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

Изобретение относится к нефтега- зодбывающей промышленности, в частности к магнитной обработке при при- готовлении промывочных жидкостей на буровых установках.

Известен способ приготовления глинистого бурового раствора, 1J , по которому осуществляют предваритель-, ную обработку воды при индукции маг-1 нитного поля 0,24-0,26 Т (190- 220 кА/м).

Известен способ приготовления промывочной жидкости 2J, по которому осуществляют предварительную магнитную обработку воды при протекании ее через устройство с напряженностью магнитного поля 800 кА/м.

Известен способ приготовления промывочной жидкости jiff, включающий перемешивание глинопорошка с водой

и обработку перед смешиванием перг , менным магнитным полем с частотой

24,7-25,3 Гц.

Недостатком изйестного способа являются значительные затраты электро-, энергии (12,6 кВт на 100 мэ промывочной жидкости при расходе 0,35кВт/ч) из-за большой продолжительности обработки в переменном магнитном поле (36 ч), необходимой для получения промывочной жидкости с определен,ными свойствами.

Цель изобретения - снижение затрат электроэнергии при надежной воеи

ю ю

кэ

производимое™ изменения технологических свойств промывочной жидкости.

Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект: значительно снижаются энергозатраты (до 1,52 к8т на 100 м промывочной жидкости при расходе 0,38 кВт/ч, т.е. в В раз), сокращается время обработки (до А ч, т.е. в 9 раз), достаточно простой способ оптимизации магнитной обработки.

По способу, включающему перемешивание глинопорошка с водой и обработку перед смешиванием переменным Mai- итным полем с частотой ,,3 Ги, бработке подвергают воду, при этом напряженность переменного магнитного поля выбирают равной 216-231 А/м.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут водопроводную воду (в частности с электропроводностью Эб 3 х КГ Ом-см)1 ) , помещают ее в Соленоид, в котором производят магнитную обработку. Параметры частоты и напряженности переменного магнитного поля подбирают так, чтобы получить максимум изменения тангенса диэлектрических потерь ( &tgЈ). После магнитной обработки воды ее перемешивают с глинопорошком в течение мин в миксере Воронеж. Полученная промывочная жидкость представляет собой глинистую суспензию на водной основе (10 масД), в качестве исходного берут гЛинопорошок, (монтмориллонит), находящийся в равновесии с комнатной влажностью (влажность порошка 6-8%). , Влияние магнитной обработки на воду разной чистоты (разной электропроводности %) различно. Экспериментально установлена линейная зависимость между максимумом тангенса диэлектрических потерь ()n ло- гарифмом электропроводности (Ig X.) по, уравнению tgЈMQKC 0,08 + 5,59.. xlgX, позволяющая оценивать действие магнитного поля на воду по tgd} максимальные значения которого наблюдаются на определенных частотах (см.табл.1).

Контролем качества магнитной обработки служит изменение тангенса диэлектрических потерь &tgЈ на частоте 20 МГц промывочной жидкостиj приготовленной на обработанной в магнитном поле воде в сравнении с

10

2920Ц

приготовленной на исходной воде utgu1 - tg(. В зависимости от степени чистоты воды в исследуемых системах происходит сдвиг по напряженности магнитного поля в сторону его увеличения.

Экспериментально установлены оптимальные параметры переменного, магнитного поля. Например, при час- МГц tgЈ0 0,02; tgЈH - 0,2б; &tgЈ 0,04, величина эффекта 15-20%. Это изменение достигают при определенных значениях параметров переменного магнитного поля Н 22k А/м и f 25 Гц. При отклонении напряженности поля всего на +7 и - 9 А/м или частоты поля на +0.3 Гц величина эффекта уменьшается на 30%, а при отклонении напряженности поля на +8 и -10 А/м или частоты поля на + t,1 Гц эффект уменьшается вдвое. Оптимальным отклонением является +7 и -8, что соответствует значениям напряжен1- ности переменого магнитного поля 231 и 216 А/м, при которых наблюдается 75% эйфекта магнитной обработки of возможного. При значениях 30 напряженности переменного магнитного поля 215-214 А/м и 233 А/м эффект магнитной обарботки составляет 60 10% от возможного

Все эти данные о положении экстремума тангенса диэлектрических потерь, наблюдающегося для водопро15

20

25

35

водной воды на частоте v«a)CC 4 МГу необходимы для отработки методики индикации эффектов воздействия маг-40 нитных полей, так как именно в области максимума (QMQKc) частотной за-, висимости абсолютные изменения зна- чений tg ft существенно превышают ошибку в измерении величины tgЈ.

45 Наличие эффекта магнитной обработки подтверждено экспериментально технологическими параметрами промывочных жидкостей при условии равен- ства времени, прошедшего после их

50 приготовления. При этом наиболее чувствительными параметрами к изменению условий обработки оказались пластическая вязкость (Ь) и динамическое напряжение сдвига (Ј«)

55 входящие в уравнение Шведова-Бингама

л t

I

сШ

dX

(t напряжение

сдвига при данном градиенте скорости - dU/dX), описывающее реологическую характеристику тиксотропных систем ( в данном случае свойства глинистой суспензии). В табл.2 представлены данные по изменению Ј , Ъй и utg

На чертеже представлена кривая .зависимости изменения тангенса диэлектрических потерь fttg водо- 10 проводной воды от напряженности Н воздействующего на нее переменного магнитного поля с неизменной частотой Ј 25 Гц. По кривой можно определить, что максимум тангенса ц$ диэлектрических потерь наблюдается в узком диапазоне напряженностей переменного магнитного поля, воздействующего на систему. Поэтому для получения максимального эфЛекта же- 20 лательно выдерживать Н как можно ближе к среднему значению. /

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В качестве исходной брали водо- 25 проводную воду. Большую часть ее обрабатывали в переменном магнитном поле напряженностью Н А/м и частотой f 25 Гц в течение k ч.

венства времени, Прошедшего после их приготовлений (см.табл.2.).

Из данных табл. 2 видно, что эффект магнитной обработки по пластической вязкости (Ј) составляет ЗЬ% (Н 22 А/м, f - 25 Гц) , а динамическому напряжению сдвига )- bQ% при тех же параметрах поля. При изменении параметров поля на UH +7 и -9 А/м и ДЈ 0,3 Гц свойства промывочных жидкостей изменяются и составляют порядка 30% от свойств исходной жидкости.

Вышепредставленные данные показывают, что промывочная жидкость, пред ставляющая собой 10%-ную глинистую суспензию, приготовленную на обработанной магнитным полем (Н 216- 231 А/м и f 2k,7-25,3 Гц) водопроводной воде, обладает соответст- вующими технологическими и эксплуатационными свойствами, подтверждая надежную воспроизводимость изменения ее технологических свойств. Формула изобретения

Способ приготовления промывочной жидкости, включаиичий перемешивание глинопорошка с водой и обработку

После этого брали глинопорошбк (монт- 30 перед смешиванием переменныме агнитмориллонит) и приготовляли промывочную жидкость с концентрацией твердой фазы 10 масД на обработанной и не- ,обработанной воде, этого воду и ,глинопорошок перемешивали в течение мин на миксере Воронеж. За- тем измеряли технологические параметры и тангенс диэлектрических по- терь обеих жидкостей при услбвии ра35

ным полем с частотой 2,7-25,3 Гц, отличающийся тем что, с целью снижения затрат электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств промывочной жидкости, обработке подвергают воду, при этом напряженность переменного магнитного поля выбирают равной 216-231 А/м.

венства времени, Прошедшего после их приготовлений (см.табл.2.).

Из данных табл. 2 видно, что эффект магнитной обработки по пластической вязкости (Ј) составляет ЗЬ% (Н 22 А/м, f - 25 Гц) , а динамическому напряжению сдвига )- bQ% при тех же параметрах поля. При изменении параметров поля на UH +7 и -9 А/м и ДЈ 0,3 Гц свойства промывочных жидкостей изменяются и составляют порядка 30% от свойств исходной жидкости.

Вышепредставленные данные показывают, что промывочная жидкость, представляющая собой 10%-ную глинистую суспензию, приготовленную на обработанной магнитным полем (Н 216- 231 А/м и f 2k,7-25,3 Гц) водопроводной воде, обладает соответст- вующими технологическими и эксплуатационными свойствами, подтверждая надежную воспроизводимость изменения ее технологических свойств. Формула изобретения

Способ приготовления промывочной жидкости, включаиичий перемешивание глинопорошка с водой и обработку

перед смешиванием переменныме агнит

ным полем с частотой 2,7-25,3 Гц, отличающийся тем что, с целью снижения затрат электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств промывочной жидкости, обработке подвергают воду, при этом напряженность переменного магнитного поля выбирают равной 216-231 А/м.

Использование: в нефтегазодобы (вающей промышленности, в частности, при магнитной обработке при приготовлении промывочных жидкостей на бу ровых установках. Способ обеспечивает снижение затрат электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств про-, мывочной жидкости. Сущность изобре- тения: в магнитной обработке воды и перемешивании глинопорошка и воды. Производят магнитную обработку воды в переменном магнитном поле с час1 тотой 24,7-25,3 Гц и напряженностью ,216-231 А/м. Воду для магнитной обработки помещают в соленоид. При- 1менение изобретения позволяет сни- эить затраты электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств промывочной жидкости. 2 табл., 1 ил. I « Ё

Значения электропроводности (эе.), частоты электрического поля Q) и максимума тангенса диэлектрических потерь (tg8MaM)

лл

Таблица 1

Свойства промывочных жидкостей, приготовленных на обработанной в переменном магнитном поле воде (водная глинистая суспензия с содержанием твердой фазы 10 масД)

Характеристика переменного магнитного поля для обработки воды

ез магнитной обработки)

212

21

216

221

231

233

2,7 25,0 25,3 2,7 25,0 25,3 ,7 25,0 25,3 21,5 24,7 25,0 25,3 25,5 24,7 25,0 25,3 24,7 25,0 25,3

0,2

2/0 3,0

1,5

3,5

4,0

3,2

3,8

4,1

3,5

2,1

4,8

5,2

4,7

1,9

3,1

4,0

2,5

1,95

3,00

1,80

Таблица 2

Характеристика параметров промывочной жидкости

6,3

6,1 5,9 6,2 4,8 4,3 4,9 4,8

4,1 4,5 5,9 4,5 3,9 4,8 5,7 5,9 5,8 6,1 6,2

6,1 6,2

ооа

Щ 220 НЛ/М