Способ приготовления промывочных жидкостей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 о 994540 Союз СоввтскикСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12.11.80 (21) 3231777/23-03с присоединением заявки Йо Р 1 УМ К з С 09 К 7/ОО Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель 54 ) СПОСОБ ПРИГОТОВЛБНИЯ ПРОМЫВОЧНЫХЖИПКОСТЕИ Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, в частности к технологии приготовления промывочных жидкостей, применяемых припроходке Нефтяных, газовых и разведоч-ных скважин.Известны способы приготовления .промывочных жидкостей на основе глинистых минералов с низким содержаниемтвердой фазы путем введения химических реагентов 1 3.Недостатком известных способовявляется то, что используются химические реагенты, в основном, дорогостоящие материалы, чаще .всего требующиеспециального приготовления или же .использованиядля этой цели пищевых продуктов.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ приготовления про-.мывочной жидкости, вййючающий перемешивание и диспергирование глинистыхчастиц в водеПо этому способу гидродинамическая активация малоглинистой промывочной жидкости достигаетсяза счет диспергирования частиц твер,дой фазы суспензии. Повышение дис-.персности происходит при прохождениижидкости, которая подается под давле нием через трубу с каскадом дисков. При этом происходит весьма сложное движение жидкости массы, при котором возникает хаотическое перемещение ее твердых частиц, сопровождающееся вращением твердых частиц, вихреобраэованием и интенсивным перемешиванием.По сравнению с известными способами гидродинамическое диспергирование позволяет улучшить качество промывочной жидкости и увеличить .ее выход в 1,5-3 раза Г 2 .Однако гидродинамическая активация промывочной жидкости не дает возможность значительно повысить выход исходного раствора и улучшить его тех " нологические характеристики. Значение водоотдачи активированного раствора эа 30 мин уменьшается всего до 20 см3Цель изобретения - улучшение качества промывочных жидкостей и повышения их выхода.из 1 т глинопорошка.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовлейия промывочных жидкостей, включающему предварительное смешение и последующее диспергирование глинистых частиц в воде, в глинистую суспенэию перед диспергированием вводят,карбок12 60 23 10 20 7,5 80 24 21 100 6,5 25 8 22 120 25,5 симетилцеллюлозу в количестве 0,05- 0,075 вес., а диспергирование осуществляют высоковольтными импульсами электрическими разрядами с удельной энергией воздействия 80-100 кДж/л.П р и м е р. Исходный раствор для 5 приготовления промывочных жидкостей готовят в лопастной мешалке предварительным перемешиванием. Полученную таким образом глинистую суспензию совместно со стабилизирующим химическим реагентом, например, карбоксиметилцеллюлозой в количестве 0,05- 0,075 подвергают обработке высоко.вольтными импульсными электрическими разрядами с удельной энергией воз действия 80-100 кДж/л. При этом реализуется комплекс таких явлений, как действие ударных волн, кавитации, электромагнитных полей, образование плазменного канала разряда и т. д.В результате обработки дисперсность системы повьпаается, упорядочивается характер контактов структурообразующих элементов и это приводит к образованию устойчивой коагуляционнотиксотропной структуры. В связи с По данным, приведенным в табл. 1 видно,.что обработка с удельной энергией воздействия 80 кДж/л дает увеличение р 1, Р 10 в 10-15 раз, падение водоотдачи до 7,5-10 см . Текучесть Т ) увеличивается незначительно. При удельной энергии свыше 100 кДж/л обработка не приводит к существенным изменениям свойств. Добавка КМЦФ способствует снижению В без добавки значение В равно 10-12 смз за 30 мин ), однако повышение концентрации КМЦ до 0,1 затрудняет процесс диспергирования глинистых частиц,этим даже небольшая концентрация глины дает возможность получать высококачественные промывочные жидкости, Причем обработка с удельной энергией ниже 80 кДж/л не дает значительных улучшений их качества, а с энергией свыше 100 кДж/л является экономически не оправданной и, кроме того, может привести к укреплению глинистых частиц, что будет способствовать ухудшению технологических свойств промывочных жидкостей. Добавка стабилизирующих химических реагентов в незначительных количествах позволяет снизить значение водоотдачи В), повысить предельное статическое напря - жение сдвига Р ). В то же время увеличение концентрации реагентов в большинстве случаев приводит к росту электропроводности растворов, что снижает эФФективность воздействия электрического разряда.П р и м е р. Результаты обработки 5-ного палыгорскита и 3-ного бетонита Черкасского месторождения совместно с 0,05 КМЦприведены в табл. 1. так как вокруг частиц образуютсяадсорбционные пленки, препятствующиеих разрушению. В табл. 2 приведены три варианта обработки системы глинистый минерал-. вода: обработка этой системы высоко. вольтными импульсными электрическими разрядами, добавка к обработанным суспензиям 0,05 КМЦ, совместная обработка предложенным метбдом исходной системы с добавкой 0,05 КМЦ. Причем содержания минерала во всех случаях мало 3-5.994540 сч 31 ( 1 х ,1 3 1 Ф1 1 1 1 1 1 1 1 ОЪ6 В ОЪ ОЪ СЧ СЧ о а (Ч СЧ о м ОЪ сЧ ОЪ с СЧФ Ф Оъ а с с сЧ ОЪСЧ сОЪ ОЪ в ОЪ м К О фФ Э ОЪ с м см ОЪ с Р СО ,ч ч а Ъ%нх оо хО м8м х аСЧ 9Р 3 г 4у 3 О 1 г 4 СО ОЪ СЧ СЧ с. СЧ ОЪс ОЪ Э ОЪ3 ф ОН Н СЧ сч 3 3 1 1 1 1 1 3 м 3 м 3 3 ОЪ 1 с3 сЧ 3 3 1 3 3о Ф Х 3 ч о Ф 63 а ф СЧ ОЪ М СЧ ОЪОЪъф МС 3 ф с"1 СЧм а отЧ СЧ а а аса м сОс СЧа осч счт-3 О СЧ сч м ОЪ ОЪс ОЪ Гщ СЧ СЧ 1"3Р 3 РОог 3 ч133 Е 33 (Фъ1 3 Е 3Ц 3 ОЮ 3а 3 е,Ф 1 О 3 . 13 О963133 ч Ц 3 сооэХД 1 Оъ асМ О 1 3 щ О СОг 1 а Ь О съ ю Оъ а СЧ СЧ СЧ СЧа Оъ с сч м м сг . э СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ994540 Составитель А. БалуеваРедактор Н. Киштулинец Техред О,Цеце Корректор М.Демчик Заказ 562/6 Тираж 637 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская. наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 Из табл. 2 видно, что обработка глинистых суспензий высоковольтными электрическими разрядами приводит к возрастанию значений Р, Рд, но величина водоотдачи продолжается оставаться довольно большой, что отрицательно сказывается при бурении рыхлых пород. В то же время, добавка КМЦ к исходнйм системам приводит к их разжижению, к потере стабильности, т. е, к ухудшению свойств промывочных жидкостей.Добавка КМЦ к уже обработанным суспеизиям несколько увеличивает значения Р, Рц, однако совместная обработка системы минерал-вода,05 КМЦ дает возможность получить промывочные жидкости, отвечаемые предъявляемым к ним требованиям табл. 2 . Наблюдаемые явления связаны с тем, что параллельно с процессом диспергирования частиц минерала,происходит и активация их поверхности и более равномерное распределение вновь образуемых частиц по всему объему системы. Это, в свою очередь, облегчает доступ к ним полимерных молекул КМЦ и увеличивает число благоприятных контактов. Адсорбция КМЦ на поверхности минеральных частиц стабилйзирует формирующуюся структуру, не позволяя им скоагулировать. Способность высокомолекулярных цепей КМЦ создавать свою собственную надмолекулярную структуру еще больше укрепляет коагуляционно-тиксотропные системы с пониженным содержанием твердой фазы. Использование предлагаемого способа позволяет повысить качество промывочных жидкостей, улучшив их технологические характеристики, увеличитьвыход из 1 т глинопорбшка в 5-7 раз;5 сократить расходы сырья на приготов,ление промывочных жидкостей, уменьшить затраты времени на этот процесс,поддержать высокие скорости проходки.скважин.1 ОФормула изобретенияСпособ приготовления промывочныхжидкостей, включающий предварительноесмешение и последующее диспергирование глинистых частиц в воде, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества промывочныхжидкостей и повышения выхода из одной тонны глинопорошка, в глинистуюсуспензию перед диспергированием вводят карбоксиметилцеллюлозу в количестве 0,05-0,075 вес.%, а диспергирование осуществляют высоковольтнымиимпульсами электрическими разрядамис удеой энергией воздйя80-100 кДж/л.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 612948, кл. С 09 К 7/02, 1973.2, Горский В.Ф. и др. Диспергирование палыгорскитовой глины в многокамерном гидродинамическом активаторе диспергаторе . Физико-химическая35механика промывочных и тампонажныхдисперсий. Киев, 1979, с.15-17 (прототип).