Способ обработки промывочной жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Респубпик 975774

+ ,Г

Ф ,,/

| (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид-ву (22) 3а »еНО 30. 10.78 (21) 2670047/22-03 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23.11.82 (5I)M. Кл.

С 09 К 7/04

3Ьсударстеснный кемнтет

СССР ао делам нзабретений н отхрытнй (53 ) Уд К 622.243. .144.2 (088.8) т т (72) Авторы изобретения

И. Ю. Быков и Н. Г. Сорокина

Р 1 (Печорский государственный научно-исследовательс и проектный институт "Печорнипинефть" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к бурению скважин в многолетнемерэлых породах.

Известен способ бурения, предусмат риваюший применение минерализованных промывочных жидкостей с отрицательной температурой для предупреждения растепления стенок скважин в интервалах залегания многолетнемерзлых пород (13 .

При реализации этого способа возможны кавернообраэования от химической о эрозии льда, цементируюшего частицы мерзлых пород и взаимодействующего с растворами минеральных солей np;: отрицательных и положительных температурах.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является способ обработки промывочной жидкости, предусматривающий добавку в нее поваренной соли в количестве до 5% от объема промывочной жидкости с послелуюшим охлаждением ее до -З,З С (23 .

Недостатком известного способа является размораживание многолетнемерзлых пород циркулируюшим раствором, нагретым при бурении нижележаших пластов, имеющих положительную температуру . Кроме того, использование известного способа затруднено при положительных температурах на устье скважины, например, при проводке скважины в летнее время.

Целью изобретения является снижение скорости растепления многолетнемерэлых пород в прискважинной зоне.

Поставленная цель достигается тем, что обработку промывочной жидкости ведут путем добавки минеральных солей до полного насышения жидкости при температуре выше критической, характериэуюшейся одинаковой скоростью таяния льда независимо от степени минерализации раствора для данного типа солей.

На фиг. 1 изображен график изменения температуры замерзания в зависимости от концентрации растворов солей; на фиг. 2 — график, характериэуюший скорость разрушения льда в зависимостн

3 9757 от температуры и минерализации раст врра.

Способ основан на результатах экспериментальных исследований.

Исследования выполнены на примере взаимодействия льда с растворами некоторых, преимущественно калиевых, солей и их композиций. Температуру опыта в криостате изменяли от +15-20ОС до точки кристаллизации раствора задан- 10 ной минерализации и регистрировали ртутным термометром с точностью 0,1 С, Для изучения скорости таяния льда в зависимости от минерализации раствора в криостат устанавливали четыре ци- 15

81,00 0,012

Лед

Лед

-2,0

Лед

7,70 0,13 5,90 0,17 5,00 0,200

0,10

10,00

3,90

3,60 0,28 3,35 0,30 3, 10 0,320

l 89 053 1 82 055 1 75 0570

1,10 0,91 1,10 0,91 1 10 0,910

0,26

2,00

0,50

1,10

0,91

0,65 1,54 0,71 1,41 0,75 1,330

1,66

0,60

0,45

Оз50 2ю00 Ot54 1т85 0 59 1>690

2,22

Типичный характер разрушения льда в зависимости от минерализации и температуры раствора графически показан на примере его таяния в растворе углекислого калия (фиг. 2). Здесь по оси абсцисс отложена скорость таяния льда, под которой понимается отношение едини- о пы массы льда ко времени его таяния (1/ч).

Характерной особенностью графика (фиг. 2) является некоторая критическая температура, при которой скорость таяния льда одинакова независимо от минерализации раствора, В области температур выше критической с возрастанием

+1,0

+3,1

+5,4

+8,2

+11,2

+13,6

74 4 линдрические емкости объемом 0,3 л каждая и заполняли минерализованным раствором, например раствором углекислого калия, с концентрациями 10, 30, 50 и 70 г/л. После стабилизации заданной температуры опыта в раствор углекислого калия погружали шаровидные образцы льда диаметром 29 мм, изготовленные из дистиллированной воды и выдержанные в,холодильной камере не менее 48 ч, Взвешивание льда производили на весах ВЛКТ-500 с точностью

0,001 r.

Результаты исследований представлены в таблице. минерализации скорость таяния льда замедляется.

Установленная закономерность имеет важное практическое значение, При бурь, нии многолетнемерзлых пород с температурой минерализованной промывочной жидкости выше критической увеличение концентрации солей вызывает ингибируюший эффект, т.е. угнетает процессы кавернообразований и способствует сохранению номинального диаметра скважиные

Таким образом, при бурении многолетнемерзлых пород при температуре промывочной жидкости выше критической уг20

-14

5 9757 нетение таяния льда-цемента многолетнемерзлых пород достигается повышением концентрации солей или их композиций до полного насыщения промывочной жидкости. Ингибируюший эффект разных по химическому составу солей существенно различен и должен быть предварительно определен в лабораторных условиях по описанной выше методике. . Зкономическая эффективность предла- 10 гаемого способа определяется сокрашением времени механического бурения в интервале многолетнемерзлых пород. По сравнению с существующей технологией промывки предлагаемый способ обработ- 15 ки промывочной жидкости применительно к условиям Возейского месторождения объединения "Коминефть", дает экономию времени механического бурения на 1 скважину 75,3 ч или 26,9 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ обработки промывочной жидкости на водной основе для бурения мерз74 лых пород, включающий добавку в нее минеральных солей, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью снижения скорости растепления многолетнемерзлых пород в.прискважинной зоне, добавку минеральных солей осуществляют до полного насыщения жидкости при температуре выше критической, характеризующейся одинаковой скоростью таяния льда независимо от степени минерализации раствора для данного типа солей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Марамзин Н. В., Рязанов А. А.

Бурение разведочных скважин в районах распространения многолетнемерзлых пород. N., "Недра", 1971, с. 21-22.

2. Грязнов Г. С. Особенности глубокого бурения скважин в районах вечной мерзлоты. N., "Недра, 1969, с. 80 (прототип).

975774

° Ю ф + а

ЮВЯФОР Вд иихф .

ВНИИПИ Заказ 8931/42 Тираж 661 Подписное

Филиал ППГ! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4