Способ приготовления промывочной жидкости Советский патент 1992 года по МПК E21B21/06 

Изобретение относится к нефтегазодобыче и геологии, а частности к магнитной обработке при приготовлении промывочных жидкостей на буровых установках, и является усовершествованием способа, в котором непосредетвенно перед перемешиванием г/1йнопорошка с водой глинопорошок влажностью 6-16 мас.% обрабатывают в переменном магнитком Поле с частотой 24,7-25,3 Гц и напряженностью 206-215 А/м.

Однако магнитная обр 1ботка продолжается 36ч.

Цель изобретения - сокращение времени мапттной обработки глинопорошка без снс1жен14я ее эффективности.

Цель достигается тем, что в дополнение к пер еменному магнитному полк) используют постоянное магнитное поле с напряженностью, не превышающей 20 единиц напряженности вертикальной составляющей магнитного поля Земли при совпадении направлений векторов напряженностей магнитнь1х полей или не превышающей 22 таких же единиц при встречном направлении векторов напряженностей магнитных полей.

При увеличении накладываемого на переменное магнитное поле с напряженностью Н (амплитудное значение) постоянного магнитного поля напряженностью Но от величины напряженности магнитного поля Земли Нгёо 46 А/м (вертикальная составляющая) до 20 Нгео (Н НоН cos2 я ft) величина максимально возможного эффекта воздействия переменного магнитного поля

не меняется, но значительно увеличивается скорость обработки. В результате время обработки, необходимое для достижения максимального изменения тангенса угла диэлектрических потерь глинопорошка при воздействии переменного магнитного поля напряженностью 0,08, 13,3 и 212 А/м, снижается до 120, 120 и 15-20 мин соответственно.

Во время отсутствия эффекта магнитной обработки сухого глинопорошка на влажные глинопорошки магнитные поля оказывают влияние. Поэтому магнитной обработке подвергается влага, находящаяся на поверхности глинопорошка.

По причине наличия критического постоянного поля напряженностью Нкр, начиная с которого эффект воздействия переменного магнитного поля не только не увеличивается, но даже резко уменьшается, постоянная составляющая воздействующего на глинопорошок магнитного поля не должна превышать Нкр 21 Нгео. При Но 40-50 Нгео эффект воздействия переменного магнитного поля на глинопорошок полностью исчезает.

Кроме того, постоянное магнитное поле напряженностью 21 Нгео 10,5 Э очень близкр к значению напряженности поля Н 10,8 Э, действующего между спинами протонов изолированной молекулы воды.

Известно, что в.зависимости от ориентации ядерных спинов двух протонов, входящих в состав молекулы воды, по аналогии с орто- и парамодификациями воДррода может существовать две модификации молекул еоды: орто- спины протонов параллельны и пара- спины протонов антипараллельны. Поскольку величина ядерных магнит+1ых спиновых моментов в 1840 раз меньше электронных, то ими пренебрегают при теоретических расчетах вородных связей и свойств водных систем. При этом установлено, что вероятности образования димерн х молекул и кластеров зависят от вращательных состояний молекулы воды. Например, в Состав димера вода - углекислый газ преимущественно входят молекулы пард (воды НаО) или молекулы орто- (воды DzO). т.е. появляется возможность разделения молекул воды по спин-модификации. В статически равновесной паровой фазе воды содержится 1 /4 части пара- и 3/4 ортоводы.

На основании того, что переменное магнитное поле усиливает действие постоянной составляющей поля, которая стремится Ориентировать спины протонов по полю, можно предположить, что изменения физических СВОЙСТВ воды связаны со смещением равновесия между орто- и параводой в сторону еще большего увеличения количества ортоводы. А так как ориентация спинав протона влияет на скорость переноса протона между молекулами воды, то происходит перестройска и всей сетки водородных связей, что приводит к изменению макроскопических параметров воды.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Берут порошок Na-монтмориллонита, содержащий, мас.%: SI02 63,52,- СаО 2,19; МдО 2,37; FeO 0,68; FezOg 4,93/ AlaOa 16,43; TIO2 0,8; MnO 0,086; PaOs 0,178; NaaO 2,39;

KaO 1,42; 5Оз 0,32, J) 100,48. Потери при прокаливании 5,17%. Влажность 6-8 мае. %. Помещают его в соленоид с двумя катушками индуктивности, первую из которых подсоединяют к прибору, создающему

переменное магнитное поле, а вторую - к прибору, создающему постоянное магнитное поле.

Определяют изменение тангенса угла диэлектрических потерь(tg б )глинопорош.ка в зависимости от отношения напряженности постоянного магнитного поля Но к напряженности магнитного поля Земли (Нгво - вертикальной составляющей), При Но/Нгео 1, 2, 10, 15, 20, 21. 30, 40 и 50

10 составляет 17, 17, 17, 17, 17, 14. 3,1, О и О соответственно.

Таким образом, физические свойства глинопорошка в результате обработки его в постоянном поле не изменяются до значения Но/Нгео 20. В дальнейшем при увеличении напряженности постоянного магнитного поля до 21 Нгео и выше изменение тангенса угла диэлектрических потерь резко уменьшается до нуля, т,е. вообще не

происходит изменения свойств обрабатываемого глинопорошка.

Изменение тангенса угла диэлектрических потерь в зависимости от величины переменного (Н Но + Н ).

постоянного (Но Нгео и HO 21 Нгео) магнитного полей и времени обработки глинопорошха приведено в таблице.

Как видно из таблицы, при оптимальных параметрах переменного магнитного поля

(Н 212 А/м, f 25 Гц) при наложении постоянного магнитного поля с напряженностью Но 21 Нгео изменение тангенса угла диэлектрических потерь приобретает максимальное значение (tg б 17 10) уже

при обработке глинопорошка в течение 15 мин.

Для контроля сохранения эффекта магнитной обработки глинопорошка при дополнительном наложении постоянного магнитного поля на переменное магнитное поле из обрабатанного глинопорошка готовят промывочную жидкость с концентрацией твердой фазы 10 мас.% (Ма-монтмориллонита) и измеряют пластическую вязкость. П р и м е р 1. Глинопорошок делят на четыре части. Из двух частей готовят контрольные промывочные жидкости, а другие две части обрабатывают 1 ч в магнитном поле (Н 212 А/м, f 26 Гц и Н Нгео). Из половины обработанного глинопорошка готовят промывочную жидкость, а другую половину .оставляют в соленоиде и обрабатывают еще 2 ч (общая продолжительность обработки 3 ч). Одновременно готовят промывочную жидкосЧь из обработанного в течение 1 ч в магнитном поле глинопорошка и необработанного, перемешивая с водой в миксере Воронеж в течение 30 мин. Пластическую вязкость t) приготовленных растворов измеряют на вискозиметре ВСН-3 по известной методике. Для раствора из порошка, не прошедшего магнитную обработку, / 6,8 мПа с, а из обработанного ij мо 5,2 мПа с, ;мо 4,8мПа.с., Пример 2. Повторяют пример 1, но магнитную Обработку проводят лри Н 212 А/м, f 25 Гц, Но 21 Нгео 7 мо 7 мо 4,5 мПа-с. П р и м е р 3. Повторяют пример 2, но магнитную обработку глинопорошка проводят в течение 15 мин./ 4,5 мПа.с. П р и м е р 4. Повторяют пример 2, но магнитную обработку глинопорошка проводят в течение 10 мин. jy мо - 5,6 . Таким образом, эффект магнитной обработки глинопорошка по предлагаемому способу сохраняется точно таким же, как и по основному изобретению, но время обработки сокращается до 15 мин, т.е. в десятки раз. Сокращение времени магнитной обработки без снижения ее эффективности важно в полевых условиях на буровой при приготовлении больших обьемов промывочных жидкостей. Формул а изобретения Способ приготовлен 1я промывочной жидкости по авт.св. hfe 1675542, отличающийся тем, что, с целью сокуращения времени магнитной обработки глинопорошка без снижения ее эффективности, глинопорошок дополнительно обрабатывают постоянным магнитным полем с напряженностью, не превышающей 20 единиц напряженности вертикальной составляющей магнитного поля Земли при совпадении направлений векторов напряженностей магнитных полей или не превышающей 22 указанных единиц при встречном направлении векторов напряженностей магнитнь1х полей.

Изобретение относится к нефтегазодобыче и геологии, 8 частности к магнитной обработке при приготовлений промы вочных жидкостей на буровых установках. Цель -^ сокращение времени магнитной обработкиглинопорошка без снижения ее эффективности. Глинопорошок влажностью 6-8 мас.% обрабатывают переменнь1м магнитным полем (МП) с частотой 24.7-25,3 Гц и напряженностью 206-215 А/м и дополнительно подвергают обработке постоянным МП. Напряженность этого поля не превышает 20 единиц напряженности вертикальной составляющей МП Земли при совпадении направлений векторов напряженностей МП или не превышает 22 указанных единиц при встречном направлении векторов напря- женностей'МП. Контроль за эффектом магнитной обработки глинопорошка осуществляют по изменению тангенса угла диэлектрических потерь. Физические свойства глинопорошка в результате обработки в постоянном МП при указанных параметрах не изменяются. Из порошка затем готовят промывочную жидкость»•W^