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

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к магнитной обработке при приготовлении промывочных жидкостей на буровых установках.

Известен способ приготовления глинистого бурового растсора V, по которому осуществляют предварительную обработку воды при индукции магнитного поля 0,24-0,28 Т (190-220 кА/м).

Известен способ приготовления промывочной жидкости V, по которому осуществляют предварительную магнитную обрабЪтку воды при протека- j

нии ее через устройство с напряженностью магнитного поля 800 кА/м.

Известен способ приготовления промывочной жидкости 3 , включающий перемешивание глинопорошка и обработку переменным магнитным полем с частотой 24,7-25,3 Гц.

Недостатком известного способа являются значительные затраты электроэнергии (12,6 кВт/на 100 м3 промывочной жидкости при расходе 0,35 кВт/ч из-за большой продолжительности обработки в переменном магнитном поле (36 ч}, необходимой для получения

-ч ел

ND О

ю

)

промывочной жидкости с определенным свойствами.

Цель изобретения - снижение затрат электроэнергии при надежной во производимое™ изменения технологических свойств промывочной жидкости

Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект: значительно снижаются энергозатраты (до 1, кВт на 100 м промывочной жидкости при расходе 0,1 кВт/ч, т.е. раз), сокращается время обработки (до ч, т.е. в 9 раз), дстаточно простой способ оптимизации магнитной обработки.

По способу, включающему перемешивание глинопорошка с водой и обработку переменным магнитным полем с частотой 2,7-25,3 Гц, обработке подвергают полученный раствор глинопорошка с водой, при этом напряженность переменного магнитного поля выбирают равной А/м.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве исходного берут глин порошок (монтмориллонит, находящийся в равновесии с комнатной влажностью 6-8%). Глинопорошок перемешивают с водой в миксере Воронеж в течение мин, получают промывочную жидкость, представляющую собой глинистую суспензию на водной основе (10 масД) , наиболее встречающуюся в практике бурения. Часть жидкости отбирают в пробирку и на куметре ВМ-560 измеряют тангенс диэлектрических потерь tg&0 (индуктивный способ). Другую часть промывочной жидкости помещают в соленоид, в котором производят ее магнитную обработку. Параметры частоты -и напряженности переменного магнитного поля подбирают так, чтобы получить максимум tg6H.

Контролем качества магнитной обработки промывочной жидкости служит изменение тангенса диэлектрических потерь Atg& на частоте 20 МГц обработанной промывочной жидкости в сравнении с исходной &tgfl , tg§n - tg§0. Например, на частоте 20 МГц tg&0 0,22; tg SH 0,2 « 0,04. Величина эффекта . Это изменение достигают при строго определенных значениях параметров переменного магнитного поля Н А/м и f 25 Гц. При

s

0

5

0

5

отклонении напряженности поля всего на +8 А/м или частоты поля на +0,3 Ги величина эффекта уменьшается на 30%, а при отклонении Н поля на ±.12 А/м | или частоты поля на +1,1 Гц эффект уменьшается вдвое. Оптимальным отклонением является +8, что соответствует значению напряженности переменного магнитного поля 23 и 250 А/м, при значениях Ниже 23 А/м и выше 250 А/м эффект составит ме- нее 50% (от максимально возможного).. Все эти данные о положении экстремума тангенса диэлектрических потерь, наблюдающегося для 10%-ной глинистой суспензии на частоте монс 20 МГц, необходимы для отработки методики индикации эффектов воздействия магнитных полей, так как именно в области максимума QMQKC) частотной зависимости абсолютные изменения значений tgo существенно превышают ошибку в измерении величины tg8.

i

Наличие эффекта магнитной обработки подтверждено экспериментально технологическими параметрами промывочных жидкостей при условии равенства времени, прошедшего после их приготовления. При этом наиболее чувствительными параметрами к изменению условии обработки оказались пластическая вязкость () и динамическое напряжение сдвига ( Р0), входящие в уравнение Шведова-Бинга-

0

ма

« о

«Ј напряжение

о L dx

сдвига при данном градиенте скорости - dU/dX), описывающее реологическую характеристику тиксотропных, систем (в данном случае свойства глинистой суспензии). В таблице пред- 5 ставлены данные по изменению значе- , ний I , Ъ0 и utgЈ,

На чертеже представлена кривая зависимости изменения тангенса ди- , 0 электрических потерь utg& промывочной жидкости (10 мас.%1 твердой фазы) от напряженности Н воздействующего на нее переменного магнитного поля с неизменной частотой f 25 Гц. По кривой видно, что при напряженности переменного магнитного поля ниже 234 А/м обработку промы вочной жидкости проводить нецелесообразно, так как эффект составит

5

меньше 50% от максимально возможного.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Брали глинопорошок, приготовляли из него промывочную жидкость - глинистую суспезию - путем перемешивания с водой в течение мин, в миксере Воронеж (с концентрацией твердой фазы 10 мае.;), такая концентрация выбрана как наиболее част встречающаяся в практике бурения скважин. Половину данной жидкости обрабатывай в магнитном поле напряженностью 242 А/м и частотой f 25 Г в течение 4 ч. После этого измеряли Технологические параметры и тангенс диэлектрических потерь обеих жидкостей (до и после магнитной обработки) при условии равенства времени , прошедшего после их приготовления (см.таблицу).

- Из данных таблицы видно, что эффект магнитной обработки по пластической вязкости (Ј) составляет ЗЬ% (Н 242 А/м, f 25 Гц) „ а динамического напряжения сдвига (Ј0) - 40$ (при тех же параметрах поля). При изменении параметров поля на ДН 8 А/м и &f 0,3 Гц свойства

промывочных жидкостей изменяются и составляют порядка 30% от свойств ;исходной жидкости.

Вышепредставленные данные показывают, что обработанная магнитным полем (Н 23 4-250 А/м и Ј 24,7 25,3 Гц) промывочная жидкость, представляющая собой 10%-ную глинистую суспензию, обладает соответствующими технологическими и эксплуатационными свойствами, подтверждая надежную воспроивзойимость изменения ее технологических свойств.

5

Формула

изо

р е т е н и я

Способ приготовления промывочной , жидкости /включающий перемешивание глинопорошка с водой и обработку переменным магнитным полем с частотой 24,7-25,3 Гц, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств промывочной жидкости, обработке, подвергают полученный раствор глинопорошка с водой, при этом напряжённость переменного магнитного поля §ыбираю% равной 234-250 А/м.

Свойства промывочных жидкостей (водная глинистая суспензия с содержанием твердой фазы 10 масД)

Характеристика переменного мэгнитнрго поля для обработ ;кй промьтрчной жидкости

ез магнитной обработки) 22 21, 7 25,0 25,3

232 24,7 25,0

25,3 23« 24,7

25,0

25,3 242 24,5

24,7

Характеристика параметров промывочной жидкости

:

,

;

м.

6,2 6,1

ьЗ 5,5 V.7

5,3 5,3 М 5,t 6,0 А,6

6,1

5,9 5,8 6,0

М

f«.5

,7

3,3

3,9

№

Характеристика переменного магнитного поля для обработки промывочной жидкости

25,0 25,3 25,5 21,7 25,0 25,3 24,7 25,0 25,3 24,7 25,0 25,3

0.02

220

Продолжение таблицы

Характеристика параметров промывочной жидкости

М ,5 5,8

5,1

М ,9 5,9 М 5,7 6,3 6,2

М

3,9 4,8 5J 5,9 5,В 6,0 6,1 5,9 6,2 6,0 5,9 6,0

Н,Я/м