Способ контроля приготовления исходного бурового раствора Советский патент 1983 года по МПК E21B21/06 

1 . Изобретение относится к способам приготовления исхоаного бурового pactвора путем контроля за параметрами бурового раствора в процессе его приготовления и может найти применение в мвфтегазоаобьгче и геологоразведке при %Р®НИИ СКВАЖИН. Известны способы приготовления бурового раствора путем контроля процесс ириготовлен1И бурового раствора по та- КИМ параметрам, как вязкость, плотност статическое наяряжение савига, ВОДОО-Рцача, отстой, тояшина глинистой кор ки tlj . Известные способы позволяют контро -лировать технико-эксплуатационные свой ства бурового раствора, но судить по ни о степени.однородности раствора невозма 1шо. Известен способ контроля электроста бильностн буровЬис растворов, приготов- иэнных на углеводородной основе, путем измерения напряжения между электродам в момент корюткого замыкания электри- .чвсяого тока . Известен способ контроля концентра ими твердой в жидкости в процессе перемешивания ее с жидкостью затворе- имя нутем лобового сопротивления перфо рированнсй пластинки в потоке бурового раствора 3 j , Эти способы позвсз иют измерять соотношение твердой фазы и жидкости в буровом растворе, но не поавЬляют определить насколько равномерно перемешивалась твердая.фаза с жидкостью затворения в процессе их перемешивания, что приводит к снижению качества приготавливаемого раствора. Цель изобретения - повышение качества приготовления исходного бурового раствора в процессе-перемешивания исходного материала с жидкостью затворения и повышение степени его однородности. Поставленная цель достигается тем, что по предложенному способу в течение всего времени процесса перемешивания рН раствора и в момент прекрашения изменения рН процесс перемешивания прекращают. Сущность изобретения заключается в следующем. Основным исходным материалом для Ярового раствора являются глиноматери алы. Известно, что все глины, которые применяются как дисперсная фаза в растворе (бентонит, каолинит, палыгорс кит и пр.) имеют в своем составе мине5рапы магния, алюминия, кремния, .натрия, калия, кальция и др. При соединении этих минералов с водой происходит электролитическая диссоциация, при которой, например, ионы кремния, соединяясь с гидроксильной группой воды, образуют силанольные группы, врезультате рН дисперсной среды изменяется. К изменениям рН приводят и другие процессы, проис- ходящие на межфазйой границе жидкостьтвердая фаза и обусловленные перестройкой ионообменного комплекса глинистых минералов, связанной с термодинамической необходимостью минимума свободной энергии образукяцейся системы. Исследованиями, проведенными в СредАзНИИгаае, установлено, что при вводе исходного глинистого материала в воду и перемешивании его с водой рН раствора изменяется по экспоненциальному закону, В первый момент, когда поверхности частиц соединяются с водой, frfi раствора. разко изменяется, jrfi падает, ©ели в глинистых частицах преобладают минералы кремния (каолиновые глины), или растет, если в глинистых -частицах пре- обладают щелочно-аемельные минералы (иджеванский бентонит). В процессе перемеши ния водрглн ниртой суспензии рН раствора изменяется медленнее за счет разрушения комков и агрегатнрованных частиц. После того как все частицы смочены водой, т.е. когда степень однородности раствора максимальна, рН раствора перестает изменяться. На чертеже показана схема реализации способа. В емкость 1 с жидкостью затворения, например водой, поступает исходный порошкообразный глйноматериал из бункерапитателя. Исходный раствор перемешивается лопастной мешалкой 3 с электроприводом 4. В течение всего времени перемешивания измеряют .рН растворас помощью дат чика 5 контроля рН, помешенного в емкость 1, Контроль изменения рН раствора осушествляе.тся вторичным прибором 6. В процессе перемешивания глинистых часпщ с жидкостью затворейия рЛ исходного раствора меняется по экспоненциальному закону, так как ;чем меньше фракция порошкообразного .материала, тем больше его склонность к агрегатированию. Агрегаты обволакиваются водой

и если они не будут разбнты в процессе перемешивания, то качество бурового раствора снизится его цисперсной нестабильности. Увеличение степени оцно роаносги paciBopa (равномерности распрецеления глинистых частиц по всему объему жидкости) ведет к повышению качества и стабильности раствора.

В первый момент перемешивания глинопорошка с водой болыиая -часть частиц соединится с жидкостью, в ре« . зультате чего рН раствора изменяется резко. После этого изменение fii происходит только за счет рйспадания комков и агрегатов частиц. После того как все агрегаты распадутся на единичные

частицыи смешаются с воцой, т.е. расп вор станет однородным, прибор 6 пок жет, что рН раствора не изменяется н процесс перемешивания необкодюло прек. ратить либо заменить порцию раствора.

Предлохганный способ прост, пошаоляет готовить буровой раствор непрерывно и в автоматическом режиме.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в снижения энеЕя тическкх затрат за счет сштимнза ции процесса перемешивания на €-7% н экономии гпиноматериалов за счет качественногч) перемешивания глины с водой на 2-3%.

Способ контроля эа приготовлением исхоцного бурового раствора путем смешивания исходного материала с жицхостью затворения, о т-л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения степени его оцнороаности, в течение всего времени процесса смешивания измеряют рН раствора ив момент прекращения изменения pW процесс смешивания прекращают.