способ приготовления бурового раствора с использованием понизителя фильтрации полуколлоидного типа

Формула изобретения

Способ приготовления бурового раствора, заключающийся в перемешивании водной смеси глинопорошка, добавлении в нее понизителя фильтрации полуколлоидного типа - конденсированной сульфит-спиртовой барды или углещелочного реагента, отличающийся тем, что полученную смесь подвергают воздействию механохимической активации с помощью дезинтегратора с вращающимися вокруг осей в противоположных направлениях двумя дисками, оснащенными пальцами-билами, при этом скорость вращения дисков устанавливают равной 14000-15000 об/мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам приготовления буровых растворов и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ приготовления бурового раствора, заключающийся в перемешивании водной смеси глинопорошка с добавкой химического реагента, в качестве которого используются конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) или углещелочной реагент (УЩР), являющиеся понизителями фильтрации полуколлоидного типа (см. Технология применения порошкообразных материалов для буровых растворов, сер. «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море». - М., 1990, с.1-5).

Недостатком известного способа является большой расход понизителя фильтрации полуколлоидного типа (УЩР и КССБ) при его приготовлении.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является устранение указанного недостатка, а именно снижение расхода понизителя фильтрации полуколлоидного типа (УЩР и КССБ) при приготовлении бурового раствора.

Данный технический результат достигается за счет того, что в способе приготовления бурового раствора, заключающемся в перемешивании водной смеси глинопорошка, добавлении в нее понизителя фильтрации полуколлоидного типа - конденсированной сульфит-спиртовой барды или углещелочного реагента, согласно изобретению, полученную смесь подвергают воздействию механохимической активации с помощью дезинтегратора с вращающимися вокруг осей в противоположных направлениях двумя дисками, оснащенными пальцами-билами, при этом скорость вращения дисков устанавливают равной 14000-15000 об/мин.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где показан выбор скорости вращения дисков с пальцами - билами дезинтегратора для реализации способа приготовления бурового раствора, при этом здесь приняты следующие обозначения: 1 - функция изменения показателя фильтрации бурового раствор, обработанного 3% УЩР в зависимости от интенсивности воздействия в дезинтеграторе (увеличение скорости вращения дисков с пальцами - билами в дезинтеграторе); 2 - функция изменения показателя фильтрации бурового раствора обработанного 2-х % КССБ в зависимости от интенсивности воздействия в дезинтеграторе (увеличение скорости вращения дисков с пальцами - билами в дезинтеграторе).

Изобретение также поясняется с помощью таблицы, в которой приведены данные о фильтрационных свойствах приготовляемого бурового раствора с использованием дезинтегратора. В таблице приведены также данные о расходе понизителей фильтрации - УЩР и КССБ в случае, когда дезинтегратор не используется, а также после дезинтеграторной активации бурового раствора.

Используемый в данном изобретении дезинтегратор представляет собой аппарат ударного действия, в котором два вращающихся навстречу диска оснащены пальцами - билами (см. В.И.Молчанов, О.Г.Селезнева, Е.Н.Жирнов. Активация минералов при измельчении. - М., 1988, с.159-160). Пальцы - билы одного диска при вращении проходят между пальцами - билами другого диска. Измельчение - активация проводится посредством многократных ударов, частота которых зависит от скорости вращения дисков. При этом чем больше число ударов, придаваемых частицам вещества, и, следовательно, меньше интервал между следующими друг за другом ударами, тем сильнее активация материалов, которые подвергаются дезинтеграторной обработке.

Данный способ реализуется следующим образом. Сначала перемешивают водную смесь глинопорошка, затем в водную смесь глинопорошка добавляют понизитель фильтрации полуколлоидного типа (УЩР и КССБ). Приготовленную смесь подвергают воздействию механохимической активации с помощью дезинтегратора с вращающимися вокруг осей в противоположных направлениях двумя дисками, оснащенными пальцами-билами. Диски выполнены таким образом, что при их вращении пальцы - билы первого диска расположены между пальцами - билами второго диска, при этом скорость вращения дисков устанавливают равной 14000-15000 об/мин.

Для оценки степени влияния дезинтеграторной обработки на стабилизирующие свойства понизителей фильтрации УЩР и КССБ использовали следующую методику. Вначале готовили с помощью лабораторной мешалки буровой раствор с 15% содержанием нефтеабадского глинопорошка с коэффициентом коллоидальности 0,18. Затем с целью снятия эффекта снижения показателя фильтрации за счет активации глинистой фазы буровой раствор подвергался дезинтеграторной обработке в режиме, характеризующемся скоростью вращения дисков с пальцами - билами, равной 15000 об/мин, в продолжении заданного времени, когда снижения показателя фильтрации не происходило. Только после этого в буровой раствор вводили понизитель фильтрации - УЩР или КССБ и перемешивали его в лабораторной мешалке в течение 2 часов. После этого замерялся показатель фильтрации, который принимался за исходный. Подготовленный таким образом химически обработанный буровой раствор подвергали обработке в дезинтеграторе при различной интенсивности воздействия, т.е. при различных скоростях вращения дисков с пальцами - билами.

Данные проведенной экспериментальной проверки данного способа приведены в таблице, из которой видно, что для снижения показателя фильтрации раствора до 8 см³ требуется 5% УЩР (см. п.3 таблицы) или 4,3% КССБ (см. п.6 таблицы) против 3,2% УЩР (см. п.14 таблицы) или 2,8% КССБ (см. п.23 таблицы) после дезинтеграторной активации. Аналогично, практически с такой же разницей расхода УЩР и КССБ, получены другие значения показателя фильтрации, приведенные в данной таблице. Дальнейший анализ результатов проверки предлагаемого способа показывает, что расход УЩР снижается на 30-36% (см. п.п.8,11,14 таблицы), а расход КССБ - на 33-35% (см. п.п.17, 20, 23 таблицы) за счет механохимической активации в дезинтеграторе. При этом на чертеже отчетливо видно следующее. Вначале, с увеличением количества оборотов в дезинтеграторе, снижается показатель фильтрации, который достигает минимального значения при значениях скорости вращения дисков с пальцами - билами 14000-15000 об/мин.

При дальнейшем увеличении количества оборотов (более 15000 об/мин) значение показателя фильтрации не меняется. Таким образом, из чертежа следует, что максимальное снижение показателя фильтрации достигается при значении скорости вращения дисков с пальцами - билами 14000-15000 об/мин, а из таблицы видно, что при этом режиме снижается расход УЩР на 30-36%, а КССБ - на 33-35%.

Использование данного изобретения позволяет снизить расход понизителя фильтрации полуколлоидного типа при приготовлении бурового раствора.