Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РЕАГЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РЕАГЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РЕАГЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: бурение нефтяных скважин. Способ определения количества реагента для обработки бурового раствора осуществляют следующим образом. В процессе бурения отбирают пробы разбуриваемой породы. Определяют активность разбуриваемых пород, скорость их увлажнения в дистиллированной воде. Рассчитывают количество реагента-стабилизатора по формуле . Для определения количества электролита рассчитывают произведение CpKp , сравнивают его с заданной величиной, равной 3,0 ± 0,5. Электролит вводят при условии CpKp>3,0 ± 0,5 . Его количество рассчитывают из условия , где Cp - количество реагента-стабилизатора в буровом растворе, % ; Kp - коэффициент активности реагента-стабилизатора с учетом минерализации водной фазы бурового раствора; M - объемное содержание твердой фазы в буровом растворе в долях единицы; Vп - скорость увлажнения разбуриваемых пород в дистиллированной воде, м/ч; - минерализация поровой воды, моль/л; Zʺ - валентность катионов поровой воды; Cк - объемное содержание коллоидной глинистой составляющей в буровом растворе, % ; Vo - требуемая скорость увлажнения разбуриваемых пород, м/ч; - требуемая минерализация водной фазы бурового раствора, моль/л; Zʹ - валентность катионов водной фазы бурового раствора.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2012583
Класс(ы) патента: C09K7/00
Номер заявки: 5018574/03
Дата подачи заявки: 08.07.1991
Дата публикации: 15.05.1994
Заявитель(и): Резниченко Иван Никитович; Пеньков Александр Иванович
Автор(ы): Резниченко Иван Никитович; Пеньков Александр Иванович
Патентообладатель(и): Резниченко Иван Никитович; Пеньков Александр Иванович
Описание изобретения: Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для повышения устойчивости стенок скважин при разбуривании глинистых пород.
Известно, что повысить устойчивость стенок скважин можно применением ингибированных буровых растворов, обработанных различными электролитами (NaCl, KCl, CaCl2, CaSO4 и др. ) и стабилизированных реагентами-стабилизаторами [1] .
Для повышения устойчивости стенок скважин важно определить требуемую концентрацию в буровом растворе как реагента-стабилизатора, так и электролита, а также поддерживать требуемую концентрацию их в растворе в процессе разбуривания неустойчивых отложений.
Известен способ определения количества реагента-стабилизатора для обработки бурового раствора, включающий отбор проб в процессе бурения, определение коллоидной глинистой составляющей в буровом растворе и коэффициента активности исследуемого реагента и оптимальной его концентрации в буровом растворе [2] по формуле:
Cp= n , (1) где Ck - требуемое содержание реагента-стабилизатора в буровом растворе, % ;
Ck - объемное содержание коллоидной глинистой составляющей в буровом растворе, % ;
Kp - коэффициент активности реагента-стабилизатора;
n - показатель, характеризующий отношение содержания органического коллоида к неорганическому.
Недостатком известного способа является малая точность определения количества реагента для обработки буровых растворов, так как в данном случае не учитываются физико-химические свойства разбуриваемых пород и время их контакта с раствором.
Определение количества реагента без учета указанных факторов приводит к перерасходу реагентов или осложнениям ствола скважин (осыпям и обвалам стенок скважин) в результате недостатка реагента в буровом растворе.
Кроме того, по данному способу невозможно определить требуемую концентрацию электролита в буровом растворе.
Цель - повышение устойчивости стенок скважин путем более точного определения требуемого количества реагентов для обработки бурового раствора.
Сущность способа состоит в том, что в процессе бурения отбирают пробы, определяют активность разбуриваемых пород и скорость их увлажнения в дистиллированной воде и определение количества реагента-стабилизатора, отличающийся тем, что количество реагента-стабилизатора определяют по формуле
Cp= (1-M) + Σ CZ - Cк (2) и дополнительно определяют количество электролита, при этом рассчитывают произведение CpKp, сравнивают его с заданной величиной, равной 3,0±0,5, и вводят электролит при CpKp > 3,0±0,5 в количестве, рассчитанном из условия:
Σ CZʹ= (1-M) + Σ CZ-2Cк , (3) где Cр - количество реагента-стабилизатора в буровом растворе, % ;
Kр - коэффициент активности реагента-стабилизатора с учетом минерализации водной фазы бурового раствора;
M - объемное содержание твердой фазы в буровом растворе в долях единицы;
Vп - скорость увлажнения разбуриваемых пород в дистиллированной воде, м/ч;
C - минерализация поровой воды, моль/л;
Zʺ - валентность катионов поровой воды;
Ck - объемное содержание коллоидной глинистой составляющей в буровом растворе, % ;
Vо - требуемая скорость увлажнения разбуриваемых пород, м/ч;
C- требуемая минерализация водной фазы бурового раствора, моль/л;
Zʹ- валентность катионов водной фазы бурового раствора.
Определение концентрации реагентов по предлагаемому способу является оптимальным, отвечающим требованиям устойчивости стенок скважин при минимальном расходе реагентов.
П р и м е р. Определяют оптимальное количество реагента в буровом растворе при бурении скважины на площади Западный Аладаг ПО "Туркменнефтегаз".
Исходные данные: интервал бурение под техническую колонну составляет 320-2400 м, диаметр скважины 0,394 м; время бурения скважины в рассматриваемом интервале t = 140 сут или 3360 ч, плотность бурового раствора ρp = 1360 кг/м3, пластическая вязкость ζ = 27 ОмП, содержание твердой фазы в буровом растворе в долях единицы M = 0,166. Буровой раствор обрабатывают реагентом-стабилизатором КМЦ-600, имеющим коэффициент коллоидальности Kр= 4,32.
В процессе бурения скважины отбирают шлам (керн) и определяют коэффициент активности разбуриваемых пород Kп(Kп = 0,25), градиент порового давления в эквиваленте плотности ( ρп = 1300 кг/м3) и минерализацию поровой воды (Cэл.''(Cэл.'' = 7,5% , в том числе CaCl2 = 0,3% или 0,03 моль/л, NaCl = 7,2% или 1,24 моль/л).
Определяют показатели скорости увлажнения разбуриваемых пород в дистиллированной воде:
Vп = VБ Kп, где VБ - константа, равная 0,35;
Kп - коэффициент активности разбуриваемых пород;
Vп = 0,35 ˙ 0,25 = 0,0875 м/ч.
Определяют требуемое значение показателя скорости увлажнения разбуриваемых пород с учетом времени бурения скважины в интервале 320-2400 м
Vo= где Rс - радиус скважины, м;
ρp- плотность бурового раствора, кг/м3;
t - требуемое время устойчивого состояния, ч;
ρп - поровое давление в эквиваленте плотности, кг/м3;
в - коэффициент, равный 198,9.
Vo = = 0,0122 м/ч.
Определяют фактическое объемное содержание коллоидной глинистой составляющей в буровом растворе по адсорбции метиленовой сини - Cк = 2,32% .
Определяют требуемое содержание реагента-стабилизатора в буровом растворе по формуле (2):
+
Определяют произведение CрKр = 1,14 x 4,32 = 4,92, как видно CрKр = 4,92 > 3,0±0,5, следовательно, буровой раствор обрабатывают как реагентом-стабилизатором, так и электролитом.
Определяют требуемое содержание электролита в буровом растворе по формуле (3)

Определяют требуемое содержание реагента-стабилизатора (КМЦ-600) в буровом растворе по формуле (1) с учетом изменения активности КМЦ-600 при расчетной минерализации раствора ( (Σ CZʹ= 2.64 моль/л) , т. е. Kр = Kр ˙ a, где a - коэффициент, характеризующий изменение активности реагента-стабилизатора, в результате действия электролита.
В соответствии с исследованиями, при требуемой концентрации электролита коэффициент a для КМЦ-600 равен a = 0,70, тогда требуемая концентрация КМЦ-600 будет равна:

Таким образом, при бурении скважин в интервале 320-2400 м на площади Западный Аладаг для обеспечения устойчивости стенок скважин в течение t = 140 сут должен использоваться минерализованный буровой раствор со следующими свойствами и составом:
Плотность ρp = 1360 кг/м3;
Пластическая вязкость ζ = 27,0 мПас;
Содержание коллоидной глинистой составляющей Ck = 2,32% ;
Содержание реагента-стабилизатора (КМЦ-600) - Cр = 0,17%
Содержание электролита - Σ моль/л) .
При бурении скважины N 2 Западный Аладаг состав раствора поддерживался в соответствии с расчетом. Так, состав фильтрата бурового раствора был следующим:
Ca2+ - Cэл.' = 0,03 моль/л; Z' = 2,0; Cэл.'Z' = 0,06;
SO42- - Cэл.' = 0,11 моль/л; Z' = 2,0; Cэл.'Z' = 0,22;
Cl- - Cэл.' = 0,46 моль/л; Z' = 11,0; Cэл.'Z' = 0,46;
HCO3- - Cэл.' = 0,50 моль/л; Z' = 1,0; Сэл.'Z' = 0,50;
Na++K+ - Cэл. ' = 1,13 моль/л; Z' = 1,0; Cэл.'Z' = 1,13
Всего солей ΣCZ'= 2,37моль/л, что близко к данным, определенным по предлагаемому способу. (56) Городнов В. Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. - М. : Недра, 1984.
Резниченко И. Н. Приготовление, обработка и очистка буровых растворов. - М. : Недра, 1982, с. 67, 71.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающий отбор проб в процессе бурения, определение активности разбуриваемых пород и скорости их увлажнения в дистиллированной воде и определение количества реагента-стабилизатора, отличающийся тем, что количество реагента-стабилизатора Cp определяют по формуле
Cp= (1-M) + Σ C Z - Cк
и дополнительно определяют количество электролита, при этом рассчитывают произведение CрKр, сравнивают его с заданной величиной 3,0 ± 0,5 и вводят электролит при CрKр > 3,0 ± 0,5 в количестве, рассчитанном из условия
Σ C Z = (1-M) + Σ C Z-2Cк,
где Cр - количество реагента-стабилизатора в буровом растворе, % ;
Kр - коэффициент активности реагента-стабилизатора с учетом минерализации водной фазы бурового раствора;
M - объемное содержание твердой фазы в буровом растворе, доли единицы;
Vп - скорость увлажнения разбуриваемых пород в дистиллированной воде, м/ч;
Cʺэл - минерализация поровой воды, моль/л;
Zʺэл - валентность катионов поровой воды;
Cк - объемное содержание коллоидной глинистой составляющей в буровом растворе, % ;
Cʹэл - требуемая минерализация водной фазы бурового раствора, моль/л;
Zʹэл - валентность катионов водной фазы бурового раствора;
Vо - требуемая скорость увлажнения разбуриваемых пород, м/ч.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающий отбор проб в процессе бурения, определение активности разбуриваемых пород и скорости их увлажнения в дистиллированной воде и определение количества реагента-стабилизатора, отличающийся тем, что количество реагента-стабилизатора Cp определяют по формуле
Cp= (1-M) + Σ C Z - Cк
и дополнительно определяют количество электролита, при этом рассчитывают произведение CрKр, сравнивают его с заданной величиной 3,0 ± 0,5 и вводят электролит при CрKр > 3,0 ± 0,5 в количестве, рассчитанном из условия
Σ C Z = (1-M) + Σ C Z-2Cк,
где Cр - количество реагента-стабилизатора в буровом растворе, % ;
Kр - коэффициент активности реагента-стабилизатора с учетом минерализации водной фазы бурового раствора;
M - объемное содержание твердой фазы в буровом растворе, доли единицы;
Vп - скорость увлажнения разбуриваемых пород в дистиллированной воде, м/ч;
Cʺэл - минерализация поровой воды, моль/л;
Zʺэл - валентность катионов поровой воды;
Cк - объемное содержание коллоидной глинистой составляющей в буровом растворе, % ;
Cʹэл - требуемая минерализация водной фазы бурового раствора, моль/л;
Zʹэл - валентность катионов водной фазы бурового раствора;
Vо - требуемая скорость увлажнения разбуриваемых пород, м/ч.