Способ регулирования водоотдачи бурового раствора Советский патент 1987 года по МПК G01N27/02 

1133

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

Целью изобретения является повышение оперативности регулирования водоотдачи путем исключения многократного измерения текущих значений водоотдачи прямым методом и анализа компонентного состава раствора.

Способ основан на определении опыт

В производственных условиях приготавливают буровой раствор смешиванием в определенном весовом соотношении

ным путем функциональной связи между удельным электрическим сопротивлением 15 его компонентов (с заданным значением (УЭС) и водоотдачей бурового раство- концентрации глинопорошка) и заданным ра. УЭС может служить косвенным наблюдаемым параметром, отражающим вариации основных факторов состояния

значением водоотдачи В и измеряют начальную водоотдачу бурового раствора В. и его УЭС

д п L J v РД . Из набора имеющихся раствора, если его минерализация 20 палеток выбирают ту, которая соответ- (%) лежит в пределах 0,1 6 С,д.З-4. ствует примененной концентрации глинопорошка (для приведенного на чертеже

Экспериментально установленные зависимости между водоотдачей В, минерализацией , количеством химреагента (С(%) карбоксиметилцеллюло- зы - КМЦ) в буровом растворе при разных концентрациях глинопорошка и УЭС бурового раствора показывают, что техпримера 8%).

На графике выбранной зависимости 25 в f(p) устанавливают рабочую точку которая лежит на кривой семейства В f(p), соответствующей начальной концентрации химреагента

нологические оптимальные значения во3

С )дц в приготовленном буровом раство- 30 ре (на кривой 3 чертежа), после чего раствор включают в систему циркуляции жидкости в скважине, осуществляют проходку скважины, в процессе которой измеряют текущие значения УЭС бурово- 3 го раствора р;, .

При бурении скважины происходит изменение компонентного состава бурового раствора, его температуры или минерализации, а следовательно, и из- ра, его минерализацией , концент- 40 менение регистрируемого значения УЭС рацией химреагента С , наиболее чув- и водоотдачи бурового раствора В.. ствительного к величине водоотдачи. Для исключения влияния изменения и УЭС бурового раствора при различных температуры бурового раствора в ре- концентрациях глинопорошка в буровом гистрируемое значение УЭС р; вводят растворе. На основе этих зависимостей 45 поправку, получая текущее значение устанавливают взаимосвязь между водо- УЭС О; бурового раствора, приведенное

доотдачи см соответствуют степени минерализации раствора С aci 3-4%, т.е. когда УЭС является информативным параметром водоотдачи В.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

В лабораторных условиях экспеси- ментально устанавливают зависимости между водоотдачей В бурового раствоотдачей В и УЭС - р бурового раствора при определенных концентрациях глинопорошка и заданной концентрации химреагента С(ддц (карбоксиметилцеллюло- за) и строят семейство кривых В f(p) при различных концентрациях химреагента КМЦ, сильно влияющего на значение водоотдачи.

к температуре, при которой лаборатор- но устанавливалась зависимость В f(p).

50 Зависимость водоотдачи от величины УЭС бурового раствора В f(p) устанавливают лабораторно при определенной фиксированной температуре раствора (на чертеже при t 20±1°С). 55 В случае отклонения температуры

На чертеже изображено семейство бурового раствора в процессе проход- кривых В (р) при варьируемом значении ки скважины от температуры, при кото- концентрации химреагента КМЦ в буровом рой установлена зависимость В f(p), растворе.в измеренное значение УЭС р;,. вводят

Кривая 1 соответствует однопроцентному весовому содержанию КМЦ; кривая 2 - 0,75%; кривая 3 - 0,5%; кривая А 0,25%. Такой набор кривых палетки) строят для всех употребляемых концентраций глинопорошка (обычно от 4 до 12%) в буровом растворе. Буровой раствор приготовлен на глине бентонит

(монтмориллонит) с содержанием глинопорошка 8 вес.%.

В производственных условиях приготавливают буровой раствор смешиванием в определенном весовом соотношении

его компонентов (с заданным значением концентрации глинопорошка) и заданным

его компонентов (с заданным значением концентрации глинопорошка) и заданным

значением водоотдачи В и измеряют начальную водоотдачу бурового раствора В. и его УЭС

д п L J v РД . Из набора имеющихся палеток выбирают ту, которая соответ- ствует примененной концентрации глинопорошка (для приведенного на чертеже

примера 8%).

На графике выбранной зависимости 25 в f(p) устанавливают рабочую точку которая лежит на кривой семейства В f(p), соответствующей начальной концентрации химреагента

поправку u р , получая текущее значение удельного электрического сопротивления Р; , соответствующее температуре, при которой лабораторно устанавливалась зависимость В f(p).

р, . (1) Величина поправки регистрируемое значение УЭС р;(. при температуре бурового раствора { определяется из выражения

- -Г:П

DJ.

где t - начальное значение температуры бурового раствора, при котором установлена зависимость В t(р);

Pf - значение УЭС, соответствую- I о

щее температуре

bi. t - tp - разность между регистрируемым значением температуры бурового раствора и его начальным значением. Коэффициент а определяется экспериментально при построении кривой поправки (2) путем изучения образцового раствора в исследуемом диапазоне температур и измерении его УЭС.

Значение УЭС р , и температуру t бурового раствора определяют одновременно, после чего расчетным путем (или графически) определяют поправку 4р, исправляют регистрируемое значение УЭС рм , получая текущее зна чение УЭС pj бурового раствора, уста- навливают на графике зависимости В f(p) новую рабочую точку А,(Вд,р;), которая находится на изолинии концентрации химреагента КМЦ А - и определяют массу реагента, наиболее чувствительного к изменению водоотдачи, необходимую для достижения заданного или предельно допустимого значения водоотдачи.

Поскольку УЭС бурового раствора изменяется при заданной начальной концентрации химреагента С,, то изменение водоотдачи В бурового раствора Происходит по изолинии постоянной концентрации С ,,| (на чертеже вдоль линии 3), Текущее значение водоотдачи В j в процессе бурения становится отличным от заданного значения водоотдачи Вд и для поддержания его на заданном уровне (В) в буровой раствор необходимо ввести определенное количество химреагента КМЦ, При введении химреагента КМЦ новая рабочая

точка А оказывается лежащей на кривой В f(p) с концентрацией химреагента С|(П||А (на чертеже кривая 2). Необходимое количество химреагента зависит от величины отклонения текущего значения водоотдачи В от заданного значения В. при значении УЭС р; и вычисляется графически как разность

С|(ми А ,

Таким образом, при введении в Оу- ровой раствор КМЦ до концентрации КПц AJ.водоотдача бурового раствор, В примет значение В при величине

удельного электрического сопротивления р; бурового раствора. Контролируя текущее значение УЭС бурового раствора Р; , осуществляет регулирование его водоотдачи при помощи дозированной

добавки химреагента, наиболее чувствительного к величине водоотдачи, требуемый объем которого определяют по семейству кривых В(р),

Формула изобретения

Способ регулирования водоотдачи бурового раствора, заключающийся в том, что приготавливают буровой раствор смешиванием в определенном весовом соотнощении его компонентов, определяют начальное значение водоотдачи, включают буровой раствор в сис- циркуляции жидкости я г-кна/гчИпе

и поддерживают значение водоотдачи в процессе бурения скважины изменением компонентного состава бурового раствора, отличающийся тем, что, с целью повьпиения оперативности

регулирования водоотдачи путем исключения многократного измерения текущих значений водоотдачи прямым методом и анализа компонентного состава раствора, измеряют удельное электрическое

сопротивление бурового раствора, о- ответствуюш.ее начальному значению ви- доотдачи, измеряют текущее 3hu4Ci.jfo удельного электрического сопротивления 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 ,

,смУ зи

JZ

30 28 26 2U

22 20

18 76 /4

& S 8

6

2 О

м АО,и 0.6 ав

J),OM.M

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 кондуктометричес- ки, 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

Составитель Ю. Коршунов Редактор Е. Копча Техред М.Ходанич. Корректоре. Шекмар

Заказ 4122/40 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

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