» : «

«»

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ГОТОВНОСТИ ИЗВЕСТКОВО-БИТУМНОГО БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Сущность; для повышения оперативности контроля измеряют величину магнитного момента ИБР и по стабилизации его судят о готовности раствора, a по отклонению от стабильного значения фиксируют необходимость регулирования свойств при использовании. 2 табл. предельного статического напряжения сдвига за 1 и 1О мин, фильтрации, злектростабильности, нефтесмачивающей способности и термостоикости.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определейия пригодности ИБР в процессах приготовления и бурения путем измерения следующих физических параметров: плотности, условной. вязкости, предельного статического напряжения сдвига за 1 и

10 мин, фильтрации и электростабильности, т,е. путем измерения меньшего числа физических параметров раствора."

Цель изобретения - повышение one- 4е ративности и надежности. контроля, а также сокращение затрат времени по предупреждению осложнений, Указанная цель достигается тем, что в способе, основанном на измерении технологических параметров известково-битумных буровых растворов измеряют величину магнитного мот мента ИБР и по достижении им стабиль ного значения судят о.моменте готовности при приготовлении, а по отклонению от стабильного значения фиксируют необходимость регулирования свойств,при использовании.

17529

Недостатком этого способа является низкая оперативность и недостаточная точность определения возможности использования бур6вого раствора, так как для производства замеров всех перечисленных параметров требуется не менее 90 мин, В то же время необходимым условием качественного приготовления ИБР является тщателЬное и инУ тенсивное перемешивание исходных компонентов с целью равномерного распределения их в растворе, гидро- . фобизации твердой и эмульгирование водной фаз. При приготовлении одной порции ИБР в. 10 мз процесс этот длится 5-6 ч. При бурении глубоких скважин, приготавливаются сотни кубических метров бурового раствора. В результате объем требуемых измерений па- 20 раметров раствора возрастает в десятки раз, Кроме того, при этом способе реологические свойства ИБР определяются весьма приближенно путем: замера условной вязкости с помощью 25 . малой воронки полевого вискозиметра.

Для ИБР характерна трудность регулирования именно структурно-реологи" ческих свойств и поддержания их в процессе бурения при попадании 30 воды и других загрязняющих добавок, И если при приготовлении ИБР неоперативность в контроле только увеЛичит затраты времени и егo стоимостьт то в процессе бурения несвоевременное установление момента изменения параметров ИБР, особенно

Ф структурно-реологических, и необходи мост ь ре гули рова ния их может привести к осложнениям процесса буре- @» ния с последующими крупными материальными затратами при ликвидации осложнений, Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1 ° Определение степент готовности ИБР при приготовлении.

Состав ИБР, об.4:.

Дизельное топливо 60

Окисленный битум 20

Известь 15

Сульфонол

Вода 3

Измерение магнитного момента про- бы ИБР производилось астатическим магнитометром типа МА-21 в различных стадиях процесса приготовления. Од- : новременно производилось измерение известными методами при 23 С струк- 1 турно-реологических и фильтрационных параметров ИБР. Результаты измерений, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том, что магнитный момент принимает определенную стабильную величину, характерную для конкретной коллоидной системы, обладающей определенными реологическими и струк-: ./ турно"механическими свойствами, после завершения в ней всех физико-химиче-, ских процессов.

Так, простое смешение компонентов, а также и на миксере, при комнатнойтемпературе в течение 30 мин не обеспечивает образование стабильной коллоидной системы. Поэтому как. магнитный момент, так и остальные физические параметры, характеризующие структурно-реологические свойства системы, йе достигают своего максимального, стабильного значения, характерного для системы. Как известно, диспергация окисленного битума в дизельном топливе ускоряется при 70-90 С. Из результатов табл.1 о видно, что при 90 С перемешивание в течение 30 мин обеспечило процесс растворения окисленного битума до максимальной степени дисперсности .т характеризующейся стабильной величиной магнитного момента, тогда как дальнейшее перемешивание до 45 мин не изменило его значения. Вместе с этим структурно-реологические и фильтрационные параметры, характер" ные для данной системы, также достиг. ли:ceoего стабильного значения.

Таким образом, в процессе приготовления ИБР определение степени готовности производят путем измере,ния только магнитного момента, наМ МЭЮ

Динамическое напряжение сдвига, Па .

Фильтра -! ция, см /за

30 мин

Услов" Пласти- . ная :: .-. ческая вйэ.. . " Вязкость кость, Па с с

Статическое напряжение сдвига за 1 и

10 мин

Па .

Смеши ва ние компонентов при 23 С

Перемешивание на миксере при

5000 об/мин и

23 С в течение 30 мин 1.

0,75

9,1

1,3/3,3

4,0

5 175292 пример, с помощью астатического магнитометра МА-21, и по достижении иь стабильного значения судят о его готовности, Время, затрачиваемое на измерение магнитного момента, не превышает 10 мин.,Только после

/ установления момента готовности промывочной жидкости производится измерение всех ее остальных физических параметров, знание которь х необходимо для успешной проводки скважин.

П р и и е р 2. Определение сте- пени готовности ИБР в процессе ис- пользования при бурении.,t5

В ИБР акогo же состава, что и в примере t добавляют различное количество воды или глинистого раствора, которое чаще всего при бурении попадает в ИБР, изменяя его физические параметры и требуя их регулирования.

После перемешивания смесей на миксере в течение 5 мин производят при"

23 С-измерение их магнитного момента с помощью астатического магнитометра

МА-21 и одновременно измеряют пласти ческую вязкость и динамическое напряжение сдвига.

Результаты измерений, приведенные ,в табл.2, свидетельствуют .о том, что ЗО изменение состава ИБР вызванное по" т паданием в нее в процессе бурения того или иного компонента, приводит к отключенйю величины магнитного момента от своего стабильного значения.

Таким образом, в процессе бурений достаточно регулярно производить измерение магнитного момента ИБР, Только в случае отклонения его вели10

Стадии при- . Магнитготовления ный моИБР мент, (А м )х х10.

84,63 ke течет 0,95

1 чины в ту или другую сторону от стабильного значения определяют остальные физические параметры и произво- . дят их регулирование.

Предлагаемый способ определения степени готовности ИБР является фактически экспресс-методом, позволяЬщим оперативно устанавливать момент . изменений, происходящих в его соста- ве и свойствах.

Использование изобретения в практике бурения с ИБР позволит значи-. тельно сократить время на его приготовление и предотвратить возникновеййе осложнений в результате повышения ойеративности и надежности контроля за качеством раствора и, следовательно, значительно уменьшить. затраты на проходку скважины. б

Формула изобретения

Способ определения степени готовности известково-"битумного бурового раствора в процесСе прйготовления и при бурении, осйованный на измере" нйи его терснолбгическйУ параметров,; о. т л и ч а ю щ- и и с я-"тем, что, с целью повышенйя бперативности и на- дежности контроля, а также сокраще-, ния затрат времени по предупреждению осложнений, в качестве технологиче".;: ского параметра используют величину, магнитного момента известково- битум4.. ного раствора и по достижении им сто бильного значения судят о моменте готовности при приготовлении.

Таблица 1

45 О, 19/0,32 5

1752921

Продолжение табл. 1

2 . 3

Перемешивание на миксере при

5000 об/мин и . 90 С в тече ние 30 мин 164,71 Не течет

То же, но в течение, 45 мин .

1 50

1,4/5,4

163 8 Не течет 1 51

1,4/5,5

75 таблица 2

Магнитный момент, (A м );10

ПластичесКая вязкость, Па с

Динамическое напряже" ние

Состав смеси

ИБР

ИБР + 1ОЖ воды

ИБР+30Ж воды

ИБР + 503 воды

ИБР + 103 глини". стого раствора (P = 1, 05 т/м )

ИБР + 304 глинистого раствора (P = 1,05т/м ) 166,53

127,4

72,8

57,33

1,5

2,7

3,0

3,3

78

590

11 2.

136,5

2,0

98,20

2 5

150

Составитель Т.Фокина .

Редактор H.ßöîëà Техред М.Иоргентал Корректор C. Шекмар

«««««««««««««««««««««««««

Заказ 2741 Тираж :: Подписное

«

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

° «« «««@

Производственно-издательский коибинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101